弹力教学设计

1、弹力教学设计必修一 第三章 相互作用第二节弹力教学设计 平凉市第 二中学 朱惠琴 一、设计思想本节教材文字叙述简洁，插图生 动形象，内容直观感性，较易为学生接受，加上学生在初中时对弹力 已有了一定的感性认识与理论基础，因此将弹力这节课设计成教师创 设情景，提供平台让学生动手、动脑，并能提出问题、解决问题，在 教师的引导下，通过全班同学的讨论，自评和互评来不断完善认知结 构。教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲，让学 生主动参与、探究，成为学习的主体。本教学设计特别强调对实验的挖掘。通过弯弓射箭游戏引入新 课，激发学生学习的兴趣。通过教学中若干个演示实验的设计，使学 生感悟科学的探

2、究方法和树立创新的意识。尤其在研究弹力的方向总 跟接触面垂直时，让学生手掌轻推肥皂泡，观察肥皂泡离开手的较短 距离内运动方向与手掌平面存在的关系，形成弹力方向的感性认识。 在师生、生生互动和探究的过程中，培养学生的合作精神，丰富学生 的成功体验，使原本平淡的课堂教学变得充实、饱满、有声有色。二、教材分析弹力是人教版高中物理必修1第三章第二节 的内容，是牛顿力学的基础知识，在整个高中物理中占有相当重要的 地位，也是以后正确受力分析的基础。其重点是弹力产生的原因、条 件、弹力方向和胡克定律，难点是弹力方向和胡克定律。教材用拉伸、 压缩弹簧的事实让学生体会弹力产生的原因和条件；通过放大的思想 演示微

3、小形变，拓宽学生的认识面，激发学生的学习兴趣；弹力的方 向是本节的教学难点、重点，教科书通过思考与讨论栏目让学生讨论、 体会弹力的方向，在学生思考的基础上用通俗的语言概括了弹力的方 向，对于胡克定律的教学，可以先让学生亲身经历体验，然后引导学 生设计实验探索弹簧弹力的大小与形变量大小之间的关系，这种先从 感性认识出发，上升到理性认识，再通过实验检验并进行具体运用的 研究方法十分重要。三、学情分析通过本章第一节重力及相互作用的学习，学生已 经对力的三要素及作用效果等有了一定的了解。而且在初中阶段的学 习过程中，也对弹力有了初步感性的认识和一定的理论基础。在高中 教学中要进一步帮助学生深化对弹力的

4、理解。弹力产生的原因及其方 向的判定，是学生普遍感到难以把握的问题。为此，在这节课的教学 中要精心设计实验，通过形象直观的实验教学帮助学生突破难点，并 让学生在亲历探究的过程中，体验到探究未知世界的乐趣，领悟科学 探究的真谛。四、教学目标（一）知识与技能1.知道常见的形变，通过实 验了解物体的弹性。2 .知道弹力产生的原因和条件。3 .知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向, 能正确画出弹力的示意图。4 .通过实验探究弹力和弹簧形变量的关系，理解胡克定律，了 解科学研究方法。（二）过程与方法1.提高在实际问题中确定弹力方向的能力。2 .锻炼自己动手进行设计实验和操作实验的能力3.

5、知道实验 数据处理中常用的方法，尝试使用图象法进行处理数据。（三）情感态度与价值观1.真实准确地记录实验数据，体会科 学的精神和态度在科学探究过程中的重要作用。在用简单器材显示微 小形变的过程中，体会微小量放大的实验思想，感受学习物理的乐趣。 2. 了解弹力在生产和生活中的应用，体会物理与生产、生活息息相 关，发展将知识服务于人类的愿望。3 .从任何物体都能发生形变入手，培养学生用实事求是的科学 态度去认识事物本来面目，不被表面现象所迷惑的科学观。五、重点难点（一）教学重点1.弹力的概念、产生条件和弹 力方向的判断。4 .自主设计实验探索弹簧的弹力与伸长量的关系及实验操作。（二）教学难点弹力方

6、向的判断及自行设计实验验证胡克定律。六、教学策略与手段本课以学生活动为主，配以研习单，结合 问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。1 .本节课流程设计：游戏引入设计实验学生探究分析归纳得出结 论（解决问题）拓展应用（产生新疑问）。2 .对探究胡克定律实验呈半开放设计，仅提供器材、表格，让学 生自行探究。3 .教学中通过设计演示实验，多媒体课件动画演示创设物理情 景，把复杂抽象的问题形象化，以便于学生的思考分析。七、教学准备弓箭、橡皮泥、握力圈、弹簧、激光光源、平面 镜（两套）及支架、薄板、水球、橡皮筋、肥皂泡、演示胡克定律用 的刻度尺、弹簧、钩码等。八、教学过程（一）导入新课

7、 亲历体验射箭游戏，使箭飞出 的力是什么力？它怎样产生？大小、方向又如何？这就是本节课要重 点研究的另一种性质的力一弹力。（板书：弹力）（二）新课教学1. 形变拉伸弓的弹性绳，我们能明显地观察弹性绳在拉力作用下发生 了什么现象？引入形变，一起走进形变的世界。给学生提供器材：橡皮泥、握力圈。（1）让学生亲身体验形变, 知道什么是形变。（2）分析比较这两种形变的不同之处。形变的概念：在力的作用下，物体的形状和体积发生的改变。物体形变的分类：一种是撤去外力时能恢复原状的形变称为弹性 形变。另一种是撤去外力时不能恢复原状的形变，叫范性形变。（板 书）结合日常生活中的一些形变实例，让学生辨别它们分别属于

8、哪 一类形变。用较小的力拉弹簧。弹簧的形变永远是弹性形变吗？先让学生根据自身生活经验及 常识，说出弹簧在一定的力作用下也能成为范性形变，并由学生自己 动手展示，从而引入弹性限度。如果形变过大，超过一定的限度， 撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度。任何发生弹性形变的物体都有弹性限度。手指压桌面，看见手指发生形变，肉眼无法观察桌面形变。教 师向学生提供微小形变装置由这套装置能否判断桌面形变？如何判 断？判断依据是什么？可否判断是弹性形变还是范性形变？提供实 验装置，激发学生求知欲，先让他们积极动脑思考再由某个同学亲自 体验，验证所想。体会微小量放大的实验思想，感受学习物理的

9、乐趣, 增加积极性和信心，进一步体会自然科学的乐趣，领悟科学探究的真 谛。生活中许多微小形变肉眼看不到，可以通过一些巧妙设计，通过 放大的思想演示微小形变，这是物理学中常采用的方法。2.弹力 利用握力圈做做手部运动，体验握紧时握力圈对手的 感觉，引导学生分析握力圈对手的力是如何产生的。发生形变的物体, 由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹 力。（板书）分析以下三种情况下手与握力圈之间有没有弹力：（1）手远离握力圈（2）手恰与握力圈接触（3）手握紧握力 圈弹力产生的条件：接触且发生形变（板书）研究一个力主要研究 它的三要素：大小、方向、作用点，弹力的方向如何？ （1）书本

10、 与桌面间相互挤压（为放大形变用水球与纤维板分别代替书本和桌 面）（2）悬挂的细绳拉钩码（为放大形变用橡皮筋代替绳） 让学生借助替换的模型自行完成表格（1）完善表格内容。（2）由表 格分析、归纳弹力的方向展示小组研究结果，通过自评和互评不断 完善。弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同。让学生真切地感受到书、桌面、绳的形变情况，利用表格，小组 讨论交流，自行分析总结，易于理解。内容施力物体施力物体发生形变的方向施力物体恢复形变的 方向弹力方向桌面对书本的支持力 书本对桌面的压力 绳对钩码的拉力 绳只能被拉伸，不能被压缩，所以绳要恢复形 变总是沿着绳的方向，在弹力的方向总是与施力物体恢复形变

11、的方向 相同的基础上，可以将绳拉力方向描述的更直观些，即绳的拉力方向 沿着绳，指向绳收缩的方向。压力和支持力方向也是与施力物体恢复形变的方向相同，但该结 论用于解决实际问题时，比较困难，因为生活中大多形变是微小形变, 肉眼难以观测。能否将压力和支持力方向也描述得更直观些？戴上 手套，在空中向各方向弹出肥皂泡，观察肥皂泡离手的短距离内，运 动方向是否垂直于手掌平面。相对于手给肥皂泡的弹力而言，重力可忽略不计，尽可能在泡泡 速度等于零的时候将它弹出，这样离开手掌的短距离内，运动方向和 手给的弹力方向一致。视频慢拍，将泡泡离开手掌短距离内几幅图片 定格，合成一张图，直观观察泡泡的运动方向垂直于手掌平

12、面。压力支持力方向垂直于接触面的结论，较为抽象，现实实验难以 操作，学生只能被动接受，通过弹泡泡游戏体验垂直含义，易于理 解，增加趣味，激发求知欲，点燃思维火花。压力和支持力方向：垂直于接触面，指向受力物体。应用所学知识，画出研习单上几种弹力的方向 画桌面受的压力画B受的支持力画C受的拉力 展示学生成果，分析受力物体、作用点、弹力方向，强调规范 画图。3.胡克定律弹力是由形变引起的，弹力大小与形变有关吗？ 有关，形变越大，弹力越大，形变消失，弹力也消失。探究弹簧的弹力与形变量的关系。教师仅提供如右图装置、4个均为50g的钩码、刻度尺及对应 的研习单，学生分组实验，探究弹簧的弹力与形变量的关系。

13、（1）把 所测得数据填在下表中。（2）以F为纵轴，x为横轴建立坐标系，根据表中的数据，在图的坐标纸上描点，画出F-x图像。序号 1 2 3 4 5钩码个数弹簧弹力F/N x/cm A B C F/N1.52（3）通过实验得出弹簧的弹力与弹簧的形变量之间有怎样的关系？ 弹力知识学生在初中时已有一定基础，本实验难度不大，易 于操作，教时可适当放手，让学生自行思考探索，怎样测量弹力、形 变量，数据记录后，如何利用图像处理，根据图像可以得到什么结论。 让学生通过随堂实验和亲身经历的探究性实验，在经历体验中，提高 合作学习的意识和能力。请几个实验小组派代表上讲台，实物投影展示实验结果，并对实 验探究情况

14、进行交流。问题1:如何获得弹簧弹力，根据什么知识？问题2：怎么测 量弹簧的形变量？问题3：如何处理实验数据？问题4：由画出的 图线是过原点直线，可得到什么结论？问题5：有些小组画的图线 不过原点，原因何在？哪种图得出的F-x关系更简洁？问题6：由 得到的结论，函数关系式怎么表示？问题7：几个实验小组画出的 图线斜率为何不一样？k值由什么决定？在弹性限度内，弹簧的大 小和形变量成正比：F=kx,其中F是弹簧受到的弹力大小，x是 弹簧的形变量。该关系是由英国科学家胡克首先发现的，叫做胡克定 律，其中表达式中的k是弹簧的劲度系数，国际制主单位是牛每米, 符号是N/mo弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、 绕法、弹簧的长度等量有关，这个量反映了弹簧的特性。我们学习弹力、研究弹力，更重要的是要了解弹力在生产、生活 和现代科技中的广泛应用。订书机、自动伞、摩托车中的弹簧其实现实生活中与弹簧有关 的物件很多，课后同学们可以观察、整理、也可以上网查询，结合本 节课所学的知识，把弹簧具体应用的科学道理解释清楚，写一份调研 报告。（三）课堂小结 1.形变和弹性形变2.弹力的概念3.弹力 的方向4.胡克定律的表达式，劲度系数的单位、符号及物理意义引 导学生在小组分析讨论的基础上进行总结，帮助学生形成知识纲要， 提高学习的水平。（四）课堂延伸1调研报告：生