《形变与弹力》教学设计一、设计思想本教学设计特别强调了对实验的挖掘。
通过引入新课时设计的图片设计,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,特别是精心设计了研究桌面和玻璃瓶的微小形变实验,使学生感悟科学的探究方法和强化创新的意识。
在学生分组实验中,学生在互动和探索的过程中,培养学生的合作精神、获得探究的成功体验,使原本平淡的课堂教学变得充实、饱满、有声有色。
二、教材分析《形变与弹力》是高中物理新课程(必修1)第四章第二节的内容,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、学科素养要求1、物理观念①知道什么是弹力及弹力产生的条件;②知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中正确画出力的方向。
2、科学思维①以“弹簧”为例来研究弹力,引导学生物理模型的建构;②通过实例介绍放大法、假设推理法,巩固列表法、图像法,注重对学生进行物理方法的渗透和引导。
3、实验探究①通过实验探究研究影响弹力大小的因素及胡克定律;②会用胡克定律解决生产、生活中的实际问题,会确定实际问题中的弹力方向。
4、科学态度与责任观察和实验,培养学生对科学的好奇心和求知欲。
五、重点、难点分析1、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。
2、教学难点弹力有无的判断及弹力方向的判断。
六、教具媒体1.演示形变用的弹簧、橡皮条、太空泥、铜丝、激光器、平面镜、玻璃瓶等。
2.演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码、中垂线、坐标纸等。
3.多媒体课件七、教学过程(一)引入新课多媒体运动员撑杆跳和射箭的图片,引导学生分析它们产生弯曲形变的原因,是因为受到力的作用,引入新课。
展示本节课学科素养要求。
(二)教学过程设计1、形变回顾初中学过的知识,得出形变的定义以及包含的几种情况。
再次回忆形变的分类,可分为弹性形变和范性形变。
[体验形变]学生利用实验用品,体验形变,并回答弹簧及橡皮条与太空泥和铜丝的形变有何不同,引出形变的分类。
形变的类型:弹性形变:撤去外力后,物体能够恢复原来形状的形变。
范性形变:撤去外力后,物体不能够恢复原来形状的形变教师鼓励学生举一些身边的或生活中范性形变的例子,指出高中阶段重点研究的是弹性形变。
举例说明,用力不当时,容易对仪器产生损害,出示拉坏的弹簧图片,引出弹性限度。
弹性限度(定义):当弹性形变达到某一值时,即使撤去外力,物体也不能恢复原状,这个值叫弹性限度。
[教师总结]物体在力的作用下发生形变,但不同物体形变程度是不一样的。
举例:弹簧发生的是明显形变提问:手按压桌面,桌面有没有发生形变呢?同学回答不能用肉眼观察到。
[教师演示]微小形变(属于弹性形变)把激光器和平面镜放在学生课桌面上,打开激光器照射平面镜,发现墙面上出现了红点,同学回答说是由于激光被平面镜反射。
然后邀请同学上台使劲按压桌面,让同学们观察红点有什么变化,并分析红点的移动方向,得出桌面在手的作用下发生了微小形变,并且是弹性形变。
再演示装有红墨水的玻璃瓶在手的按压下能不能发生形变?通过观察细玻璃管中水柱的变换,发现玻璃瓶在手的作用下也发生了形变,还是弹性形变。
学生体会和感受其中“放大方法”的精妙之处。
2、弹力1)弹力定义举例,手拉弹簧,弹簧发生弹性形变,此时手明显感觉到弹簧对手的拉力,为什么会产生这个拉力呢,这是因为弹簧要恢复原状,就对手产生拉力的作用,这个拉力就是弹簧对手的弹力。
总结出弹力定义,条件。
2)弹力的方向以图表为例:向。
得出弹力方向的规律。
b、小结: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随堂练习练习几种常见接触面间的弹力方向的判断,总结出一般规律。
3)弹力的大小分析:不同物体发生形变时所产生的弹力的大小要视具体情况确定,一般而言是比较复杂的。
人们通过对各种不同的物体发生形变时所产生的弹力的情况的研究,发现弹簧弹力的大小与弹簧的形变量之间是有一定的规律可循的,本节课就以弹簧为例来探究弹簧的弹力的大小与形变量之间的关系。
如何研究呢?就要进行实验探究。
先介绍桌子上的实验装置,有铁架台,铁架台上挂着弹簧和重锤,弹簧旁边固定有刻度尺,刻度尺下边有坐标纸,桌子上有钩码。
下面请同学们利用桌子上的实验装置来设计实验,构思实验步骤,讨论以下三个问题:(1)如何测量弹簧的形变量x?(2)如何测量弹簧弹力的大小F?(3)怎样分析F和x之间的关系?学生讨论、分析,提问学生回答以上三个问题,得出实验方法,教师进一步引导,分析列表法和图像法。
介绍实验装置的改进,在铁架台上固定坐标纸,弹簧悬挂钩码后发生弹性形变,在读弹簧形变刻度的同时,在坐标纸上点上该位置,挂几个弹簧,就点几个点。
过这几个点和坐标原点连线,就画出了坐标轴X,标出了各个形变量,不再需要通过图表中的数值进行描点确定形变量的位置,这样改进后减少了实验时间,提高了实验效率。
同学们动手实验,分别进行列图表和图像法来研究F和X的关系,通过展示,得出胡克定律。
3、胡克定律1.内容:在弹性限度内,弹性体弹力的大小跟弹性体伸长(或缩短)的长度成正比。
2.公式:F=kxx——伸长(或缩短)的长度,与弹性体本身长度不同。
k——为劲度系数,跟弹性体的粗细、材料、长度等量有关,这个量反映了弹性体本身的特性,与F和x无关,单位:N/m。
例题【课堂小结】,强调本节课重点,【跟踪练习】见导学案【针对训练】三、弹力的大小1、设计实验(1)如何测量弹簧的形变量x?(2)如何测量弹簧弹力的大小F?(3)怎样分析F和x之间的关系?2、实验步骤3、数据收集以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点作图法作图,得出弹力随弹簧伸长量x变化的图线。
《形变与弹力》学情分析弹力是继重力后,学生学习的第二个按性质划分的力,主要讲述弹力产生的原因、大小、方向、作用点。
学生在初中《弹力弹簧测力计》一课中,学习过弹性形变与范性形变,知道弹力。
而且书中也提到过弹性限度,这些都是本节课学习探究的一个起点。
对于弹力产生的原因,初中课本:“弹力是由于弹性形变产生的。
”并没有具体说明弹力产生的原因。
需要本节课进一步加深。
大小只是提到弹簧形变量与弹力大小的关系,具体正比关系和胡克定律没有涉及。
由此我们可了解学生学习本节课的知识基础。
另外进入高中阶段的中学生,思维能力和实践能力也比初中时有大幅提高,所以弹簧形变量和弹力大小的关系设计成学生实验,锻炼提升学生实验能力。
《形变与弹力》效果分析本节课在学习重力的基础上,同学们已经熟知了力的三要素。
又因为初中已经学习过形变,也接触过弹力的概念,只是没有深入分析弹力产生的原因以及弹力的方向。
本节课仍然是从形变入手引入,但是通过多个演示实验,比如说微小形变的演示,使同学的认识从感性上升到理性,并且通过亲身体验,比如说体验弹性形变和范性形变,得出他们的不同之处,加深对形变的理解,也为弹力概念的引入做好铺垫。
本节课的重点内容为弹力产生的原因及弹力的方向,为了让学生更好地理解弹力,教师尽量的多举实例,多进行练习,并加以总结不同接触面间的弹力方向的判断。
对于胡克定律的得出,也是本节课的重点,教师通过引导学生自己设计实验,进行实验探究,运用实验数据处理的常规方法,就是先用图表采集实验数据,在进行描点建立坐标系,画出F和X的关系图像,最终得出胡克定律。
并且为了提高实验效率,对实验装置进行了改进,就是在刻度尺下边固定坐标纸,在读数的同时直接把弹簧的刻度值标在坐标纸上,这样实验就减少了时间,提高了实验效率。
整节课通过演示、举例、引导学生设计实验,使课堂比较丰富,学生在轻松、愉快的环境中把枯燥的理论能够理解、掌握并会应用。
通过练习测试,还有活动展示,发现同学们对本节课的内容掌握的不错,当然还需要进一步的巩固练习。
不足之处:本节课课容量很大,虽然学生初中接触过一部分,但是高中的知识无论从深度还是广度,都要加强,尤其是需要学生自行设计实验,进行分组实验时,时间很难控制,所以讲授时间上有的就略显仓促。
《形变与弹力》教材分析《形变与弹力》是高中物理新课程(必修1)第四章第二节的内容,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、。