高中物理-彈力教學設(shè)計學情分析教材分析課后反思

《彈力》教學設(shè)計一、設(shè)計思想

高一新生正處于從初中物理向高中物理跨越階段的特點，本節(jié)教材在文字敘述上非常簡潔并配有大量的插圖。內(nèi)容直觀、感性，較易為學生接受，加上學生們在初中時對彈力已有了一定的感性認識與理論基礎(chǔ)，若只是照本宣科，教學會很空泛。教師覺得“沒戲可唱”，學生則有“炒冷飯”之感。因此將彈力這節(jié)課設(shè)計成了探究性學習課，采用了“參與──體驗──內(nèi)化──外延”的物理課堂教學模式，由教師創(chuàng)設(shè)情景，讓學生自己提出想要知道的問題，在教師的引導下，通過全班同學的討論，自評和互評來不斷完善。教師在教學中通過具體的實例、實驗，激發(fā)學生的求知欲望，讓學生主動參與到探究的過程，成為學習的主體，積極主動地獲取知識和能力

本教學設(shè)計特別強調(diào)了對實驗的挖掘。通過引入新課時設(shè)計的實驗，培養(yǎng)學生的問題意識和激發(fā)學生的學習興趣。通過教學中的若干個演示實驗的設(shè)計，特別是精心設(shè)計了研究桌面的微小形變實驗，使學生感悟科學的探究方法和強化創(chuàng)新的意識。學生在互動和探索的過程中，培養(yǎng)學生的合作精神、獲得探究的成功體驗，使原本平淡的課堂教學變得充實、飽滿、有聲有色。

二、教材分析

《彈力》是高中物理新課程（必修1）第三章第二節(jié)的內(nèi)容，是力學的核心內(nèi)容之一，在整個高中物理中占有相當重要的地位，是以后正確進行受力分析的基礎(chǔ)。其重點是彈力產(chǎn)生的原因及彈力的方向，難點是常見的彈力方向的確定。教材從物體的明顯形變引入，繼而通過放大的思想演示“微小形變”的過程中，用實例引出了形變、彈性形變和彈力的概念。并通過研究形變來探究彈力產(chǎn)生的原因、彈力的方向和作用點，探究支持力、壓力和繩子的拉力這幾種彈力產(chǎn)生的原因和方向。對于胡克定律的教學，要先讓學生親身經(jīng)歷體驗，然后引導學生設(shè)計實驗“探索彈力的大小與形變量大小之間的關(guān)系”，這種先從感性認識出發(fā)，上升到理性認識，再通過實驗檢驗并進行具體運用的研究辦法十分重要，在教學過程中應注意滲透。

三、學情分析

通過前面的對“重力及相互作用”的學習，學生已經(jīng)對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習過程中，也對彈力有了初步感性的認識和一定的理念基礎(chǔ)。在高中教學中要進一步幫助學生深化對彈力的理解。彈力產(chǎn)生的原因及其方向的判定，是學生普遍感到難以把握的問題。為此，在這節(jié)課的教學中要精心設(shè)計實驗，通過形象直觀的實驗教學幫助學生突破難點，并讓學生在親歷探究的過程中，體驗到探究未知世界的樂趣，領(lǐng)悟科學探究的真諦。

四、教學目標

（一）知識與技能

1．知道形變和彈性形變，能識別常見的形變。知道任何物體都會發(fā)生形變。

2．知道彈力及彈力產(chǎn)生的條件，會判斷彈力的有無及彈力的方向。

3．知道胡克定律的表達式，了解勁度系數(shù)的單位、符號及物理意義，并能運用胡克定律解決有關(guān)問題

4．知道胡克定律的圖象的意義，掌握利用圖象法計算勁度系數(shù)的方法。

（二）過程與方法

1．培養(yǎng)學生根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件分析彈力方向的能力。

2．通過分組“探究彈簧的彈力與形變量之間的關(guān)系”的實驗，培養(yǎng)學生自己動手設(shè)計實驗和操作實驗的能力，提高學生自主、探究和合作學習的能力。

3．知道實驗數(shù)據(jù)處理中常用的方法，嘗試使用圖象法進行處理數(shù)據(jù)。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1．真實準確地記錄實驗數(shù)據(jù)，體會科學的精神和態(tài)度在科學探究過程中的重要作用。在用簡單器材顯示微小形變的過程中，體會放大法的實驗思想，感受學習物理的樂趣。

2．通過學習彈力在生產(chǎn)和生活中的應用，發(fā)展將知識服務于人類的愿望。

3．從任何物體都能發(fā)生形變?nèi)胧?，培養(yǎng)學生用實事求是的科學態(tài)度去認識事物本來面目，不被表面現(xiàn)象所迷惑的科學觀。

五、重點難點

（一）教學重點

1．彈力有無的判斷和彈力方向的判斷。

2．自主設(shè)計實驗探索彈簧的彈力與伸長量的關(guān)系及實驗操作。

（二）教學難點

彈力有無的判斷及彈力方向的判斷。

六、教學策略與手段

本課以探究式教學模式為主，結(jié)合問題法、演示法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學方法。

（1）本節(jié)課流程設(shè)計：復習引入（為新知識學習做好知識鋪墊）→設(shè)計實驗→學生探究→分析歸納→得出結(jié)論→拓展應用。

（2）對探究實驗設(shè)計好實驗的內(nèi)容、步驟和表格，便于學生的探究。

（3）教學中通過設(shè)計演示實驗，多媒體課件動畫演示創(chuàng)設(shè)物理情景，把復雜抽象的問題形象化，以便于學生的思考分析。

七、教學準備

橡皮筋、彈簧、海綿、氣球、、纖維板、演示胡克定律用的米尺、彈簧、鉤碼等。

八、教學過程

（一）復習回顧溫故知新

【提問】力的作用效果是什么？重力產(chǎn)生的原因？重力的三要素是什么？本節(jié)課繼續(xù)學習另一種性質(zhì)力-----彈力。

（圖片展示）射箭撐桿跳蹦床跳水觀察圖片，有什么共同特點？發(fā)生了形變。引出形變的定義。

形變：物體在力的作用下形狀或體積發(fā)生變化。演示：手拉橡皮筋，手壓桌子（二）放大形變

突破難點

手壓桌子，桌子發(fā)生形變了嗎？用肉眼能看出來嗎？【學生猜想】沒有，可能發(fā)生了形變，但是由于形變量太小，所以肉眼觀察不出來。我們怎樣來體現(xiàn)微小的形變量。

在課堂教學中引導滲透微觀放大的物理思想方法。動畫演示微小形變實驗，在一個大桌上放兩個平面鏡，用小型激光源發(fā)射激光照射平面鏡M，用力壓桌面，讓一束光依次被兩面鏡子反射，通過反光鏡的放大原理可以使墻上的光點移動很大的距離。通過放大的思想演示“微小形變”的過程，讓學生認識到任何物體受到外力作用后都會發(fā)生形變的事實。

【總結(jié)】任何物體受到外力都可以發(fā)生形變，只是有的形變比較微小，不易觀察。我們可以用放大法去觀察。

形變的分類：彈性形變：撤去外力后能夠恢復原狀塑性形變：撤去外力后不能恢復原狀

引導得到原因，發(fā)生彈性形變的物體要恢復原狀是有條件的，不能超過一定的限度，超過一定的限度，即使撤去力的作用，也不會恢復原狀，這種限度叫做彈性限度。從而說明，彈簧秤不能稱量過大的物體的原因。

演示：弓弩射箭（注意安全）分析：箭的運動狀態(tài)是否發(fā)生變化？為什么？總結(jié)彈力的定義?！疽龈拍睢课覀儼堰@種發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。引導學生分析實驗現(xiàn)象，得出彈力產(chǎn)生的條件有兩個：直接接觸并且發(fā)生彈性形變。

（三）分析類比

得出方向在實際問題中如何判斷彈力的有無呢？通過兩個例子，介紹判斷彈力有無的方法：直接法假設(shè)法運動狀態(tài)法。根據(jù)彈力產(chǎn)生條件，分析壓力，支持力，拉力產(chǎn)生原因，知道他們實質(zhì)是彈力。力是矢量，彈力也是矢量，彈力的方向有什么規(guī)律呢？設(shè)計師生共同完成演示實驗，體會彈力方向。

（演示實驗）A．書本（裝水氣球）與桌面（纖維板）間相互擠壓，并讓學生完成表格中的內(nèi)容（加括號的內(nèi)容）。

B．用電線懸掛著的電燈（用水氣球替代燈泡，用橡皮筋代替電線）與電線的相互拉伸。

（小組討論）利用表格對實驗現(xiàn)象進行分析的過程中，概括出這三種力的產(chǎn)生原因和方向。

【結(jié)論】彈力是由于施力物體發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生，彈力的方向總是指向施力物體形變恢復的方向，或者說彈力方向總是與施力物體形變方向相反，讓學生真切地感受到書與桌面、電線與電燈的形變情況，用直觀性降低學習的臺階。

在實際題目中，如何畫出彈力的方向呢？通過4個例子加深理解與運用。總結(jié)：壓力和支持力的方向垂直于接觸面并且指向被壓和被支持的物體。繩子的拉力沿著繩子收縮的方向。（四）自主探究，尋找規(guī)律

演示：手拉橡皮筋彈力與形變量有關(guān)，定量關(guān)系如何呢？介紹實驗裝置，實驗步驟，數(shù)據(jù)處理方法。分組實驗。用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，系統(tǒng)靜止時，彈簧的彈力等于所懸掛鉤碼的總重；彈簧的長度及伸長量可由刻度尺測出。

【注意事項】

（1）本實驗要求定量測量，因此要盡可能減小實驗誤差。標尺要豎直且緊靠指針以減小讀數(shù)帶來的誤差，每次改變懸掛鉤碼個數(shù)后，要待系統(tǒng)穩(wěn)定后再讀數(shù)。

（2）實驗中所提供的米尺精確度為1mm，應估讀一位。

彈簧組的說明書已說明每個彈簧的彈性限度，注意不要超過它的彈性限度使用。

【建議做法】

（1）選擇器材：從彈簧組中選擇一只彈簧懸掛在鐵架臺的杠桿上：從實驗桌上選擇合適的鉤碼。（將班級分成兩大組，選用不同的彈簧進行實驗，進行對比實驗）

（2）首先將實驗裝置調(diào)整妥當（如整個裝置是否豎直平穩(wěn)，標尺與彈簧的距離是否合適，標尺面與彈簧上的指針是否在同一平面內(nèi)，是否便于讀數(shù)等）。

（3）讀出彈簧自然下垂時指針所指刻度。

（4）懸掛50g鉤碼一個，待穩(wěn)定后，讀出彈簧上指針所指刻度并計算出彈簧的伸長量記入表格。

（5）圖象法處理數(shù)據(jù)：

在下面的坐標紙上，以彈簧彈力為縱軸，彈簧伸長量為橫軸建立坐標系，如圖所示。描出5個特殊點，以尋找彈簧彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系。

【拓展一步】常用的實驗數(shù)據(jù)的處理方法有：計算法（求比值、求積、求和、求差等）和圖象法兩種。兩者比較，圖象法處理數(shù)據(jù)更為直觀、更容易得出物理變化規(guī)律，且該種方法處理數(shù)據(jù)能更好地減小實驗的偶然誤差。

讓學生通過隨堂實驗和親身經(jīng)歷的探究性實驗，在經(jīng)歷體驗中，提高合作學習的意識和能力。（五）成果展示

得出結(jié)論

請各實驗小組派代表上講臺，用實物投影展示實驗結(jié)果，并對實驗探究情況進行交流?！究偨Y(jié)】在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力大小與伸長或縮短的長度成正比。我們可以用一個公式F＝kx來表示這種關(guān)系。其中F是彈簧受到的彈力大小，x是彈簧的形變量，既可以是彈簧的伸長量，又可以是彈簧的壓縮量。

這個公式實際上是一個定律，叫做胡克定律，是英國科學家胡克首先發(fā)現(xiàn)的，其中式子中的k是彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛每米，符號是N／m。生活中常說有的彈簧“硬”，有的彈簧“軟”指的就是它們的勁度系數(shù)不同。彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長度等量有關(guān)，這個量反映了彈簧的特性。式中的x是彈簧的形變量，即伸長或縮短的量。

（六）鞏固練習

深化拓展

【隨堂基礎(chǔ)鞏固】

1．下列說法中，正確的是（

）

A．鬧鐘是由發(fā)條的彈力帶動指針走動的，電子鐘不是由發(fā)條的彈力帶動指針走動的

B．用細桿撥動水中的木頭，木頭受到的彈力是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的

C．繩對物體拉力的方向總是沿繩而指向繩收縮的方向

D．木塊放在桌面上受到向上的彈力，是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的

解析：鬧鐘跟電子鐘的工作原理是不同的，鬧鐘是利用發(fā)條的彈力帶動指針起動的，而電子鐘則是一種機械運動，跟鬧鐘不一樣。而產(chǎn)生彈力的原因是施力物體發(fā)生了形變而產(chǎn)生的。繩子上拉力的方向是沿繩而指向繩收縮的方向。故選項是A、C。

2．一個物體靜止在水平桌面上，下列說法正確的是（）A.物體對桌面的壓力就是該物體的重力B.物體對桌面的壓力使物體發(fā)生形變C.桌面形變產(chǎn)生對物體的支持力D．以上說法都不正確解析：物體靜止在水平桌面，雖然壓力與重力得大小和方向相同，但是作用點是不同的，而且兩者性質(zhì)也不同，因此不能等同。物體對桌面的壓力是桌子發(fā)生了形變，桌子由于要恢復原狀，就對上面的物體產(chǎn)生力的作用，就是支持力。因此C選項正確。3.一根輕質(zhì)彈簧，當它受到10N的拉力時，長度為12cm，當它受到25N的拉力時長度為15cm，問彈簧不受力時的自然長度為多少？該彈簧的勁度系數(shù)為多少？當受到20N的壓力時，其長度為多少？（均在彈性限度內(nèi)）

解析：有些同學往往把彈簧的原長、彈簧的長度、彈簧伸長的長度混淆起來。有的同學還把彈簧被壓縮時的彈簧形變量與彈簧伸長量混淆起來。幫助學生形成認真審題、仔細分析的解題習慣，養(yǎng)成規(guī)范解題格式的習慣。

（七）課堂小結(jié)

理清思路

引導學生進行總結(jié)，并且將本節(jié)主要內(nèi)容編成口訣，幫助學生形成知識綱要，提高學習的水平。

彈力產(chǎn)生有條件，直接接觸且形變。壓支垂直接觸面，繩的拉力沿著線。彈簧彈力與形變，正比關(guān)系是關(guān)鍵。英國胡克做實驗，得出定律美名傳。

并且對學生進行情感態(tài)度價值觀的教育，我們應該向彈簧一樣，無論經(jīng)受多少挫折和失敗，都毫不退縮，反而越挫越勇；能經(jīng)受住外界的各種壓力，成為有壓力就有動力的“彈簧人”。（八）布置作業(yè)1.同步練習冊43頁基礎(chǔ)鞏固部分2.課下調(diào)查：生活中的彈簧將書本上的知識與生活實際相結(jié)合。學情分析通過前面的對“重力及相互作用”的學習，學生已經(jīng)對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習過程中，也對彈力有了初步感性的認識和一定的理念基礎(chǔ)。在高中教學中要進一步幫助學生深化對彈力的理解。彈力產(chǎn)生的原因及其方向的判定，是學生普遍感到難以把握的問題。為此，在這節(jié)課的教學中要精心設(shè)計實驗，通過形象直觀的實驗教學幫助學生突破難點，并讓學生在親歷探究的過程中，體驗到探究未知世界的樂趣，領(lǐng)悟科學探究的真諦。效果分析這堂課基本達到了我預想的效果。我通過生活實際內(nèi)容引入，利用多媒體直觀教學手段刺激學生多種感官活動，引起學生有意注意，設(shè)計合理的探究內(nèi)容，讓學生在推理、判斷中培養(yǎng)良好的思維習慣和對知識的遷移能力。變規(guī)律的傳授過程為規(guī)律的探究過程能夠培養(yǎng)學生思維能力，使學生成為教學活動的主體。在順利呈現(xiàn)了所設(shè)計的教學環(huán)節(jié)的同時，對學生的回答給予了相應的回應及啟發(fā)，完成了教學環(huán)節(jié)的順利過渡。不足之處是，在演示微小形變的環(huán)節(jié)，課前找了一些實驗材料，但是效果不好，因此采用了動畫演示的方法。這是我下次進行課堂設(shè)計時應注意的問題。教材分析《彈力》是高中物理新課程（必修1）第三章第二節(jié)的內(nèi)容，是繼學習重力之后的第二大性質(zhì)力，是力學的核心內(nèi)容之一，在整個高中物理中占有相當重要的地位，是以后正確進行受力分析的基礎(chǔ)。形變與彈力的知識跟人們的日常生活緊密相連，因此學習它有廣泛的現(xiàn)實意義。本節(jié)的特點之一是：演示實驗和探究實驗直接使學生參與到探究物理規(guī)律的過程，體驗學物理的樂趣。特點之二是：先研究比較常見的各種形變，后研究與形變有關(guān)的彈力，符合學生由感性到理性的認知過程。特點之三是：基礎(chǔ)概念多，演示實驗多，再加上學生的探究實驗，所以容量比較大。教學目標

（一）知識與技能

1．知道形變和彈性形變，能識別常見的形變。知道任何物體都會發(fā)生形變。

2．知道彈力及彈力產(chǎn)生的條件，會判斷彈力的有無及彈力的方向。

3．知道胡克定律的表達式，了解勁度系數(shù)的單位、符號及物理意義，并能運用胡克定律解決有關(guān)問題

4．知道胡克定律的圖象的意義，掌握利用圖象法計算勁度系數(shù)的方法。

（二）過程與方法

1．培養(yǎng)學生根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件分析彈力方向的能力。

2．通過分組“探究彈簧的彈力與形變量之間的關(guān)系”的實驗，培養(yǎng)學生自己動手設(shè)計實驗和操作實驗的能力，提高學生自主、探究和合作學習的能力。

3．知道實驗數(shù)據(jù)處理中常用的方法，嘗試使用圖象法進行處理數(shù)據(jù)。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1．真實準確地記錄實驗數(shù)據(jù)，體會科學的精神和態(tài)度在科學探究過程中的重要作用。在用簡單器材顯示微小形變的過程中，體會放大法的實驗思想，感受學習物理的樂趣。

2．通過學習彈力在生產(chǎn)和生活中的應用，發(fā)展將知識服務于人類的愿望。

3．從任何物體都能發(fā)生形變?nèi)胧郑囵B(yǎng)學生用實事求是的科學態(tài)度去認識事物本來面目，不被表面現(xiàn)象所迷惑的科學觀。

重點難點

（一）教學重點

1．彈力有無的判斷和彈力方向的判斷。

2．自主設(shè)計實驗探索彈簧的彈力與伸長量的關(guān)系及實驗操作。

（二）教學難點

彈力有無的判斷及彈力方向的判斷。評測練習

1．下列說法中，正確的是（

）

A．鬧鐘是由發(fā)條的彈力帶動指針走動的，電子鐘不是由發(fā)條的彈力帶動指針走動的

B．用細桿撥動水中的木頭，木頭受到的彈力是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的

C．繩對物體拉力的方向總是沿繩而指向繩收縮的方向

D．木塊放在桌面上受到向上的彈力，是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的

解析：鬧鐘跟電子鐘的工作原理是不同的，鬧鐘是利用發(fā)條的彈力帶動指針起動的，而電子鐘則是一種機械運動，跟鬧鐘不一樣。而產(chǎn)生彈力的原因是施力物體發(fā)生了形變而產(chǎn)生的。繩子上拉力的方向是沿繩而指向繩收縮的方向。故選項是A、C。

2．一個物體靜止在水平桌面上，下列說法正確的是（）A.物體對桌面的壓力就是該物體的重力B.物體對桌面的壓力使物體發(fā)生形變C.桌面形變產(chǎn)生對物體的支持力D．以上說法都不正確解析：物體靜止在水平桌面，雖然壓力與重力得大小和方向相同，但是作用點是不同的，而且兩者性質(zhì)也不同，因此不能等同。物體對桌面的壓力是桌子發(fā)生了形變，桌子由于要恢復原狀，就對上面的物體產(chǎn)生力的作用，就是支持力。因此C選項正確。3.一根輕質(zhì)彈簧，當它受到10N的拉力時，長度為12cm，當它受到25N的拉力時長度為15cm，問彈簧不受力時的自然長度為多少？該彈簧的勁度系數(shù)為多少？當受到20N的壓力時，其長度為多少？（均在彈性限度內(nèi)）

解析：有些同學往往把彈簧的原長、彈簧的長度、彈簧伸長的長度混淆起來。有的同學還把彈簧被壓縮時的彈簧形變量與彈簧伸長量混淆起來。幫助學生形成認真審題、仔細分析的解題習慣，養(yǎng)成規(guī)范解題格式的習慣。

課后反思上完這一節(jié)課，回顧一下，有以下幾點值得思考：

1．加強和改進實驗教學，激發(fā)學生學習物理的興趣

實驗過程是學生積極觀察、思考和探索的過程。通過實驗，模擬物理知識發(fā)現(xiàn)的過程，讓學生受到物理思想方法的教育。通過趣味、新奇的物理實驗，激發(fā)學生發(fā)好奇心理，從而激發(fā)他們的思索的欲望。本課中設(shè)計了多個學生實驗，演示實驗