3.1 彈力 教案

1、彈力教學(xué)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思想通過(guò)教學(xué)中若干個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生感悟科學(xué)的探究方法和樹(shù)立創(chuàng)新的意識(shí)。尤其在研究彈力的方向總跟接觸面垂直時(shí)，讓學(xué)生手掌輕推肥皂泡，觀察肥皂泡離開(kāi)手的較短距離內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向與手掌平面存在的關(guān)系，形成彈力方向的感性認(rèn)識(shí)。在師生、生生互動(dòng)和探究的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，豐富學(xué)生的成功體驗(yàn)，使原本平淡的課堂教學(xué)變得充實(shí)、飽滿、有聲有色。二、教材分析彈力其重點(diǎn)是彈力產(chǎn)生的原因、條件、彈力方向和胡克定律，難點(diǎn)是彈力方向和胡克定律。教材用拉伸、壓縮彈簧的事實(shí)讓學(xué)生體會(huì)彈力產(chǎn)生的原因和條件；彈力的方向是本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)，教科書(shū)通過(guò)“思考與討論”欄目讓學(xué)生討論、體會(huì)彈力的方向，對(duì)

2、于胡克定律的教學(xué)，可以先讓學(xué)生親身經(jīng)歷體驗(yàn)，然后引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“探索彈簧彈力的大小與形變量大小之間的關(guān)系”。三、學(xué)情分析通過(guò)本章第一節(jié)“重力及相互作用”的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)力的三要素及作用效果等有了一定的了解。而且在初中階段的學(xué)習(xí)過(guò)程中，也對(duì)彈力有了初步感性的認(rèn)識(shí)和一定的理論基礎(chǔ)。在高中教學(xué)中要進(jìn)一步幫助學(xué)生深化對(duì)彈力的理解。彈力產(chǎn)生的原因及其方向的判定，是學(xué)生普遍感到難以把握的問(wèn)題。四、教學(xué)目標(biāo)1知道常見(jiàn)的形變，通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解物體的彈性。2知道彈力產(chǎn)生的原因和條件。3. 知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會(huì)分析彈力的方向，能正確畫(huà)出彈力的示意圖。4通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究彈力和彈簧形變量的關(guān)系，理解胡克

3、定律，了解科學(xué)研究方法。五、重點(diǎn)難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)1彈力的概念、產(chǎn)生條件和彈力方向的判斷。2自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探索彈簧的彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系及實(shí)驗(yàn)操作。（二）教學(xué)難點(diǎn)彈力方向的判斷及自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證胡克定律。六、教學(xué)策略與手段本課以學(xué)生活動(dòng)為主，配以研習(xí)單，結(jié)合問(wèn)題法、演示法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學(xué)方法。1.本節(jié)課流程設(shè)計(jì)：游戲引入設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)生探究分析歸納得出結(jié)論（解決問(wèn)題）拓展應(yīng)用（產(chǎn)生新疑問(wèn)）。2.對(duì)探究胡克定律實(shí)驗(yàn)呈半開(kāi)放設(shè)計(jì)，僅提供器材、表格，讓學(xué)生自行探究。3.教學(xué)中通過(guò)設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，多媒體課件動(dòng)畫(huà)演示創(chuàng)設(shè)物理情景，把復(fù)雜抽象的問(wèn)題形象化，以便于學(xué)生的思考分析。七、教學(xué)準(zhǔn)備弓箭、

4、橡皮泥、握力圈、彈簧、激光光源、平面鏡（兩套）及支架、薄板、水球、橡皮筋、肥皂泡、演示胡克定律用的刻度尺、彈簧、鉤碼等。八、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課親歷體驗(yàn)“射箭”游戲，使箭飛出的力是什么力？它怎樣產(chǎn)生？大小、方向又如何？這就是本節(jié)課要重點(diǎn)研究的另一種性質(zhì)的力-彈力。（板書(shū)：彈力）（二）新課教學(xué)1.形變【演示實(shí)驗(yàn)】拉伸“弓”的彈性繩，我們能明顯地觀察彈性繩在拉力作用下發(fā)生了什么現(xiàn)象？引入形變，一起走進(jìn)形變的世界?！厩榫吃O(shè)置】給學(xué)生提供器材：橡皮泥、握力圈。【設(shè)計(jì)意圖】（1）讓學(xué)生親身體驗(yàn)形變，知道什么是形變。（2）分析比較這兩種形變的不同之處。【討論交流】形變的概念：在力的作用下，物體的形狀和體

5、積發(fā)生的改變。物體形變的分類(lèi)：一種是撤去外力時(shí)能恢復(fù)原狀的形變稱為彈性形變。另一種是撤去外力時(shí)不能恢復(fù)原狀的形變，叫范性形變。（板書(shū)）【應(yīng)用】結(jié)合日常生活中的一些形變實(shí)例，讓學(xué)生辨別它們分別屬于哪一類(lèi)形變。【演示實(shí)驗(yàn)】用較小的力拉彈簧。【提問(wèn)】彈簧的形變永遠(yuǎn)是彈性形變嗎？【設(shè)計(jì)意圖】先讓學(xué)生根據(jù)自身生活經(jīng)驗(yàn)及常識(shí)，說(shuō)出彈簧在一定的力作用下也能成為范性形變，并由學(xué)生自己動(dòng)手展示，從而引入彈性限度?！窘處熆偨Y(jié)】 如果形變過(guò)大，超過(guò)一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度?！緩?qiáng)調(diào)】任何發(fā)生彈性形變的物體都有彈性限度?！緦W(xué)生活動(dòng)】手指壓桌面，看見(jiàn)手指發(fā)生形變，肉眼無(wú)法觀察

6、桌面形變。教師向?qū)W生提供微小形變裝置【提問(wèn)】由這套裝置能否判斷桌面形變？如何判斷？判斷依據(jù)是什么？可否判斷是彈性形變還是范性形變？【設(shè)計(jì)意圖】提供實(shí)驗(yàn)裝置，激發(fā)學(xué)生求知欲，先讓他們積極動(dòng)腦思考再由某個(gè)同學(xué)親自體驗(yàn)，驗(yàn)證所想。體會(huì)微小量放大的實(shí)驗(yàn)思想，感受學(xué)習(xí)物理的樂(lè)趣，增加積極性和信心，進(jìn)一步體會(huì)自然科學(xué)的樂(lè)趣，領(lǐng)悟科學(xué)探究的真諦。【強(qiáng)調(diào)】生活中許多微小形變?nèi)庋劭床坏?，可以通過(guò)一些巧妙設(shè)計(jì)，通過(guò)放大的思想演示“微小形變”，這是物理學(xué)中常采用的方法。2.彈力【學(xué)生活動(dòng)】 利用握力圈做做手部運(yùn)動(dòng)，體驗(yàn)握緊時(shí)握力圈對(duì)手的感覺(jué)，引導(dǎo)學(xué)生分析握力圈對(duì)手的力是如何產(chǎn)生的?！練w納小結(jié)】 發(fā)生形變的物體，由于

7、要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。（板書(shū)）【學(xué)生活動(dòng)】分析以下三種情況下手與握力圈之間有沒(méi)有彈力：（1）手遠(yuǎn)離握力圈（2）手恰與握力圈接觸（3）手握緊握力圈【學(xué)生總結(jié)】彈力產(chǎn)生的條件：接觸且發(fā)生形變（板書(shū)）研究一個(gè)力主要研究它的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)，彈力的方向如何？【演示實(shí)驗(yàn)】（1）書(shū)本與桌面間相互擠壓（為放大形變用水球與纖維板分別代替書(shū)本和桌面）（2）懸掛的細(xì)繩拉鉤碼（為放大形變用橡皮筋代替繩） 讓學(xué)生借助替換的模型自行完成表格內(nèi)容施力物體施力物體發(fā)生形變的方向施力物體恢復(fù)形變的方向彈力方向桌面對(duì)書(shū)本的支持力書(shū)本對(duì)桌面的壓力繩對(duì)鉤碼的拉力【小組交流討論】（1）

8、完善表格內(nèi)容。（2）由表格分析、歸納彈力的方向【實(shí)物投影】展示小組研究結(jié)果，通過(guò)自評(píng)和互評(píng)不斷完善?！痉治隹偨Y(jié)】彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同?！驹O(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生真切地感受到書(shū)、桌面、繩的形變情況，利用表格，小組討論交流，自行分析總結(jié)，易于理解。【教師精講】繩只能被拉伸，不能被壓縮，所以繩要恢復(fù)形變總是沿著繩的方向，在“彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同”的基礎(chǔ)上，可以將繩拉力方向描述的更直觀些，即繩的拉力方向沿著繩，指向繩收縮的方向。壓力和支持力方向也是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同，但該結(jié)論用于解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，比較困難，因?yàn)樯钪写蠖嘈巫兪俏⑿⌒巫?，肉眼難以觀測(cè)。能否將壓

9、力和支持力方向也描述得更直觀些？【師生互動(dòng)】戴上手套，在空中向各方向彈出肥皂泡，觀察肥皂泡離手的短距離內(nèi)，運(yùn)動(dòng)方向是否垂直于手掌平面?！纠碚摲治觥肯鄬?duì)于手給肥皂泡的彈力而言，重力可忽略不計(jì)，盡可能在泡泡速度等于零的時(shí)候?qū)⑺鼜棾觯@樣離開(kāi)手掌的短距離內(nèi)，運(yùn)動(dòng)方向和手給的彈力方向一致。【多媒體展示】 視頻慢拍，將泡泡離開(kāi)手掌短距離內(nèi)幾幅圖片定格，合成一張圖，直觀觀察泡泡的運(yùn)動(dòng)方向垂直于手掌平面?！驹O(shè)計(jì)意圖】壓力支持力方向垂直于接觸面的結(jié)論，較為抽象，現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)難以操作，學(xué)生只能被動(dòng)接受，通過(guò)彈泡泡游戲體驗(yàn)“垂直”含義， 易于理解，增加趣味，激發(fā)求知欲，點(diǎn)燃思維火花?！究偨Y(jié)】壓力和支持力方向：垂直于接

10、觸面，指向受力物體?！拘≡嚿硎帧繎?yīng)用所學(xué)知識(shí)，畫(huà)出研習(xí)單上幾種彈力的方向C BA畫(huà)桌面受的壓力 畫(huà)B受的支持力 畫(huà)C受的拉力【實(shí)物投影】展示學(xué)生成果，分析受力物體、作用點(diǎn)、彈力方向，強(qiáng)調(diào)規(guī)范畫(huà)圖。3.胡克定律 【提問(wèn)】彈力是由形變引起的，彈力大小與形變有關(guān)嗎？【生答】有關(guān)，形變?cè)酱?，彈力越大，形變消失，彈力也消失?！咎骄繉?shí)驗(yàn)】探究“彈簧的彈力與形變量的關(guān)系”。教師僅提供如右圖裝置、4個(gè)均為50g的鉤碼、刻度尺及對(duì)應(yīng)的研習(xí)單，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，探究“彈簧的彈力與形變量的關(guān)系”。（1）把所測(cè)得數(shù)據(jù)填在下表中。序號(hào)12345鉤碼個(gè)數(shù)彈簧彈力F/Nx/cm（2）以F為縱軸，x為橫軸建立坐標(biāo)系，根據(jù)表中的數(shù)

11、據(jù)，在圖的坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，畫(huà)出F-x圖像。F/Nx/cmo24286810121416182022242610.51.52（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出彈簧的彈力與彈簧的形變量之間有怎樣的關(guān)系？【設(shè)計(jì)意圖】彈力知識(shí)學(xué)生在初中時(shí)已有一定基礎(chǔ)，本實(shí)驗(yàn)難度不大，易于操作，教時(shí)可適當(dāng)放手，讓學(xué)生自行思考探索，怎樣測(cè)量彈力、形變量，數(shù)據(jù)記錄后，如何利用圖像處理，根據(jù)圖像可以得到什么結(jié)論。讓學(xué)生通過(guò)隨堂實(shí)驗(yàn)和親身經(jīng)歷的探究性實(shí)驗(yàn)，在經(jīng)歷體驗(yàn)中，提高合作學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力?！編熒治?、共同探討】請(qǐng)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組派代表上講臺(tái)，實(shí)物投影展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)實(shí)驗(yàn)探究情況進(jìn)行交流。問(wèn)題1：如何獲得彈簧彈力，根據(jù)什么知識(shí)？問(wèn)題2：怎么測(cè)

12、量彈簧的形變量？問(wèn)題3：如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？問(wèn)題4：由畫(huà)出的圖線是過(guò)原點(diǎn)直線，可得到什么結(jié)論？問(wèn)題5：有些小組畫(huà)的圖線不過(guò)原點(diǎn)，原因何在？哪種圖得出的F-x關(guān)系更簡(jiǎn)潔？問(wèn)題6：由得到的結(jié)論，函數(shù)關(guān)系式怎么表示？問(wèn)題7：幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組畫(huà)出的圖線斜率為何不一樣？k值由什么決定？【總結(jié)】在彈性限度內(nèi)，彈簧的大小和形變量成正比：Fkx，其中F是彈簧受到的彈力大小，x是彈簧的形變量。該關(guān)系是由英國(guó)科學(xué)家胡克首先發(fā)現(xiàn)的，叫做胡克定律，其中表達(dá)式中的k是彈簧的勁度系數(shù)，國(guó)際制主單位是牛每米，符號(hào)是Nm。彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細(xì)、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長(zhǎng)度等量有關(guān)，這個(gè)量反映了彈簧的特性?！緫?yīng)用】我們學(xué)習(xí)彈力、研究彈力，更重要的是要了解彈力在生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技中的廣泛應(yīng)用?！径嗝襟w展示】訂書(shū)機(jī)、自動(dòng)傘、摩托車(chē)中的彈簧其實(shí)現(xiàn)實(shí)生活中與彈簧有關(guān)的物件很多，課后同學(xué)們可以觀察、整理、也可以上網(wǎng)查詢，結(jié)合本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，把彈簧具體應(yīng)用的科學(xué)道理解釋清楚，寫(xiě)一份調(diào)研報(bào)告。（三）課堂小結(jié)【學(xué)生總結(jié)】1形變和彈性形變2彈力的概念3彈力的方向4胡克定律的表達(dá)式，勁度系數(shù)的單位、符號(hào)及物理意義【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生在小組分析討論的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)，幫助學(xué)生形成知識(shí)綱要，提高學(xué)習(xí)的水平。（四）課堂延伸1調(diào)研報(bào)告：生活中的彈簧2.實(shí)驗(yàn)探究：橡皮筋的彈力和形變量的關(guān)系。（五）板