3.1 重力与弹力 教案-高中物理人教版必修第一册

2019-2020年高中物理3.2弹力教案新人教版必修1(I)课题：弹力教材分析1.本节内容在物理知识体系中所占的地位《弹力》是普通高中人教版必修一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。通过对重力、弹力、摩擦力的学习，一方面为以后了解和掌握抽象的力的概念做铺垫，另一面为以后进行正确的受力分析打好基础。2.普通高中物理课程标准（试验）对本节课的要求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3.教材内容与体系安排.教材从物体的明显形变引入，继而通过微小形变放大法的思想演示实验过程，用实例引出形变、弹力形变、塑性形变，从而引出弹力的概念，并通过研究形变来探究弹力产生的原因，了解生活中常见的几种弹力。判断弹力的方向及弹力的有无，最后通过胡克定律实验研究弹力的大小。.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，探究弹力的大小与形变量之间的关系。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。学情分析知识基础：通过前面对力的认识以及对重力的学习，已经对力的三要素及作用效果等有了一定的了解技能基础：初中对弹力有了初步的感性认识和一定的理念基础，高中教学要求进一步帮助学生深化对弹力的理解。思维障碍：对弹力产生的原因及其方向的判定无法掌握，是普遍存在的问题，因此这节课的教学需精心设计实验，通过形象直观的教学，帮助学生突破重难点。教学目标1.知识与技能知道形变的含义及产生弹力的原因和条件了解生活中常见的几种弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力示意图通过实验弹力和弹簧形变量的关系，理解胡克定律，并能利用胡克定律解决问题过程与方法由物体形变引入，探究弹力存在，使学生体会假设推理法及微小形变放大法解决问题培养学生根据弹力产生的条件分析弹力方向的能力通过对生活实例的分析，使学生了解生活中常见的几种弹力④通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验，知道实验数据处理中常用的方法，尝试使用图像法进行数据处理。情感态度与价值观①从任何物体发生形变入手，培养学生用实事求是的科学态度去认识事物的本来面目。用简单器材显示微小形变过程中，体会放大法的实验思想。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真实准确记录数据，培养学生自己动手设计实验和操作实验的能力，提高学生自主探究合作学习的能力教学重点与难点1.教学重点：①弹力有无的判断及弹力方向的判断 ②自主设计实验探究弹簧的弹力与伸长量的关系及实验操作2.教学难点：弹力有无的判断及弹力方向的判断教学策略设计1.教法：实验探究式教学法，演示法，启发式讲授，多媒体辅助法2.学法：自主学习法，观察法，归纳法教学用具1.实验仪器：弹簧，橡皮泥，海绵，演示胡克定律的米尺，挂钩，力传感器2.多媒体：ppt，图片，视频资料教学流程图情景激疑，导入新知探究活动观察社会，构建新知弹力产生的原因、方向、几种常见弹力的知识弹力合作探究，深化理解弹力方向的确定弹力有无的判断实验设计，学以致用胡克定律，探究弹力大小与形变量大小之间的关系随堂练习，课堂小结巩固知识，加深印象八、教学过程教学环节与教学内容教师活动学生活动设计意图【情景激疑导入新课】1.从生活中常见的形变入手，由手压弹簧、手弯直尺、手按橡皮泥等现象，引入形变的概念。观察两种形变，思考并分析两种形变有什么不同【引导】同学们，用手中有的弹簧、直尺、橡皮泥等工具，将其进行挤压，讨论物体发生了什么变化。【引导并提问】请同学们观看老师手里的弹簧，手用力压弹簧时发生了什么变化，再如用手弯曲直尺，手压橡皮泥等，如PPT上面的几张图片，可以发现上述物体都发生了哪些变化？【引导并提问】【动手操作】学生任意将弹簧、橡皮泥等进行挤压【回答】物体的形状或体积发生了改变【回答】在新课授课之前，需要对相关概念有所掌握，利用生活中常见的几种物体，进行实际操作，可以很快的引导学生们理解形变的概念，从而对弹力的定义有所了解。 引入两种形变的概念4.探究活动：微小形变放大法既然我们已经了解了形变的概念，接下来我们再来观察弹簧的形变与橡皮泥的形变有什么不同吗？【总结】物体受力发生形变，撤力以后，能够恢复原状为弹性形变，不能自动恢复原状为塑性形变。【引导并总结】有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不过形变很微小。因此我们采用放大法来观察微小形变，请同学们观看多媒体，体会放大法的物理思想。弹簧在挤压后可恢复原状，橡皮泥在挤压后不能恢复原状。【思考】通过老师播放的演示实验会加深学生们对放大法观察微小形变的印象，体会物理实验的奇妙之处。用弹簧与橡皮泥生活中两种常见的物品，可以加深学生们对于弹性形变与塑性形变概念上的区分微小形变放大法的学习，加深同学们对任何物体都会发生形变的理解，同时体会到物理实验的神奇之处，提高对物理的兴趣，掌握物理探究方法。【观察体会构建新知】物体发生弹性形变后恢复原状，对与它接触的物体会有什么作用呢？实例分析1实例分析2【引导并提问】我们现在一起来进行下面的操作：用手扯住弹簧或橡皮筋的两端，在其的弹性限度范围内拉弹簧或橡皮筋，使其发生形变。在操作的同时，用心体会一下手与弹簧或橡皮筋之间的相互作用。思考手有什么感觉，为什么会有这种感觉？【思考猜想】在老师的指导下拉伸或挤压弹簧，按压橡皮筋，两手拇指处相互挤压，发现手受到力的作用，向相反的方向挤压手，手有种被“挤压”的感觉由两个实例引出弹力的概念，加深对概念的理解，让学生通过亲身感受的出弹力的定义，激发学生们学习的兴趣，使课堂氛围更为活跃 引入弹力的概念3.弹力的方向4认识生活中常见的几种弹力，对典型弹力进行受力分析再进行实验2两手拇指根处相互挤压，发生形变。用心体会两手间的相互作用。【提问】通过观察分析上述两个实例，同学们能够总结出弹力的产生的条件吗？【总结】发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它直接接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力【引导并提问】我们学过力的三要素：大小、方向、作用点，很明显，弹力的作用点在相互接触的物体表面，那么通过前面的实验，大家体会下弹力的方向应是如何呢？【引导并提问】请同学们观看PPT的几幅图片，我们来了解生活中常见的几种弹力，并且对典型弹力--支持力和压力进行受力分析【回答】两个直接接触的物体并且发生弹性形变，就会产生弹力【思考并回答】在手挤压弹簧时，弹簧给手一个向上的力，促使物体恢复原状，方向与物体发生形变的方向相反，指向物体恢复原状的方向【思考回答】日常生活中的压力、拉力、推力、支持力等都符合弹力的定义，因此都属于弹力范畴，压力和支持力都是弹力，方向垂直于与接触面，由施力物体指向受力物体。绳的拉力也是弹力，方向沿绳收缩的方向及时进行总结，让学生们明白前面知识的学习都是在为学习弹力的概念进行铺垫，加深印象。再次由课堂回归到生活，使课堂不那么枯燥乏味。认识生活中常见的几种弹力，说明弹力存在于生活中，使同学们产生将物理知识应用于生活的欲望，提高对物理学科的兴趣。 【合作探究深化理解】各种接触面间弹力方向的确定⑴点与平面接触⑵点与曲面接触⑶曲面与平面接触⑷曲面与曲面接触【引导并提问】现在我们来具体分析弹力在不同情况下的弹力方向。首先讨论在点与面的接触时，弹力的方向是指向哪里的？请同学们对在光滑斜面上的木板进行受力分析，标出弹力的方向【提问】同理对球与半球形的碗进行受力分析，标出此时的弹力方向【引导并提问】研究过点与平面、曲面之间接触产生的弹力方向后，接下来研究曲面与平面接触产生的弹力方向又是指向哪里呢？【提问】那么曲面与曲面接触呢？【总结【思考并回答】利用受力分析，由力的平衡原理，对木板进行受力分析，弹力的方向过接触点垂直平面指向受力物体【回答】点与曲面间的弹力方向：与过接触点的切面垂直并指向受力物体【思考并回答】曲面受力集中于一点，因此曲面与平面接触时的弹力方向为：过接触点垂直平面指向受力物体【回答】曲面与曲面接触弹力的方向为与过接触点的公切面垂直并指向受力物体【思考分析对弹力方向的确定需要分为许多不同种情况，在每种情况下举一个例子让学生们观察，并由学生自己来进行受力分析，画出弹力的实际方向，明确弹力的方向是垂直于接触面的，且指向受力物体，加强学生们对弹力方向的掌握，突破重难点。及时对弹力方向进行总结，加深对如何判断弹力方向的认识，及时巩固，以防学生们记忆模糊，将所学知识混淆。 2.弹力有无的判断】我们对几种不同情况下的弹力方向进行总结：弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状方向；轻绳（或橡皮条）对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向；点与面接触时的弹力方向，过接触点垂直于接触面（或接触面切线方向）而指向受力物体；平面与平面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体；曲面与平面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上而指向受力物体曲面与曲面相接触时弹力的方向，垂直过接触点的分切面，通过两球球心而指向受力物体。【引导并提问】在对弹力的方向确定后，我们再来研究如何判断弹力的有无，判断弹力有无的常用方法有替换法、撤去法、假设法，现在我们共同来分析并体验这种判断弹力有无的方法。】弹力的方向指向恢复使物体恢复原状的方向，即指向受力物体【思考分析】对物体进行受力分析，假设法+共点力平衡法掌握判断弹力有无的几种方法，学会分析总结能力，培养正确的学习观，培养自主学习的能力。【实验设计学以致用】探究实验，探究弹力大小与形变量大小之间的关系【引导并提问【思考回答】压塑料尺的力越大，塑料尺的弯曲程度越大；拉弹簧的力越大，弹簧伸长得越长。通过实验探究，掌握实验方法以及学会通过实验得到结论的严谨性态度，学会自我总结，加深对知识的掌握程度。 2,胡克定律】请同学们观察老师再压弹簧时，用力越大，它的弯曲程度是怎样的？拉弹簧时力越大，弹簧的长度如何改变？【总结】弹力的大小与物体的形变有关，形变越大，弹力越大，形变消失，弹力随着消失【引导并提问】我们已经掌握了弹力的定义以及方向的判断，那么弹力的大小如何计算呢？【思考分析】通过已知弹性系数进行计算了解弹力大小的求法，会计算简单的弹力大小。【随堂练习课堂小结】通过让同学们完成教材课本P56问题与练习2、3、4三小题，巩固本节课所学知识【引导】帮助学生们完成题目，巩固本节课所学知识，引导学生一起完成课堂小结【思考】仔细思考，完成习题，配合老师一起完成课堂小结，巩固自己的知识框架通过练习和小结，对课堂知识体系进行整体反馈，构建自己的知识框架，完成练习和小结，达到检测与鼓励的目的。板书设计§3.2弹力一、形变1.定义：物体在力的作用下体积或形状发生改变2.分类：（1）弹性形变：物体在在力的作用下发生形变，撤掉力后恢复原状，如弹簧。（2）塑形形变：物体在力的作用下发生形变，撤掉力后不能恢复原状，如橡皮泥3.方法：微小形变放大法二、弹力1.定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它直接接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力2.条件：弹性形变+直接接触二者缺一不可3.方向：与物体发生形变的方向相反，指向物体恢复原状的方向4.常见的几种弹力：支持力、压力、拉力、推力三、各种接触面间弹力方向的确定1.点与平面接触2.点与曲面接触3.曲面与平面接触4.曲面与曲面接触四、判断弹力有无的方法：替换法、撤去法、假设法五、胡克定律F=kx(计算弹力的大小）K：弹簧的劲度系数，单位：N/M，由弹簧本身性质决定X:弹簧的形变量（伸长量或缩短量，不是弹簧长度）§ 十、教学反思本节课是高中力学中的核心内容之一，学习本课是为以后的受力分析打下接触，同时让同学们在已经认识重力的基础上，再认识生活中常见的另一种力，具有承上启下的作用。如何判断弹力的方向及弹力的有无是本章的重难点，所以，在设计本课时我是从首先了解相关知识从而引出弹力的概念，鼓励学生自我思考，以学生为本，通过提问思考的方式一步步引导学生理解弹力概念。同时我着重讲解弹力的方向及如何判断弹力的有无，采用多种方式进行分析，学生通过思考、讨论、总结，逐步理解弹力方向的确定，突破重难点，最后对弹力的大小进行说明，引导学生们具有实验探究的思想，通过实验得到结论，加深对概念的理解，基本完成了课堂的三维目标。