《探究彈力和彈簧伸長的關系》教學設計

1、探究彈力和彈簧伸長的關系教學設計探究彈力和彈簧伸長的關系教學設計【課題分析】在學生學習了彈力后，知道彈力是一種最基本的性質力，是摩擦力產(chǎn)生的前提和基礎。彈力同時也是物體受力分析中最重要的一種力。彈力來源于形變：“彈力的大小跟形變的大小有關系，形變越大，彈力也越大，形變消失，彈力就隨著消失”（高一物理必修）。但彈力與形變究竟有何關系，人教版高中物理課本只給出了定性的關系，原因是彈力與形變關系比較復雜。為了降低難度，減小知識的跨越臺階，課程設置為探究性學習，且只研究彈力與彈簧伸長形變的定量關系。本節(jié)課的教學內容新穎，形式比較生動，有講解，有實驗,有板演，有討論，有歸納，有練習，可以上成一堂比較典型

2、的探究性實驗教學課。我們改變課堂視角，在培養(yǎng)學生科學研究方法的教育中作了一些探索，讓學生重走科學家的探索之路，體味科學家的探索精神?！窘虒W目標】1、加深彈力和形變關系的理解，知道彈力產(chǎn)生的條件；2、通過實驗得到彈力與彈簧伸長量的關系；3、學習本課題所用的科學方法；4、培養(yǎng)學生的探索精神和團隊協(xié)作精神，激發(fā)學生的求知欲;5、提高學生分析、解決實際問題的能力，并體驗成功的愉悅。【教學重點】彈簧的彈力與彈簧伸長量的關系。教教學難點】實驗數(shù)據(jù)的處理方法?！窘虒W方法】實驗法、談話法。【課前準備】教師準備：（彈簧秤、鉤碼、直尺、鐵架臺）12套、CAI課件、多媒體展臺。學生準備：三角板、筆、草稿紙?！窘虒W地

3、點】物理多媒體實驗室?！菊n時安排】1課時?！窘虒W過程】一、復習知識并引入課題師：多媒體展示"、什么是彈力？彈力的方向如何？舉例說明。2、彈力產(chǎn)生的條件是什么？3、什么叫形變及彈性形變？生：回憶并作答。師：根據(jù)學生回答糾正總結，并用多媒體展示答案。1、發(fā)生形變的物體，由于要恢復原狀，對跟它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。例如：放在水平桌面上的書受到桌面對書的彈力，彈力的方向垂直桌面指向書；而桌面受到的彈力方向垂直桌面向下。桂在電線下面的電燈，受到電線對電燈的彈力，彈力的方向沿著繩而指向繩收縮的方向。2、彈力產(chǎn)生的條件是：兩物體相互接觸且發(fā)生彈性形變。3、物體的形狀或體積的改變叫

4、做形變；當物體發(fā)生形變時，如果撤消外力，物體又能恢復原狀，這種形變叫彈性形變。師：在投影上展示用手拉彈簧，彈簧會伸長，用力越大,彈簧伸長也越大，手放開彈簧，彈簧立即恢復原狀。請同學們分析演示的實驗原理。生：師：分析并設問彈簧受到拉力會伸長，且平衡時彈簧受到的彈力和外力大小相等，彈簧的伸長越大，彈力也就越大?？梢姡荷扉L（原因）→發(fā)生形變（原因）→彈力。那么彈力和伸長量之間有什么定量關系呢？本節(jié)課同學們通過實驗來探究這個關系。二、實驗探究師：多媒體投影思考題1、采用什么方法給彈簧施力？2、彈力的大小如何確定？3、需要測量那些數(shù)據(jù)？如何記錄數(shù)據(jù)？4、彈簧能否被過分

5、拉伸？5、什么是彈簧的伸長量？用什么測量？師：將學生前后兩桌四人一組，閱讀課文并討論問題，形成統(tǒng)一答案寫在草稿紙上，準備派代表回答。生：閱讀課文并積極討論。師：在實驗室巡視，并詢問情況。師：請學生逐一回答師生共同總結：1、用懸桂鉤碼的方法給彈簧施加拉力；2、根據(jù)二力平衡條件，當鉤碼平衡時，彈簧產(chǎn)生的彈力和鉤碼的重力大小相等。3、實驗需要測量的數(shù)據(jù)有：彈簧的原長和每次所桂鉤碼對應的彈簧的長度。數(shù)據(jù)可用表格記錄，也可用有序實數(shù)對記錄。4、加在彈簧上的拉力不能太大，以免彈簧被過分拉伸，超由它的彈性限度。5、用直尺測量彈簧桂鉤碼時的長度與未桂鉤碼時的長度之差，就是彈簧的伸長量，師：將儀器發(fā)給學生，每4

6、人一套。生：學生討論并得到實驗方法：將彈簧上端固定在鐵架臺的支架上，下端桂上鉤碼靜止時，彈力大小等于重物受的重力，以此測量彈力的大小F,從固定于豎直支架上的刻度尺上測由懸桂重物時彈簧的伸長量x（或總長度）。生：學生實驗，并列表記錄實驗數(shù)據(jù)。師：在實驗室巡視，檢查并指點，讓學生進一步思考。抽查學生統(tǒng)計的表格（可能有多種表格），并在實驗展臺上展示。然后給由參考表格如下：1234567810x0x1x2Δx0Δx1Δx2m0mlm2F0F1F2引導學生將表格中數(shù)據(jù)轉化為有序實數(shù)對：(F,Δx)1、(F1,&Del

7、ta;x1)2、(F2,Δx2)3、(F3,Δx3)有利于學生利用數(shù)學知識，在F-Δx直角坐標系中描點。師：根據(jù)學生設計表格中測量的數(shù)據(jù)，示范數(shù)據(jù)的處理方法。多媒體展示示范圖形：1、以彈力為縱坐標，彈簧的伸長為橫坐標，建立平面直角坐標系；2、根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在坐標紙上描點；3、按照圖中各點的分布與走向，嘗試作由一條平滑的曲線(含直線)，所畫的點不一定正好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側的點數(shù)大致相同。生：學生處理數(shù)據(jù)師：抽查學生數(shù)據(jù)處理情況，抽調幾張結果在多媒體上展示，并進行點評，好的給予肯定，差的進行修改和豉勵。師：1、根據(jù)F&

8、;Delta;x圖象，猜測FΔx的函數(shù)關系；2、函數(shù)關系式中常數(shù)的單位如何？常數(shù)由圖象中的什么決定？生：討論并回答。師：投影展示1、根據(jù)圖象猜測得到函數(shù)：F=kx;2、函數(shù)表達式中常數(shù)的單位是：牛/米(N/m),該常數(shù)叫勁度系數(shù)。三、根據(jù)實驗總結師：根據(jù)實驗過程，歸納總結實驗步驟。生：學生歸納總結在草稿紙上。師：多媒體展示幾組學生的歸納總結1、測量彈簧的伸長（或總長），及所受的拉力（或所桂鉤碼的質量），列表作曲記錄，要盡可能多測幾組數(shù)據(jù)；2、將記錄數(shù)據(jù)轉化為有序實數(shù)對;3、以力為縱坐標，彈簧的伸長為橫坐標，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點；4、按照圖中各點的分布和走向，試作由一條

9、平滑的曲線（包括直線）。把各點連接起來，盡可能讓更多的點落到曲線上，不能落到曲線上的點應大致對稱分布在曲線兩測。5、以彈簧伸長為自變量，寫由曲線所代表的函數(shù)。師：歸納實驗結論。生：在彈性限度內，彈簧彈力的大小F與彈簧伸長的長度Δx成正比。四、實驗拓展師：同學們，前面我們探究了彈力和彈簧伸長的關系，并得到了結論，如果彈簧被壓縮，則彈簧的彈力與彈簧壓縮的長度之間又有什么關系呢？生：學生探索實驗總結得到：在彈性限度內，彈簧彈力的大小F與彈簧壓縮的長度Δx成正比。五、例題分析師：多媒體展示題目：由實驗測得某彈簧的長度L和彈力的關系如圖所示，求：(1)該彈簧的原長

10、為多少？(2)勁度系數(shù)為多少？生：學生思考并表述觀點。師：多媒體給由解答過程解：彈簧不產(chǎn)生彈力時的長度等于原長,由圖可知該彈簧原長為L0=15cmo據(jù)勁度系數(shù)的定義：由圖線可知，該彈簧伸長Δx=(25cm-15cm)=10cm時，彈力ΔF=50N,所以N/m=500N/m六、課堂練習(潛能開發(fā)，思維上升)師：多媒體先生示題目，待學生做完后，再生示答案。例：某同學在探索彈力和彈簧伸長的關系時，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖上畫由了a、b、c、d四個坐標點。(1)根據(jù)a、b、c、d四個坐標點，畫由F-Δx圖線；(2)由圖線，若彈簧原長50cm,要使彈簧

11、伸長到75cm,需要多大拉力(仍在彈性限度內)?分析與解答：(1)見圖，判斷四個坐標點基本在一直線上，使它們均勻分布在直線兩側，這樣可以減小偶然誤差。(2)本題k=600/20(N/cm)=30N/cm,根據(jù)F=kΔL,得到拉力F=30×(75-50)N=750N。七、家庭鞏固練習1、實驗表明：彈簧彈力f的大小與彈簧的形變量x有如下關系f=kx,下列說法正確的是（）D.把某彈簧一分兩段，k的大小減小一半2、有三根完全相同的彈簧，原長為10cm,每根彈簧桂重物G后，彈簧伸長都是1cm現(xiàn)把三根彈簧依次串接成一條長彈簧，再桂上重物G,則三條彈簧的總長是（）3、

12、一根輕彈簧，上端固定，下端懸桂重量為G的物體，彈簧長度為L1,如彈簧下端固定，上端放同一重物，彈簧長度為L2,該彈簧自然長度為,勁度系數(shù)為。4、一個彈簧秤，由于原彈簧損壞，換了一個新彈簧。經(jīng)測試，不桂重物時，示數(shù)為2N,桂100N的重物時，示數(shù)為92N,那么，當讀數(shù)為20N時，所桂重物的實際重量是?！窘虒W說明】本課內容單純,最終歸結為胡克定律：F=kx。若強迫學生記憶，并加以訓練，應對考試，98%勺學生是能掌握的，同時還能省一個教學課時。但在中學物理教學中，應對教材進行思想性發(fā)掘。對學生進行物理科學研究方法，培養(yǎng)實驗研究，理論探索興趣，獻身科學事業(yè)等多方面教育。這些教育應滲透在具體課堂教學中。探究彈力與彈簧伸長的關系的教學，不僅僅注重與學生用F=kx解決問題的能力的培養(yǎng)