3.1 彈力 教案

1、彈力教學設計一、設計思想通過教學中若干個演示實驗的設計，使學生感悟科學的探究方法和樹立創(chuàng)新的意識。尤其在研究彈力的方向總跟接觸面垂直時，讓學生手掌輕推肥皂泡，觀察肥皂泡離開手的較短距離內運動方向與手掌平面存在的關系，形成彈力方向的感性認識。在師生、生生互動和探究的過程中，培養(yǎng)學生的合作精神，豐富學生的成功體驗，使原本平淡的課堂教學變得充實、飽滿、有聲有色。二、教材分析彈力其重點是彈力產生的原因、條件、彈力方向和胡克定律，難點是彈力方向和胡克定律。教材用拉伸、壓縮彈簧的事實讓學生體會彈力產生的原因和條件；彈力的方向是本節(jié)的教學難點、重點，教科書通過“思考與討論”欄目讓學生討論、體會彈力的方向，對

2、于胡克定律的教學，可以先讓學生親身經歷體驗，然后引導學生設計實驗“探索彈簧彈力的大小與形變量大小之間的關系”。三、學情分析通過本章第一節(jié)“重力及相互作用”的學習，學生已經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論基礎。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。四、教學目標1知道常見的形變，通過實驗了解物體的彈性。2知道彈力產生的原因和條件。3. 知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會分析彈力的方向，能正確畫出彈力的示意圖。4通過實驗探究彈力和彈簧形變量的關系，理解胡克

3、定律，了解科學研究方法。五、重點難點（一）教學重點1彈力的概念、產生條件和彈力方向的判斷。2自主設計實驗探索彈簧的彈力與伸長量的關系及實驗操作。（二）教學難點彈力方向的判斷及自行設計實驗驗證胡克定律。六、教學策略與手段本課以學生活動為主，配以研習單，結合問題法、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)課流程設計：游戲引入設計實驗學生探究分析歸納得出結論（解決問題）拓展應用（產生新疑問）。2.對探究胡克定律實驗呈半開放設計，僅提供器材、表格，讓學生自行探究。3.教學中通過設計演示實驗，多媒體課件動畫演示創(chuàng)設物理情景，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、教學過程（一）導入新課親歷體驗“射箭”游戲，使箭飛出的力是什么力？它怎樣產生？大小、方向又如何？這就是本節(jié)課要重點研究的另一種性質的力-彈力。（板書：彈力）（二）新課教學1.形變【演示實驗】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，一起走進形變的世界?！厩榫吃O置】給學生提供器材：橡皮泥、握力圈?！驹O計意圖】（1）讓學生親身體驗形變，知道什么是形變。（2）分析比較這兩種形變的不同之處?！居懻摻涣鳌啃巫兊母拍睿涸诹Φ淖饔孟?，物體的形狀和體

5、積發(fā)生的改變。物體形變的分類：一種是撤去外力時能恢復原狀的形變稱為彈性形變。另一種是撤去外力時不能恢復原狀的形變，叫范性形變。（板書）【應用】結合日常生活中的一些形變實例，讓學生辨別它們分別屬于哪一類形變?！狙菔緦嶒灐坑幂^小的力拉彈簧。【提問】彈簧的形變永遠是彈性形變嗎？【設計意圖】先讓學生根據(jù)自身生活經驗及常識，說出彈簧在一定的力作用下也能成為范性形變，并由學生自己動手展示，從而引入彈性限度?！窘處熆偨Y】 如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復原來的形狀，這個限度叫彈性限度?！緩娬{】任何發(fā)生彈性形變的物體都有彈性限度?！緦W生活動】手指壓桌面，看見手指發(fā)生形變，肉眼無法觀察

6、桌面形變。教師向學生提供微小形變裝置【提問】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？【設計意圖】提供實驗裝置，激發(fā)學生求知欲，先讓他們積極動腦思考再由某個同學親自體驗，驗證所想。體會微小量放大的實驗思想，感受學習物理的樂趣，增加積極性和信心，進一步體會自然科學的樂趣，領悟科學探究的真諦。【強調】生活中許多微小形變肉眼看不到，可以通過一些巧妙設計，通過放大的思想演示“微小形變”，這是物理學中常采用的方法。2.彈力【學生活動】 利用握力圈做做手部運動，體驗握緊時握力圈對手的感覺，引導學生分析握力圈對手的力是如何產生的。【歸納小結】 發(fā)生形變的物體，由于

7、要恢復原狀，對與它接觸的物體會產生力的作用，這種力叫做彈力。（板書）【學生活動】分析以下三種情況下手與握力圈之間有沒有彈力：（1）手遠離握力圈（2）手恰與握力圈接觸（3）手握緊握力圈【學生總結】彈力產生的條件：接觸且發(fā)生形變（板書）研究一個力主要研究它的三要素：大小、方向、作用點，彈力的方向如何？【演示實驗】（1）書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本和桌面）（2）懸掛的細繩拉鉤碼（為放大形變用橡皮筋代替繩） 讓學生借助替換的模型自行完成表格內容施力物體施力物體發(fā)生形變的方向施力物體恢復形變的方向彈力方向桌面對書本的支持力書本對桌面的壓力繩對鉤碼的拉力【小組交流討論】（1）

8、完善表格內容。（2）由表格分析、歸納彈力的方向【實物投影】展示小組研究結果，通過自評和互評不斷完善?！痉治隹偨Y】彈力的方向總是與施力物體恢復形變的方向相同。【設計意圖】讓學生真切地感受到書、桌面、繩的形變情況，利用表格，小組討論交流，自行分析總結，易于理解?！窘處熅v】繩只能被拉伸，不能被壓縮，所以繩要恢復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形變的方向相同”的基礎上，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形變的方向相同，但該結論用于解決實際問題時，比較困難，因為生活中大多形變是微小形變，肉眼難以觀測。能否將壓

9、力和支持力方向也描述得更直觀些？【師生互動】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，運動方向是否垂直于手掌平面?！纠碚摲治觥肯鄬τ谑纸o肥皂泡的彈力而言，重力可忽略不計，盡可能在泡泡速度等于零的時候將它彈出，這樣離開手掌的短距離內，運動方向和手給的彈力方向一致?！径嗝襟w展示】 視頻慢拍，將泡泡離開手掌短距離內幾幅圖片定格，合成一張圖，直觀觀察泡泡的運動方向垂直于手掌平面?！驹O計意圖】壓力支持力方向垂直于接觸面的結論，較為抽象，現(xiàn)實實驗難以操作，學生只能被動接受，通過彈泡泡游戲體驗“垂直”含義， 易于理解，增加趣味，激發(fā)求知欲，點燃思維火花?！究偨Y】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盟鶎W知識，畫出研習單上幾種彈力的方向C BA畫桌面受的壓力 畫B受的支持力 畫C受的拉力【實物投影】展示學生成果，分析受力物體、作用點、彈力方向，強調規(guī)范畫圖。3.胡克定律 【提問】彈力是由形變引起的，彈力大小與形變有關嗎？【生答】有關，形變越大，彈力越大，形變消失，彈力也消失?！咎骄繉嶒灐刻骄俊皬椈傻膹椓εc形變量的關系”。教師僅提供如右圖裝置、4個均為50g的鉤碼、刻度尺及對應的研習單，學生分組實驗，探究“彈簧的彈力與形變量的關系”。（1）把所測得數(shù)據(jù)填在下表中。序號12345鉤碼個數(shù)彈簧彈力F/Nx/cm（2）以F為縱軸，x為橫軸建立坐標系，根據(jù)表中的數(shù)

11、據(jù)，在圖的坐標紙上描點，畫出F-x圖像。F/Nx/cmo24286810121416182022242610.51.52（3）通過實驗得出彈簧的彈力與彈簧的形變量之間有怎樣的關系？【設計意圖】彈力知識學生在初中時已有一定基礎，本實驗難度不大，易于操作，教時可適當放手，讓學生自行思考探索，怎樣測量彈力、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論。讓學生通過隨堂實驗和親身經歷的探究性實驗，在經歷體驗中，提高合作學習的意識和能力。【師生分析、共同探討】請幾個實驗小組派代表上講臺，實物投影展示實驗結果，并對實驗探究情況進行交流。問題1：如何獲得彈簧彈力，根據(jù)什么知識？問題2：怎么測

12、量彈簧的形變量？問題3：如何處理實驗數(shù)據(jù)？問題4：由畫出的圖線是過原點直線，可得到什么結論？問題5：有些小組畫的圖線不過原點，原因何在？哪種圖得出的F-x關系更簡潔？問題6：由得到的結論，函數(shù)關系式怎么表示？問題7：幾個實驗小組畫出的圖線斜率為何不一樣？k值由什么決定？【總結】在彈性限度內，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。該關系是由英國科學家胡克首先發(fā)現(xiàn)的，叫做胡克定律，其中表達式中的k是彈簧的勁度系數(shù)，國際制主單位是牛每米，符號是Nm。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，這個量反映了彈簧的特性。【應用】我們學習彈力、研究彈力，更重要的是要了解彈力在生產、生活和現(xiàn)代科技中的廣泛應用?！径嗝襟w展示】訂書機、自動傘、摩托車中的彈簧其實現(xiàn)實生活中與彈簧有關的物件很多，課后同學們可以觀察、整理、也可以上網查詢，結合本節(jié)課所學的知識，把彈簧具體應用的科學道理解釋清楚，寫一份調研報告。（三）課堂小結【學生總結】1形變和彈性形變2彈力的概念3彈力的方向4胡克定律的表達式，勁度系數(shù)的單位、符號及物理意義【設計意圖】引導學生在小組分析討論的基礎上進行總結，幫助學生形成知識綱要，提高學習的水平。（四）課堂延伸1調研報告：生活中的彈簧2.實驗探究：橡皮筋的彈力和形變量的關系。（五）板