《探究形变与弹力的关系》教学设计1

1【课题】探究形变与弹力的关系【教学对象】高中一年级学生【选用教材】粤教版高中物理必修一第三章第一节【教学内容分析】本单元内容包括力的基础知识及三种常见性质的力，是研究静力学和动力学所必需的预备知识，因此，本单元内容的选取具有基础性和预备性，是高中物理力学的基础内容和重要内容，通过对重力、弹力、摩擦力的学习，一方面为以后了解和掌握抽象的力的概念做一些铺垫；另一方面为受力分析打好基础。只有准确对物体进行受力分析，才能为今后运用牛顿运动定律、动能定理等力学知识解决动力学问题。所以本单元在物理教学中的地位和作用是非常重要的。本节内容是静力学知识三大基本力：重力、弹力、摩擦力中的第二大力，是力学中的重要内容。相比于摩擦力来说要相对简单，但摩擦力是建立在弹力基础上的，对于弹力的掌握直接影响到摩擦力的学习；同时，相比重力来说，弹力要难得多。所以，本节成为高一学习过程中的一个难点。【学情分析】对于弹力，初中时学生已学习了弹簧产生弹力情况，有了基本的了解，但没有深入地定量定性分析，尤其是关于弹力方向的判断是一大难点。另一方面，学生刚由初中升入高中，理性思维正处于形成阶段，还不强。所以，本课采用多实验的方式，注重渗透新课标理念，把抽象的问题通过实验探究的方式来解决，借助形象的感性认识来认识弹力，教师的科学引导与学生自主学习和合作学习有机结合，最大可能地激发学生学习的欲望，同时也培养学生观察实验，总结规律的能力。【教学目标】1、知识与技能2、过程与方法3、情感态度与价值观1、知识与技能（1）明确形变的概念和弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件（2）知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向（3）知道胡克定律并会应用2、过程与方法培养学生实验中观察能力、应变能力3、情感态度与价值观（1）通过形变实验，发展学生对科学的好奇心和求知欲2（2）让学生感到物理就在身边，引导学生关注生活中的物理现象学以致用【重点难点】重点：弹力的产生条件；弹力的方向；弹簧弹力大小与形变量的关系（胡克定律）。难点：弹力的分类、弹力方向的判定;图像法处理实验数据。【设计思想】本节课主要是通过学生观察实验认识形变，从而为弹力的学习铺垫。自己动手实验来总结规律，培养学生的动手能力、观察能力。【教学设计】教学方式问答法、实验法、讲解法仪器准备弹簧、海绵、易拉罐、铁架台、直尺、砝码教学过程教学环节与教学内容教师活动学生活动设计意图复习部分：复习重力的几个要点：产生原因、大小、方向、作用点（提问）提问：1、大家在初中的时候学过多少种力？2、以重力为例，大家回忆一下重力的产生原因和重力的三要素。思考并回答问题通过复习相关知识，温故知新，为后面学习弹力的三要素铺垫。引入新课：实验探究演示实验1：用手对弹簧施力，观察弹簧发生的变化，然后撤力，再次观察变化现象演示实验2：用手对海绵施力，观察海绵发生的变化，然后撤力，再次观察变化现问1：当你对弹簧施力时，弹簧发生怎样的变化？问2：当你撤力后，弹簧又发生怎样的变化？问1：当你对海绵施力时，海绵发生怎样的变化？问2：当你撤力后，海绵又发生怎样的变化？弹簧伸长了弹簧恢复了原来的长度海绵扭曲变形了海绵恢复了原来的形状让学生通过动手亲身体验弹力的存在与形变，并了解形3象演示实验3：用手对易拉罐施力，观察易拉罐发生的变化，然后撤力，再次观察变化现象总结实验，认识形变问1：当你对易拉罐施力时，易拉罐发生怎样的变化？问2：当你撤力后，易拉罐又发生怎样的变化？总结：大家有没发现这三个实验的共同点？就是我们对这三件物体施力时，它们的形状都发生改变，我们将这些情况简称为形变。结论形变：在力的作用下物体发生伸长、缩短或者弯曲等变化，简称为形变。易拉罐变形了易拉罐没有恢复原来的形状变的定义。认识形变的形式师：接着我们一起来看一下形变有哪几种形式多媒体图片介绍（拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭曲形变）师：那么大家有没有在生活中发现更多有关形变的现象呢？（举例）撑杆跳的撑杆弯曲、射箭时的弓被拉伸等了解形变的分类师：再回到刚才的实验，当我们对橡皮筋和海绵撤力后，它们就恢复原来的形状，这种就叫做弹性形变。（介绍弹性形变的要点）师：当我们对易拉罐撤力观察思考认识弹性形变和范性形变的区别，目的是对弹力产生的条件有更完整4后，它并没有恢复原来的形状，这种就叫做塑性形变。的认识。认识弹力师：当你将弹簧拉长时，你的手是否感觉受到一个弹簧收缩方向的力呢？这个力就是今天要学的弹力。分析：弹力产生的原因——物体发生形变弹力产生的条件——1.两物体相互接触2.物体发生形变按老师的引导学习弹力的概念，并对老师的分析进行思考。使学生认识到只要有弹性形变就会有弹力产生，目的是对弹力产生的条件有深刻的认识。弹力的分类通过投影，由老师分析介绍弹力的几种类型（压力支持力、拉力等）。观察思考为学习弹力的三要素铺垫弹力的三要素弹力的作用点弹力的方向第一步：支持力的方向以放在水平桌面上出示投影，让学生分析压力、支持力、拉力的作用点位置。总结：弹力作用点在物体间的接触点（面）引导学生得出结论：支持独立思考，完成任务。独立思考，由重点学习弹力5的书为例，通过多媒体分析书所受的支持力方向。第二步：压力的方向同样以放在水平桌面上的书为例，通过多媒体分析桌面所受的压力方向。第三步：绳的拉力方向以绳子悬吊小球为例，通过多媒体分析绳子所受的拉力。总结力方向与施力物体形变方向相反，指向恢复原状的方向。教师提问：书对桌面的压力方向如何？引导学生得出结论：压力方向与施力物形变方向相反，指向恢复原状的方向。教师提问：绳的拉力方向如何？引导学生得出结论：绳的拉力方向沿绳收缩的方向，与施力物体的形变方向相反，指向恢复原状的方向。方向总是与物体形变的方向相反，也就是恢复原状的方向压力\支持力——垂直接触面由施力物体指向受力物体二力平衡知道：支持力方向垂直于接触面指向被支持的物体。观察现象，分析支持力方向与施力物体形变方向的关系。垂直于接触面，指向被压物体。观察现象，分析压力方向与施力物形变方向的关系。观察现象，分析绳的拉力方向与施力物体的形变方向的关系。的三要素6弹力的大小分组实验：探究弹力大小与形变量大小的关系实验设计：事先弹簧挂在铁架台上，测量拉力与对应形变量大小的数据拉力——沿绳收缩的方向弹簧弹力——指向原来没有发生形变的位置教师提出任务：弹力大小可能与哪些因素有关？引导学生实验提问：弹簧伸长量与下面挂的物体的重力（弹簧受到的拉力）有什么关系？总结：胡克定律在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长（或缩短）量x成正比。F=kx（k称为劲度系数，单位为N/m）动手实验，填表、猜想并交流自己的看法弹簧伸长量与下面挂的物体的重力成正比实验设计的意图，使得实验更具有多重探究的意义，而不是传统教学中目的性很强的一种实验探究，这样做充分激发了学生实验探究的兴趣，调动了学生探究问题的积极性。课堂总结课后提问：将重力的三要素与弹力得三要素进行比较，得出它们的区别。对比观察，分析重力与弹力的三要素的区别。加强学生的观察分析能力。7附表探究弹力大小与型变量大小的关系次数12345弹簧弹力F（N）0.51.01.52.02.5初态指针刻度L0（cm）指针所指刻度L（cm）弹簧伸长量x（cm）【课堂小结】本节课我们通过实验探究，总结了弹力产生的条件：接触、形变（弹性形变）。并通过实验探究得出胡克定律：在弹性限度内，弹力与形变量成正比，即：F=kx。K：劲度系数，简称劲度。单位：N/m，反映弹簧的软硬程度，由弹簧本身决定。【板书设计】探究形变与弹力的关系一、形变定义：物体形状的变化简称形变形变的分类：拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭曲形变形变的种类：弹性形变、塑性形变二、弹力产生条件：1.两物体相互接触2.物体发生形变弹力三要素：作用点方向：与施力物体形变方向相反大小：胡克定律F=kx（k称为劲度系数，单位为N/m）8【教学流程图】开始课前复习引入新课实验探究，通过实验与观察，让学生体验形变，并通过分析知道什么是形变。多媒体通过图片认识形变的四种形式。通过对实验的分析，学习弹性形变和塑性形变的区别。老师引导学习弹力的概念，知道弹力产生的原因、弹力产生的条件。归纳总结，并比较重力与弹力的区别结束多媒体通过分析认识弹力的种类多媒体结合多媒体，分析与学习弹力的三要素。