人教版高中物理必修第一册3.1 重力与弹力 教案

2019-2020年高中物理第三章第二节弹力教案新人教版必修1(I)【课型】新授课【课时】1课时【教学目标】知识与技能1.知道什么是弹力以及弹力产生的条件。2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的图示或力的示意图中正确画出它们的方问。3.知道形变越大，弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比。4.针对实际问题确定弹力的大小方向，提高学生判断分析物理问题的能力。5.掌握利用胡克定律计算弹簧弹力的力法。过程与方法1.培养学生根据弹力产牛的条件分析弹力方向的能力。2.体验显示微小形变的方法。情感态度与价值观1.利用实验培养学生的观察能力，激发学生对物理规律的求知欲。2.培养学生科学的研究问题的方法。。教学重点、难点：教学重点1.弹力产生的条件、弹力的方向。2.胡克定律及应用。教学难点1.相互接触的物体间是否有弹力的判断。2.弹力方问的确定。教学方法：探究、讲授、讨论、观察、思考、归纳【教学过程】【新课导入】【展示】 【导入】通过以上的观看，被压弯的撑杆恢复原状，使船离开河岸，跳板被压弯后恢复原状，把运动员弹起，形变的蹦床能把人弹起，拉满的弓能把箭射出，这些现象有哪些共同点？【回答】他们共同的特点这些物体都接触，并且都发生了形变，产生了力的作用。【思考】这又是个什么力呢?它是怎样产生的，它的大小、方向各如何?【新课讲授】弹力一、弹性形变和力【演示】拉橡皮筋变长捏面人手工折纸【思考】几个现象共同的特征是什么?【回答】这么多的实验现象告诉我们这样一个事实：它们或形状发生变化，或体积发生变化，即物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫形变。【提问】橡皮筋被拉变长，挤压面团雕出弥勒佛，折纸变成玫瑰，根据形变的不同，物体发生的形状改变有哪些形式？【回答】形变有拉伸、压缩、弯曲、扭转等不同形式。【思考】这些现象都很容易观察到，如果一本书放在桌面上，书和桌面发生形变了没有?【回答】可能发生了形变，但是由于形变量太小，所以肉眼观察不出来．【展示】三角形有机玻璃压在另一块有机玻璃上用力压桌面，刻度尺上光点位置变化【思考】这两个现象中也受到力作用，物体也会发生形变，但现象不特别明显，发生了形变，但是由于形变量太小，所以现象不明显．三角形有机玻璃压在另一块有机玻璃上，发生的形变眼睛看不出，但不同部位光的性质不同，观察到不同部位发生了不同的变化；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M2，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看到在尺移动一定的距离。通过观察，我们发现原来不容易观察的玻璃和桌面也发生了形变．通过上面的实验，观察到了实验现象，是怎么观察到的呢?【回答】微观放大的方法．【提问】通过上面的实验，我们观察到什么样的实验现象?【总结】一切物体都可以发生形变．【演示】 【提问】通过上面的实验，我们观察到形变是否相同?【总结】这些形变属于两类情况：一类是，受力发生形变，外力停止作用，物体可恢复原状；如一类是，受力发生形变后，外力停止作用亦不再恢复到原状.能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变．【提问】发生弹性形变的物体为什么可以恢复原状呢?【总结】发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生地的作用，这种力叫弹力。【提问】发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢?【演示】橡皮筋在较大的力的作用下的断裂，通过观察说明什么情况呢?【归纳】发生弹性形变的物体要想恢复原状是有条件的，不能超过一定的限度．超过一定限度，即使撤去力的作用，也不会恢复原状．这种限度叫做弹性限度．任何发生弹性形变的物体都有弹性限度，这也是为什么弹簧秤不能称量质量过大物体的原因，如果质量过大，会损坏弹簧秤．【强调】弹力产生的条件——①直接接触②发生弹性形变，弹力方向——施力物体形变恢复的方向；与施力物体形变方向相反；施力物体指向受力物体。【例题】关于弹力的产生，下列说法中正确的是()A.只要两物体相接触就一定产生弹力B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力C.只要物体发生形变就一定有弹力产生D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用【答案】D【解析】此题根据弹力的产生条件，接触和弹性形变缺一不可．A、C都只有弹力产生条件的一个方面，而B只说“有相互吸引”，只能证明有力存在，不是弹力，故选项D正确．二、几种弹力 【承接】让我们通过常见的弹力进一步来研究弹力问题．当课本压桌子，绳子悬挂物体根据我们以前所学的知识，课本和桌面之间的相互作用力是什么呢?绳子拉物体的情形，绳子的拉力是不是弹力呢?它的方向又是如何规定的呢?【回答】课本对桌子的压力和桌子对课本的支持力．它们是弹力，因为它们符合弹力产生的条件，接触并且发生形变．压力的方向是垂直于支持面并且指向被压的物体，支持力的方向是垂直于支持面指向被支持的物体；绳子的拉力也是弹力，它的方向沿着绳指向绳收缩的方向．【例题】光滑小球受到的弹力的情况(左图，小球放在水平面上静止)，并画出小球受到的重力和弹力(示意图)．【答案】见右图【解析】产生弹力的必要条件是接触，充分条件是挤压产生形变．在上图中与小球相接触的有两点A和B，因此小球所受到的弹力只能来自这两点，但是有接触并不一定就产生弹力，必须要挤压才产生形变．对月点来说，小球一定与水平面挤压，因为假设没有水平面，小球在重力作用下一定掉下来，因此B点有弹力且方向垂直于B点的切面指向圆心；对于．A点来说，假设受到侧壁的弹力F，则F将会使小球向右运动，这与题目(小球静止)相矛盾，所以侧壁对小球没有弹力，小球受力情况如图所示，两力大小相等、方向相反．【展示】【思考与讨论】用绳子拉物体时，绳子和物体都会产生形变，致使绳子对物体产生拉力，同时物体也对绳子产生拉力。试讨论拉力的方向与绳子的方向有什么关系。【点拨】绳子拉物体时，由于绳子发生了微小形变而对物体产生了拉力，由于物体发生了微小形变而对绳子产生了拉力，由于绳子的形变方向沿绳子的方向，拉力的方向与形变的方向相反，故绳子的拉力方向沿绳子而指向绳子的收缩方向。 三、胡克定律【演示】【说明】把弹簧固定，先用较小力拉弹簧，在增加力的大小，观察弹簧的形变程度。【提问】在弹簧下端加挂砝码会观察到哪些现象？弹簧的弹力与什么有关？【回答】(1)选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上，固定刻度尺的位置。(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200g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4组数据．钩码的质量m/g物体的重力G/N拉力的大小F/N弹簧的伸长量x/cm      (6)图象法处理数据：以弹簧弹力为纵轴，弹簧伸长量为横轴建立坐标系，描出4个特殊点，以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系．【提问】通过的实验，可以得出怎样的结论?【回答】弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长的长度x成正比．【总结】F＝KX其中F是弹簧受到的弹力大小，式子中的k是弹簧的劲度系数，单位是牛每米，符号是N／m．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．是英国科学家胡克首先发现的，叫做胡克定律.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．【注意】(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．【例题】一根长6cm的橡皮条上端固定，下端挂0.5N物体时长度为8cm，要再拉长1cm则再挂多重物体？劲度系数是多少？【答案】0.75N,25N/m 【解析】F弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比，由F＝KX得，K＝F/X＝0.5N/(0.08m-0.06m)=25N/m,F0＝KX0=25N/m.(0.09m-0.06m)=0.75N本节内容配有课件【课时小结】本节课主要学习了什么是弹力，弹力的产生条件;是接触并且有形变，弹力有无的判断，解决这个问题可以用假设判断的方法，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，让通过实验“发现”胡克定律，在发现中锻炼究物理规律的能力．【布置作业】课本P561,2,3,4.【板书设计】一、形变：1.定义：物体形状或体积的变化叫做形变二、弹力一、弹力产生条件：①直接接触②发生弹性形变二、弹力方向1、压力和支持力：方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体。2、拉力：绳的拉力沿着绳指向绳收缩的方向三、弹力大小：1、弹簧弹力：胡克定律F＝kx2、其它弹力：由物体受其它力和运动状态求解【教学后记】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。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。