3.1 重力与弹力 教案-高中物理人教版必修第一册

2019-2020年高中物理第三章相互作用3.2弹力教案新人教版必修1(I)项目内容课题§３.２弹力修改与创新教学目标知识与技能：1、理解弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件.2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图.3、理解形变概念，了解放大法显示微小形变.过程与方法：通过观察微小变化的实例，初步接触“放大的方法”情感态度与价值观：通过探究弹力与形变的关系以及数据的准确记录，培养学生锲而不舍的探究的精神和求真务实的科学精神。教学重、难点判断弹力的有无以及弹力的方向既是本节的重点，也是难点.正确画出物体所受弹力的示意图是突破难点的标志.教学准备弹簧、海绵、薄竹片、微小形变演示仪课型课时安排２课时教学过程一、导入新课在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆，都是利用他们弹性形变时的弹力，同学们还可以举出许多利用弹力得力子，谁来说？学生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板…… 那弹力是怎样产生的呢？二、新课教学（一）用投影片出示本节课的学习目标1、知道形变的概念2、理解弹力是因为形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用3、会判断弹力的方向4、知道形变的种类（二）学习目标完成过程1、弹力是怎样产生的？（1）实验演示：压缩弹簧、海绵、用手弯曲竹片观察到什么现象？学生：看到形状或体积改变老师：对，这就是形变。板书：物体的形状或体积的改变叫形变（2）被压缩的弹簧上放一黑板擦，放手，黑板擦被弹起；被弯曲的竹片上放一粉笔头，放手，粉笔头被弹起。提问：为什么黑板擦、粉笔头被弹起？引导学生回答：形变的物体要恢复原状，对和它接触的物体有力的作用，就被弹起。提问：如果粉笔头、黑板擦与形变物不接触，会受到这个力吗？引导回答：不接触一定不会受到这个力学生总结什么是弹力？板书：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。可见，弹力的产生需两个条件：直接接触并发生形变。2、任何物体都会发生形变实验操作：显示微小形变的装置向学生作一简单介绍。（1）入射光的位置不变，将光线经M、N两平面镜两次反射，射到一个刻度尺上，形成一光亮点。用力压桌面，同学会看到什么现象？学生：光点在刻度尺上移动？ 学生分析：桌面有了形变，使M、N平面镜的位置发生了微小的变化。总结：我们通常用眼看到一些物体发生形变，还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。所以，一切物体都在力的作用下会发生形成。3、弹力的方向一般情况下，凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生弹力。所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。例1：放在水平桌面上的书书由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小形变，要恢复原状，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1，这就是书对桌面的压力；桌面由于发生微小的形变，对书产生垂直于书面向上的弹力F2，这就是桌面对书的支持力。学生分析：静止地放在倾斜木板上的书，书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力的示意图。结论：压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。引导学生分析静止时，悬绳对重物的拉力及方向。 引导得出：悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳，使重物、悬绳同时发生微小的形变。重物由于发生微小的形变，对悬绳有竖直向下的弹力F1，这是物对绳的拉力；悬绳由于发生微小形变，对物产生竖直向上的弹力F2，这就是绳对物体的拉力。结论：拉力是弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。4、巩固训练（出示投影片）（1）画出下列各静止物体的弹力（接触面光滑）（2）师生共评：弹力的方向总跟接触的面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个共切面指向被支持物。强调：象B图中，斜面与球间有无弹力？对小球状态进行分析：如果小球受到斜面弹力，小球在水平方向上不会静止，会向右运动。由此可判定小球不受斜面的弹力。这是判定相接触的物体间是否有弹力得基本方法，说明两接触物体接触但没有发生形变。5、形变的种类请同学阅读P6，看形变的种类有哪些，举例说明。学生：形变分为拉伸形变、弯曲形变、扭转形变。比如弹簧的伸长或缩短为拉伸形变，弓、跳板的形变为弯曲形变，金属丝被扭转为扭转形变。总结：产生弹力的大小与形变程度有关，形变程度越大，产生的弹力就越大。三、小结1、弹力产生的条件2、弹力方向的确定3、形变的种类四、作业练习二、3、4、5 3.2弹力（2）3、对“胡克定律”的学习教师活动：指导学生进行实验研究，从感性认识出发，上升到理性认识。学生活动：学生实验探究，讨论交流，得出结论。点评：感受弹簧弹力的大小与弹簧形变的关系。教师活动：利用传感器，通过计算机实时测量，处理试验数据，分析买验结果。学生活动：学生观察思考，通过计算机演示物理量之间的关系。点评：实验研究――胡克定律，使学生了解科学的研究问题的方法。教师活动：指导学生如何对数据进行处理（利用图象处理），如何分析图象找出规律。学生活动：学生讨论交流，总结现津，得出结论。点评：培养学生进行数据分析、探索和寻找数据之间的关系，发现物理规律的能力。教师活动：指导学生做F-x图象，利用数学知识确定F和x的关系，找出物理规律。学生活动：学生利用用实验数据做图象，进一步体验用图象处理数据的方法。点评：掌握用图象处理实验数据的方法。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1mm，应估读一位。3.弹簧组的说明书已经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。通过以上实验能得出什么结论？胡克定律：在弹性限度内，弹性物体的弹力和弹性物体的伸长（或压缩）的长度成正比，即，其中是劲度系数，单位是N/m。例题：有一根弹簧原长为，在下面挂上0.5的重物后长度变成了18cm，求弹簧的劲度系数。 解答：已知弹簧的原长为，后来的长度为，弹簧的弹力为5N，伸长量为，由胡克定律可知，=166.7N/s.说明：不同材料的弹簧劲度系数是不一样的，同一种材料的弹簧形状和长度不相同时，其劲度系统也是不一样的。训练：竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时弹簧长度为12cm;挂重为6N的物体时弹簧长度为13cm，则弹簧原长为cm，劲度系数为N/s。解析：弹簧上悬挂物体时弹簧在伸长，由胡克定律可知：弹簧的拉力与弹簧的伸长量成正比，即，其中为劲度系数，在数值上等于伸长后总长度减去原长，即，改变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数。设弹簧的原长为，劲度系数为，设挂的重物时弹簧的长度为，挂的重物时弹簧的长度为，则，由胡克定律得：代入数据解得：课堂小结：在弹力的教学过程中，在这样几个难点需要突破，一是任何相接触的物体间都可能有弹力，弹力的产生条件是接触并且有形变，但是有些物体的形变量很小，不容易观察到，就会使学生产生这样的疑问：这种情况下弹力到底有没有？例如物体放在桌面上，压力和支持力不通过形变来判断，解决这个问题的方法是微小形变的演示，通过演示，使学生确信任何两个接触的物体间都可以有弹力。另外一个难点是弹力有无的判断，解决这个问题可以用假设判断的方法，不仅让学生知道判断的访求，更应该让学生学会这些方法的迁移，例如假设的判断方法，也可以用到摩擦力的有无的判断中去。一般弹力大小的判断要根据物体的实际情况判断，而弹簧弹力的判断可以根据胡克定律进行判断，让学生通过实验“发现”胡克定律，在发现中锻炼探究物理规律的能力。 板书设计§３.２弹力1.弹性形变和弹力弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原状的形变.非弹性形变：在外力停止作用后，不能恢复原状的形变.弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力.弹力产生的条件：①物体间直接接触；②物体发生弹性形变.2.几种弹力：支持力、拉力3.胡克定律胡克定律：在弹性限度内，弹性体的弹力和弹性体伸长（或缩短）的长度成正比，即F=kx,其中k是劲度系数，单位N/m.教学反思本课的设计采用了课前发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上老师通过举例子、做演示实验，体会弹力的存在性，进而能够说出弹力的产生条件，能够对简单的受弹力情况进行分析，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。