必修 第一册1 重力与弹力第二课时教案

课程基本信息

学科

物理

年级

高一

学期

2023秋季

课题

第三章第一节：弹力与重力

教科书

书  名：必修一教材

出版社：人民教育出版社               出版日期：2023年0-7月

教学目标

物理观念：会画力的图示法和力的示意图；理解弹力产生的原因和条件；知道胡克定律。

科学思维：通过体验微小形变的存在，培养学生用‘放大’的实验方法观察微小形变的实验思想。

科学探究：体验探究方法，如何设计实验、记录数据、处理数据等，培养学生建立模型、推理论证的能力。

科学态度与责任：养成用科学的质疑的态度去学习知识的习惯，善于在学习的过程中提出问题。

教学内容

教学重点：

1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系。

2.知道形变、弹性形变、弹性限度和弹力的概念，了解弹力产生的条件。会分析弹力的有无，会判断弹力的方向，并能正确的画出弹力的示意图。
教学难点：

学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。

教学过程

教学过程设计

设计意图

引入过程

活动一：用手拉一下弹簧，然后用手压一下弹簧，看一看弹簧有没有什么变化？松手以后又会怎么样？（提醒：拉弹簧时不要用太大的力！）

活动二：用手捏一下橡皮泥，然后用手拉一下，看一看橡皮泥有什么变化？松手以后又会怎么样？

以动画片入手，提起学生兴趣

新课教学1

认识形变

实验演示：按压弹簧，橡皮泥，塑料尺，海绵，观察现象

同学们观察到了什么？

学生：观察到物体形状或者体积发生了变化。

教师：物体的形状或者体积的变化称为形变。

为什么物体会发生形变？结合刚才的实验操作思考。

学生：有力的作用

问题：那么是不是在力的作用下是不是一定会有形变，例如用手按压桌面用手捏玻璃瓶。

教师：有些形变很小，不易被察觉。

【演示实验】

1.把激光笔放在桌子上，按压桌子，观察激光笔在墙壁上光斑的变化。

2.手挤压装满蓝色墨水的玻璃瓶。

观察现象，总结规律。

教师结论：任何物体在力的作用下都能发生形变

从简单的事物让学生认识形变，知道物体在力的作用下都可以发生形变，树立肉眼看不见并不是不存在的观念。

新课教学2

弹力的概念

提问：是不是所有的形变都能够恢复原来的样子呢？   

活动二：用手捏一下橡皮泥，然后用手拉一下，看一看橡皮泥有什么变化？松手以后又会怎么样？

总结：弹性形变，撤去作用力后能恢复原来的形状的形变称为弹性形变，不能恢复原来形状的形变称为非弹性形变。

形变过大超过了一定的弹性限度，撤去作用力也不能完全恢复原来的形状，这个限度称为弹性限度。

因此我们所说的弹力条件之一应该是弹性形变。

从形变现象让学生逐步认识弹力，并讨论分析弹力规律，加深理解

对比绳子悬挂物体与橡皮筋悬挂物体理解绳子拉力的本质。

类似方法加深理解压力支持力的本质

新课教学3

胡克定律

那么形变的物体对与之接触的物体有什么效果呢？

观察形变感受弹力：

弹力：1.

定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与他接触的物体会产生力的作用，这种力就是弹力

2.条件：直接接触；要有形变

实例：分析木板上的物块以及绳子悬挂重物受力情况

展示：尺子上放置的重物，绳子悬挂物体，与橡皮筋悬挂物体

结合实例及实物展示分析总结压力支持力以及拉力的产生

  3.分类：压力，支持力，拉力本质都是弹力

由其上演示的实验感受弹力，思考弹力的方向如何？

      4.方向：总是指向形变恢复的方向。 压力支持力方向垂直与接触面，绳子拉力沿着绳子方向。

通过弓箭、弹弓、弹簧片感受形变的大小与弹力的关系。可知弹性限度内形变越大弹力越大。那么弹力与形变量到底呈现一个什么样的关系呢？

这需要通过实验来进行探究。

二. 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系

(一)实验目的：

探究弹力和弹簧伸长的定量关系

猜想与假设：弹力大小与弹簧的伸长量成正比

制定方案：

￭实验中需要测量哪些物理量？

￭什么样的实验装置能方便测量这些物理量？

￭用什么测量工具，如何进行测量？

￭如何处理测量得到的数据？

(二)实验原理：

    1．弹簧的弹力F的测量：弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与所挂钩码的重力大小相等，即F＝mg．

    2．弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝l－l0．

    3．作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图象，根据图象可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系．

(三)实验器材

弹簧、刻度尺、钩码、铁架台、铅笔、坐标纸。

(四)实验步骤

    1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度，即原长l0．

    2．在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1．

    3．改变所挂钩码的质量，重复步骤2，记录m2、m3、m4、m5、…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、…．

    4．计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格．

    视频： 实验操作   

(五)记录数据

弹簧原长L0=  15.78 cm   g=9.8N/kg

(六)数据分析，得出结论

    视频：数据分析

弹力大小与弹簧伸长量成正比

这个结果具有普遍性吗？

实验结论：

弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧的伸长量成正比。

  表达式上 F=kx

  x-------形变量

K-------比例系数  单位:N/m

(七)误差分析

1．偶然误差：由于读数和作图不准产生的误差，为了减小偶然误差要尽量多测几组数据．

2．系统误差：弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的误差，为减小系统误差，应使用较轻的弹簧．

三.胡克定律：

    在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，即：F=kx。

    x-------形变量

    K-------比例系数     由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。单位:N/m

   ΔF = kΔx  (Δx为弹簧的形变量的变化量)

由学生讨论分析实验原理，实验方案，对实验有深刻的认识，对实验结论有更好的理解。

结合计算机office软件分析数据，让学生感受计算机技术给生活学习带来的方便

小结

通过提问的方式让学生对本节课进行总结，教师做适当的补充性总结

作业布置

1.完成课后习题4.5.6

2.课后活动，以下二选一

①设计实验验证在弹簧压缩的情况下符合胡克定律

②设计实验探究在弹性限度内橡皮筋是否遵从胡克定律

由习题的练习巩固本节课的内容，加深印象，课后活动能更好培养学生的实验操作能力，更好的理解胡克定律。

3.1.2弹力

一．形变

二．弹力

1.       条件：接触，形变
2.       定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与他接触的物体会产生力的作用，这种力就是弹力
3.       分类 ：压力、支持力、绳拉力等本质都是弹力

方向：指向形变恢复的方向一．探究弹簧弹力与形变量的关系

1.实验器材。

2.实验原理。

3.实验步骤。

4.数据处理向。

5.注意事项

二．胡克定律：

1、胡克定律：

  弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短的）长度成正比。

2、公式： F ＝ k x  (x为弹簧的形变量)

         ΔF = kΔx  (Δx为弹簧的形变量的变化量)

    ΔF = kΔl  (Δl为弹簧长度的变化量)

其中：F ——弹簧的弹力  

     ΔF ——弹簧的弹力的变化量

4.          k ——弹簧的劲度系数，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。k的单位是牛顿每米，符号N/m或者牛顿每厘米

三．胡克定律：

1.弹性形变→弹性限度

2.胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即 F=kx