人教版高中物理必修一教案5

人教版高中物理必修1教學(xué)設(shè)計(jì)課題重力與彈力單元3學(xué)科物理年級(jí)高一學(xué)習(xí)目標(biāo)1、 知識(shí)與技能目標(biāo)（1）知道重力產(chǎn)生原因。（2）知道重力的三要素。（3）知道簡單的力的平衡方程。（4）知道重心的概念，并生活中的運(yùn)用。（5）知道彈力定義和三要素，產(chǎn)生彈力的條件，和有無彈力的判斷方法。（6）掌握胡克定律。2、過程與方法目標(biāo)（1）讓學(xué)生自己動(dòng)手，找不規(guī)則薄板的中心培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手的能力。（2）通過“重心”的概念，要學(xué)會(huì)活學(xué)活用。（3）通過觀察和實(shí)驗(yàn)掌握掌握胡克定律，培養(yǎng)一定的觀察能力和初步的分析能力3、情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理知識(shí)、探究自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理的興趣，并生活中的運(yùn)用。（2）通過探究活動(dòng)和小組合作培養(yǎng)學(xué)生善于將自己的見解公開和與他人交流和合作的能力和合作精神。重點(diǎn)1、重心的概念以及質(zhì)量分布均勻的物體重心的位置。。2、彈力的產(chǎn)生條件和有無彈力的判斷3、胡克定律的推導(dǎo)過程。難點(diǎn)1、重心概念的理解。2、彈力的產(chǎn)生條件和方向和掌握胡克定律的應(yīng)用教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課請同學(xué)們觀察圖片并結(jié)合物理知識(shí)解釋一下出示圖片：蘋果落地；滴水的衣服；思考討論：蘋果為什么會(huì)落向地面？衣服上的水為什么會(huì)向下？出示動(dòng)畫：彈簧的拉伸和壓縮。思考討論：彈簧為什么能被拉伸和壓縮后能回到原來位置呢？教師總結(jié)：這些現(xiàn)象都與我們今天要講的重力、彈力有關(guān)。學(xué)生出示圖片，思考討論圖片中的問題。通過學(xué)生觀察、思考引出重力和彈力。講授新課力有三要素，請同學(xué)們通過預(yù)習(xí)告訴我重力的三要素有哪些？一、重力1、由于地球的吸引而使物體受到的力，叫做重力，符號(hào)G。2、單位是牛頓，簡稱牛，符號(hào)用N表示。3、重力的施力物體是地球，方向豎直向下。出示圖片：畫出重力方向教師總結(jié)：重力的方向總是豎直向下的，不能說垂直向下。4、物體受到的重力G與物體質(zhì)量m的關(guān)系是：G＝mg（1）g是自由落體加速度。（2）g的單位:N/kg，m/s21N/kg＝m/s2（3）在沒有空氣阻力時(shí)，由靜止下落的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)。做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體只受到重力的作用，g又叫做重力加速度。出示圖片：自由落體運(yùn)動(dòng)鞏固練習(xí)1.關(guān)于重力的方向，下列說法中正確的是（）A．重力的方向是指向地心的B．重力的方向是垂直于地面的C．重力的方向是豎直向下的D．所有物體所受重力的方向都是相互平行的【答案】C2．關(guān)于重力以下說法正確的是()A．重力的方向總是垂直地面向下的B．把空氣中的物體浸入水中，物體所受重力變小C．掛在繩上靜止的物體，它受到的重力就是繩對(duì)它的拉力D．同一物體在地球各處重力大小是不一定相同的【答案】D跳高運(yùn)動(dòng)中有很多跳高姿勢，為什么運(yùn)動(dòng)員喜歡用背越式呢？出示圖片：運(yùn)動(dòng)員跳高姿勢，背越式圖片5、重心一個(gè)物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫作這一點(diǎn)叫做物體的重心。重心可以看作是物體所受重力的作用點(diǎn)。（1）質(zhì)量均勻分布的物體，重心的位置只跟物體的形狀有關(guān)。質(zhì)地均勻、外形規(guī)則的物體的重心，在它的幾何中心上。出示圖片：形狀規(guī)則的均勻物體的重心均勻細(xì)直棒的重心在棒的中點(diǎn)，均勻球體的重心在球心，均勻圓柱體的重心在軸線的中點(diǎn)。（2）質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置除了跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān)。出示圖片：運(yùn)載不同重物的貨車質(zhì)量不均勻、外形不規(guī)則物體的重心可以用二力平衡的知識(shí)通過實(shí)驗(yàn)來確定形狀不規(guī)則物體的重心位置。方法：先在A點(diǎn)把物體懸掛起來，通過A點(diǎn)畫一條豎直線AB，由于A點(diǎn)懸線的拉力跟薄板的重力平衡，薄板的重心必定在AB連線上，然后，再選另一處D點(diǎn)把物體懸掛起來，過D點(diǎn)畫一條豎直線DE，薄板的重心必定在DE連線上。因此，AB和DE的交點(diǎn)C，就是薄板的重心。出示不規(guī)則物體重心視頻鞏固練習(xí)3．關(guān)于物體的重心，下列說法正確的是（）A．任何物體的重心一定在這個(gè)物體上B．在物體上只有重心受到重力的作用C．一個(gè)球體的重心一定在球心處D．一輛空載的貨車裝上貨物后，重心會(huì)變化【答案】D4.如圖所示，一個(gè)空心均勻球殼里面注滿水，球的正下方有一小孔，在水由小孔緩慢流出的過程中，空心球殼和水的共同重心將會(huì)（）A．先降低后升高B．一直上升C．先升高后降低D．一直下降【答案】A5．把一個(gè)月牙狀的薄板懸掛起來，靜止時(shí)如圖所示．則薄板的重心可能是圖中的（）A．A點(diǎn) B．B點(diǎn) C．C點(diǎn) D．D點(diǎn)【答案】D6、力的表示方法(1)力的圖示有向線段的長短表示力的大小，箭頭表示力的方向，箭尾（或箭頭）表示力的作用點(diǎn)。這種表示力的方法，叫作力的圖示。如圖為力的圖示：球所受的重力大小為6N，方向豎直向下。畫力的圖示時(shí)注意：①.力的大小:用包括箭頭在內(nèi)的線段的長度表示力的大小。②.力的方向:箭頭表示力的方向.③.力的作用點(diǎn):線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn).（2）力的示意圖從力的作用點(diǎn)開始，沿力的方向畫出一條長度合適的線段，并在末端畫出箭頭。針對(duì)練習(xí)：用力的示意圖法表示電線對(duì)電燈6N的拉力；通常只需畫出力的作用點(diǎn)和方向。觀察圖片，思考回答問題。出示圖片：彈力字面意思是什么？彈力是不是只有彈簧才有？什么樣情況下才有彈力？二、彈力1、接觸力（1）物體與物體相互作用時(shí)通過物體與物體接觸時(shí)發(fā)生的，這種相互作用可以稱為接觸力。（2）通常所說的拉力、壓力、支持力等都是接觸力。接觸力按其性質(zhì)可以分為彈力和摩擦力，下面我們先研究彈力。2、形變：物體的形狀或體積的改變叫做形變。有時(shí)物體的形變很小，不易被覺察。一塊剖面為三角形的有機(jī)玻璃壓在另一塊有機(jī)玻璃上，發(fā)生的形變?nèi)庋鄄荒芸闯觥Ｐ巫兒?，?dāng)特殊的光通過有機(jī)玻璃不同部位時(shí)，產(chǎn)生的花紋會(huì)發(fā)生變化，利用儀器可以看到這種差異。通過平面鏡觀察桌面的微小形變視頻針對(duì)練習(xí)：在一張大桌子上放兩個(gè)平面鏡M和N，讓一束光依次被兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個(gè)光點(diǎn)P．用力壓桌面時(shí)，觀察墻上光點(diǎn)位置的變化．下列說法中正確的是（）A．光斑上移B．光斑下移C．光斑左移D．光斑右移答案B解析：若在兩鏡之間桌面用力F下壓，M、N將向中間傾斜，光束的入射角減小，由光的反射定律可知，光點(diǎn)會(huì)在刻度尺上由上向下移動(dòng)；故選：B．3.彈力出示圖片被拉長的彈簧，要恢復(fù)原狀，對(duì)相連接的小車產(chǎn)生了拉力F；被跳水運(yùn)動(dòng)員壓彎的跳板，要恢復(fù)原狀，對(duì)上面的人產(chǎn)生了支持力。（1）定義：發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。（2）產(chǎn)生條件：①直接接觸②發(fā)生彈性形變放在桌面上的書，它對(duì)桌面的壓力F1以及桌面對(duì)它的支持力F2，都是彈力，其方向是跟接觸面垂直指向被壓或被支持的物體。（3）彈力方向①壓力、支持力的方向：總是垂直接觸面而指向受力物體。曲面與平面間彈力方向過接觸點(diǎn)垂直平面指向曲面與曲面之間彈力方向：過接觸點(diǎn)垂直公切面指向受力物體。②繩類的彈力方向繩子的拉力，也是彈力，其方向是沿著繩子而指向繩子收縮的方向。③輕桿的彈力輕桿：桿的重力可以忽略不計(jì)的理想模型，桿的彈力不一定沿著桿。被彎曲的細(xì)木棍把圓木推開（4）判斷有無彈力的方法：①條件法：對(duì)于形變效果明顯的情況，可由形變情況直接判斷彈力的存在與否。如彈簧、橡皮筋等產(chǎn)生彈力的情況。出示圖片形變情況一般不好判斷，那么用假設(shè)法②假設(shè)法：撤掉與之接觸的物體，看放研究物體的狀態(tài)是否改變，若改變則存在彈力，否則不存在彈力。小心去掉斜面，球仍靜止，說明斜面與球A之間無相互作用因而無彈力若去掉斜面，小球則無法保持在原來的位置靜止，這說明斜面對(duì)小球有相互作用的彈力．三、胡克定律1、彈性形變：物體在發(fā)生形變后，如果撤去作用力能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫作彈性形變。2、彈性限度如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個(gè)限度叫作彈性限度。彈簧在形變時(shí)產(chǎn)生的彈力與彈簧的伸長量是有關(guān)系的。3、實(shí)驗(yàn)：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄繌椈蓮椓εc形變量的關(guān)系。（2）實(shí)驗(yàn)器材：彈簧、鐵架臺(tái)、50g鉤碼5只、刻度尺（3）實(shí)驗(yàn)步驟:①把彈簧上端固定在鐵架臺(tái)的橫桿上，觀察彈簧自由下垂時(shí)下端所到達(dá)的刻度位置，記錄原場L。②在彈簧下端懸掛1個(gè)50g鉤碼平衡時(shí)在刻度尺上讀出它的示數(shù)。③繼續(xù)在彈簧下端懸掛2、3、4、5個(gè)鉤碼平衡時(shí)在刻度尺上讀出它的示數(shù)填入表格中。④以彈簧受到的彈力F為縱軸、彈簧伸長的長度x為橫軸建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，作出Fx圖像。（4）展示探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系視頻（5）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)鉤碼數(shù)量L/cm?L/cmF/mg037.000..000.00135.701.301.00234.382.622.00332.864.143.00431.505.504.00530.146.865.00由Fx圖像能得到的結(jié)論。（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力F的大小跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。4、胡克定律內(nèi)容1、內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。2、公式：F＝kxk為彈簧的勁度系數(shù),單位是N/m.取決于彈簧的長短、粗細(xì)及材料,彈簧越長、越細(xì),勁度系數(shù)就越小x為彈簧伸長（或縮短）的長度。生活中說有的彈簧“硬”，有的彈簧“軟”，指的就是它們的勁度系數(shù)不同。課堂練習(xí)6.一根勁度系數(shù)為200N/m的彈簧,在受到10N的壓力作用時(shí),彈簧的長度為15cm,當(dāng)不受外力作用時(shí),彈簧的長度為（）A．20cm B．15cm C．10cm D．5cm答案：A7.如圖所示，兩根相同的彈簧S1和S2，勁度系數(shù)均為k=400N/m，懸掛的重物質(zhì)量分別為=2kg相=4kg；若不計(jì)彈簧質(zhì)量，g取10m/s2，則平衡時(shí)彈簧s1、s2的伸長量分別為（）A．10cm、5cm B．15cm、10cmC．15cm、5cm D．10cm、15cm答案：B8、體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺(tái)，如圖所示。足球與斜臺(tái)作用時(shí)斜臺(tái)給足球的彈力方向是A．沿v1的反方向B．沿v2的方向C．先沿v1的反方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜臺(tái)斜向左上方的方向答案：D9．如下圖所示，將一個(gè)鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角燒杯中，鋼球與各容器的底部和側(cè)壁相接觸，處于靜止?fàn)顟B(tài)．若鋼球和各容器的接觸面都是光滑的，各容器的底面均水平，則以下說法中正確的是()A．各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無彈力作用B．各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用C．量杯的側(cè)壁對(duì)鋼球無彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用D．口大底小的普通茶杯的側(cè)壁對(duì)鋼球有彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無彈力作用【答案】A10．關(guān)于彈性形變，下列說法正確的是A．物體受力后發(fā)生的一切形變都可視為彈性形變B．當(dāng)你坐在椅子上時(shí)，椅面發(fā)生的微小形變可視為彈性形變C．物體在去掉外力后，能夠恢復(fù)原來形狀的形變?yōu)榉菑椥孕巫僁．物體在外力停止作用后仍存在的形變，叫彈性形變【答案】B11．如圖所示，“馬踏飛燕”是漢代藝術(shù)家高超的藝術(shù)技巧的結(jié)晶，是我國古代青銅藝術(shù)的稀世珍寶，駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因?yàn)椋ǎ〢．馬是空心的B．馬蹄大C．馬的重心在飛燕上D．馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上【答案】D12．在半球形光滑碗內(nèi)斜放一根筷子，如圖所示，筷子與碗的接觸點(diǎn)分別為A，B，則碗對(duì)筷子在、兩點(diǎn)處的作用力方向分別為（）A．均豎直向上B．均指向球心C．點(diǎn)處指向球心，點(diǎn)處豎直向上D．點(diǎn)處指向球心，點(diǎn)處垂直于筷子斜向上拓展提高13．由實(shí)驗(yàn)測得某彈簧所受彈力F和彈簧的長度L的關(guān)系圖象如圖所示，求：（1）該彈簧的原長為________cm，（2）該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m．【答案】1550014．如圖所示彈性桿上支持質(zhì)量為的物體，則桿對(duì)物體的支持力大小為________，方向________。（重力加速度為）【答案】mg豎直向上15．如圖所示，A、B兩物體的重力分別是3N、4N。A用細(xì)繩懸掛在天花板上，B放在水平地面上，連接A、B間的輕彈簧的彈力，則繩中張力及地面對(duì)B的支持力的可能值分別是（）A．7N和10N B．5N和2N C．1N和6N D．2N和5N【答案】BC一、彈力產(chǎn)生條件：①直接接觸②發(fā)生彈性形變二、彈力方向1.壓力和支持力：方向都垂直于接觸面指向被壓或被支持的物體。2.拉力：繩的拉力沿著繩指向繩收縮的方向三.彈力大?。?.彈簧彈力:胡克定律F＝kx2.其它彈力:由物體受其它力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求解。學(xué)生動(dòng)手畫出重力方向?qū)W生觀察圖片了解重心閱讀課文了解中心位置學(xué)生動(dòng)手找出不規(guī)則物體的重心學(xué)生動(dòng)手畫力的圖示學(xué)生畫出力的示意圖閱讀課文說出怎樣觀察有機(jī)玻璃的形變學(xué)生閱讀課文，觀察演示實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)過程學(xué)生練習(xí)觀察圖片總結(jié)彈力的定義和產(chǎn)生條件學(xué)生動(dòng)手畫出彈力的方向畫出繩子彈力學(xué)生理解判斷有無彈力的方法學(xué)生閱讀課文說出實(shí)驗(yàn)器材學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)步驟學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并畫出實(shí)驗(yàn)圖像學(xué)生練習(xí)掌握重力的方向讓學(xué)生認(rèn)識(shí)重心是假設(shè)的點(diǎn)并不實(shí)際存在掌握與重心有關(guān)的的因素，能找出質(zhì)地均勻、外形規(guī)則的物體的重心鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力，掌握其原理掌握畫力的圖示的方法應(yīng)畫出力的大小、方向、作用點(diǎn)。知道力的示意圖只要標(biāo)出大小方向即可鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力通過實(shí)驗(yàn)確信微小形變的存在，體驗(yàn)‘放大’的實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)思想理解光斑移動(dòng)原因鍛煉學(xué)生的總結(jié)和理解能力，知道產(chǎn)生彈力的條件掌握畫各種情況下彈力方向的掌握繩子的彈力，其方向是沿著繩子而指向繩子收縮的方向。鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力掌握實(shí)驗(yàn)的器材鍛煉學(xué)生的操作能力鍛煉學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力鞏固所學(xué)的知識(shí)課堂小結(jié)1、重力：物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力。2、重力的方向：重力的方向總是豎直向下的。3、質(zhì)地均勻、外形規(guī)則的物體的重心，在它的幾何中心上4、物體所受的重力與物體的質(zhì)量成正比。表達(dá)式：G=mgg=9.8N/kg，粗