《弹力》教学设计

　　一、设计思想

　通过引入新课时设计的实验，培养学生的问题意识和激发学生的学习兴趣。通过教学中的若干个演示实验的设计，使学生感悟科学的探究方法和强化创新的意识。

　　二、教材分析

　　《弹力》是高中物理新课程（必修1）第三章第二节的内容，是力学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位，是以后正确进行受力分析的基础。其重点是弹力产生的原因及弹力的方向，难点是常见的弹力方向的确定。教材从物体的明显形变引入，继而通过放大的思想演示“微小形变”的过程中，用实例引出了形变、弹性形变和弹力的概念。并通过研究形变来探究弹力产生的原因、弹力的方向和作用点，探究支持力、压力和绳子的拉力这几种弹力产生的原因和方向。对于胡克定律的教学，要先让学生亲身经历体验，然后引导学生设计实验“探索弹力的大小与形变量大小之间的关系”，这种先从感性认识出发，上升到理性认识，再通过实验检验并进行具体运用的研究办法十分重要，在教学过程中应注意渗透。

　　三、学情分析

　　通过前面的对“重力及相互作用”的学习，学生已经对力的三要素及作用效果等有了一定的了解。而且在初中阶段的学习过程中，也对弹力有了初步感性的认识和一定的理念基础。在高中教学中要进一步帮助学生深化对弹力的理解。弹力产生的原因及其方向的判定，是学生普遍感到难以把握的问题。为此，在这节课的教学中要精心设计实验，通过形象直观的实验教学帮助学生突破难点，并让学生在亲历探究的过程中，体验到探究未知世界的乐趣，领悟科学探究的真谛。

　　四、教学目标

　　（一）知识与技能

　　1．知道形变和弹性形变，能识别常见的形变。知道任何物体都会发生形变。

　　2．知道弹力及弹力产生的条件，会判断弹力的有无及弹力的方向。

　　3．知道胡克定律的表达式，了解劲度系数的单位、符号及物理意义，并能运用胡克定律解决有关问题

　　4．知道胡克定律的图象的意义，掌握利用图象法计算劲度系数的方法。

　　（二）过程与方法

　　1．培养学生根据弹力产生的条件分析弹力方向的能力。

　　2．通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验，培养学生自己动手设计实验和操作实验的能力，提高学生自主、探究和合作学习的能力。

　　3．知道实验数据处理中常用的方法，尝试使用图象法进行处理数据。

　　（三）情感态度与价值观

　　1．真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程中的重要作用。在用简单器材显示微小形变的过程中，体会放大法的实验思想，感受学习物理的乐趣。

　　2．通过学习弹力在生产和生活中的应用，发展将知识服务于人类的愿望。

　　3．从任何物体都能发生形变入手，培养学生用实事求是的科学态度去认识事物本来面目，不被表面现象所迷惑的科学观。

　　五、重点难点

　　（一）教学重点

　　1．弹力有无的判断和弹力方向的判断。

　　2．自主设计实验探索弹簧的弹力与伸长量的关系及实验操作。

　　（二）教学难点

　　弹力有无的判断及弹力方向的判断。

　　六、教学策略与手段

　　本课以探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。

七、教学准备

　　焊丝、铁皮、弹簧、橡皮泥、气球、演示胡克定律用的米尺、弹簧、钩码等等。

　　八、教学过程

　　（一）形变

　　（播放视频）：细木杆推开木板，撑杆跳高，弯弓射箭时都有形变。

观看视频，形成印象，物体的形变、由于形变而产生的弹力在现实生活中很常见的。让学生感觉到，物理很实用，物理就在我身边，从而调动起其学习物理的兴趣。

演示实验：手压铁皮和橡皮泥，比较异同。

定义弹性形变和塑性形变。

手拉焊丝做的弹簧，理解限度

（二）弹力的产生

演示实验：手压铁皮，分析弹力的产生

发生弹性形变的物体， 由于要恢复原状， 会对跟它接触的物体产生力的作用

总结条件：接触  弹性形变

分析施力物体：发生形变的物体

受力物体：与发生形变物体接触的 另一物体

或阻碍形变物体恢复原状的 另一物体

　　【提问】皮球落地弹起弹力？有没有桌子对物体有支持力，是不是弹力？有没有形变？

　　【猜想】没有，可能发生了形变，但是由于发生太快或形变量太小，所以肉眼观察不出来。我们怎样来体现微小的形变量。

【视频播放】皮球落地慢镜头和微小形变放大。

设计微小形变实验，在一个大桌上放两个平面镜，用小型激光源发射激光照射平面镜M，用力压桌面，让一束光依次被两面镜子反射，通过反光镜的放大原理可以使墙上的光点移动很大的距离。通过放大的思想演示“微小形变”的过程，让学生认识到任何物体受到外力作用后都会发生形变的事实。

　　【体验】如图所示，用手压扁平瓶子半长轴的不同部位，以细线标记处为基准点，发现细管中的液面上升或下降，通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变。请几个学生上台体验表演，激发了学生的积极心，信心，进一步体会自然科学的乐趣，领悟科学探究的真谛。

　　（三）常见的弹力

　　支持力：铁皮发生形变

　　压力：观察水球压铁皮时下表面发生的形变

拉力：观察水球拉绳时上端发生的形变　　

【结论】弹力是由于施力物体发生弹性形变而产生，弹力的方向总是指向施力物体形变恢复的方向。

（四）弹力的方向

（演示实验）：手压铁皮，水球压桌面，弹性绳拉物体

总结：弹力的方向总是 与物体形变的方向相反 指向受力物体

弹力的方向总是 与物体恢复原状的方向相同   指向受力物体

分析：挤压型：支持力：支持面发生形变，对被支持的物体产生的弹力。支持力的方向总是垂直支持面，指向被支持的物体。

压力：由于被支持物体发生形变而对支持物产生的弹力，压力的方向总是垂直于接触面指向被压的物体。

拉伸型：拉力：由于绳子（弹簧）被拉长要恢复原状而产生的弹力，拉力的方向总是沿绳子（弹簧）收缩的方向。

学生练习：

假设法的初步运用：例题：分析球受到的弹力（球均处于静止状态）

（四）弹力的大小

定性：与形变程度有关， 形变量越大，产生的弹力越大

定量：？

【实验】学生配合

　　如图所示，用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，系统静止时，弹簧的弹力等于所悬挂钩码的总重；弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出。

　　【注意事项】

　　（1）本实验要求定量测量，因此要尽可能减小实验误差。标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差，每次改变悬挂钩码个数后，要待系统稳定后再读数。

　　（2）实验中所提供的米尺精确度为1 mm，应估读一位。

　　弹簧组的说明书已说明每个弹簧的弹性限度，注意不要超过它的弹性限度使用。

　　【建议做法】

　　（1）选择器材：从弹簧组中选择一只弹簧悬挂在铁架台的杠杆上：从实验桌上选择合适的钩码。（将班级分成两大组，选用不同的弹簧进行实验，进行对比实验）

　　（2）首先将实验装置调整妥当（如整个装置是否竖直平稳，标尺与弹簧的距离是否合适，标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内，是否便于读数等）。

　　（3）读出弹簧自然下垂时指针所指刻度。

　　（4）悬挂50g钩码一个，待稳定后，读出弹簧上指针所指刻度并计算出弹簧的伸长量记入表格。

　　（5）逐个增加钩码，重复第4步，至少做5组数据。

　　（6）图象法处理数据：

【拓展一步】常用的实验数据的处理方法有：计算法（求比值、求积、求和、求差等）和图象法两种。两者比较，图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律，且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差。

　　让学生通过随堂实验和亲身经历的探究性实验，在经历体验中，提高合作学习的意识和能力。

　　引导学生运用Excel软件利用图象法进行实验数据处理。在坐标纸上，以弹簧弹力为纵轴，弹簧伸长量为横轴如图所示建立坐标系，描出5个点，以寻找弹簧的弹力与弹簧伸长量间的关系。得出如图所示弹力与弹簧伸长间的函数关系图象。

　　【结论】通过分析实验中的实验数据，可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比。

　　【总结】我们可以用一个公式F＝kx来表示这种关系。其中F是弹簧受到的弹力大小，x是弹簧的形变量，既可以是弹簧的伸长量，又可以是弹簧的压缩量。

　　这个公式实际上是一个定律，叫做胡克定律，是英国科学家胡克首先发现的，其中式子中的k是弹簧的劲度系数，单位是牛每米，符号是N／m。生活中常说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”指的就是它们的劲度系数不同。弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关，这个量反映了弹簧的特性。式中的x是弹簧的形变量，即伸长或缩短的量。

　　（五）课堂小结 理清思路

　第二节  弹力

一：形变     弹性形变（限度）   塑性形变

二：弹力的产生

三：产生条件    弹性形变   接触

四：弹力的方向  

 弹力的方向总是 与物体恢复原状的方向相同

五，弹力的大小

与形变程度有关，形变量越大，产生的弹力越大

九、教学反思

　　上完这一节课，回顾一下，有以下几点值得思考：

　　1．加强和改进实验教学，激发学生学习物理的兴趣

　　实验过程是学生积极观察、思考和探索的过程。通过实验，模拟物理知识发现的过程，让学生受到物理思想方法的教育。通过趣味、新奇的物理实验，激发学生发好奇心理，从而激发他们的思索的欲望。本课中设计了多个学生实验，演示实验和自主探究实验，将原本较为抽象、枯燥的思维活动转化为生动活泼、兴趣昂然的学习体验，让学生在以小课题研究为载体的研究性活动中，获得了知识、能力和情感方面的提升和发展。

　2．学生自主、探究和合作学习能力的培养

　　本教学设计充分注重对生活的挖掘，积极贯彻新课程“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，也充分地注意从学生身边或社会实践活动中选取典型的素材，紧密结合学生已有的生活经验，使抽象的物理概念变成生动形象的认知对象，从而有效地降低了学习的难度。课堂教学中，由于学生自主探究的时间较难驾驭。因此，这节课的授课中在时间的调控上显得尤为重要，对教师的课堂驾驭能力提出了很高的要求.