初中物理《弹力弹簧测力计》教学案例【教学目标】一、知识与技能:1、知道什么是弹力,弹力产生的条件。
2、了解弹簧测力计测力的原理。
3、能正确使用弹力测力计。
二、过程与方法:1、通过观察和实验了解弹力测力计的结构。
2、通过自制弹簧测力计以及弹簧测力计的使用,掌握弹簧测力计的使用方法。
三、情感态度与价值观:通过探究物体形变大小与外力的关系、使用弹簧测力等活动,提升学生的探究和实验能力,培养学生主动参与物理学习、乐于探究、勤于动手的习惯和意识,进一步激发学习物理的兴趣。
【教学重与难点】重点:弹簧测力计的正确使用。
难点:弹簧测力计制作方案的探究及其制作过程。
【教学准备】教师:弹弓、弹簧、玩具小车、厚玻璃瓶(带插细玻璃管的橡皮塞,装有红水)、青蛙玩具(能上弦)、弹簧测力计。
学生:橡皮筋、弹簧、直尺、气球、铝导线、橡皮泥、木块、钩码、木板、支架、弹簧测力计。
【教学过程】一、情境导入,明确任务师:有没有同学玩过弹弓?老师今天准备了一个,有谁愿意上来表演一下自己玩弹弓的本领?一名学生表演玩弹弓,其余的学生观察所发生的变化。
师:请大家思考一下,必要时可以相互讨论。
为什么弹弓能把粉笔头弹出去,黑板在被粉笔头碰击之后为什么发出“砰”的声音而且还会留下粉笔印?学生思考讨论。
生:因为弹弓有能量。
师:对,我们把这个力叫弹力。
这就是我们今天要学习研究的新知识。
板书课题:弹力弹簧测力计投影:学习目标1、了解弹性、塑性及其在生活中的应用;知道什么是弹力,弹力产生的条件。
2、研究弹簧伸长的长度与拉力的关系。
3、探究弹簧测力计的制作方案,并学会它的制作。
4、学会使用弹簧测力计。
二、动手操作,感知弹力1、弹性、塑性师:下面请同学们利用桌面上的任意器材,自己设计实验证明“力可以改变物体形状”这一观点的正确性。
要求设计尽量多的实验;实验过程中请同学们注意观察实验现象。
学生设计并操作实验。
师:请一个小组把他们设计的实验展示给大家。
生:用力拉弹簧,弹簧伸长了。
(失去拉力,弹簧恢复原来长度。
)铝导线用力折弯,变弯了。
(失去拉力不恢复原状。
)直尺,用力压变弯了。
(失去力后恢复原状。
)橡皮泥用力捏,扁了。
(失去力不恢复原状。
)师:还有不同实验吗?生:气球用力压,扁了。
(失去力后恢复原状。
)师:请各小组讨论:以上这么多的实验现象,有哪些共同点、哪些不同点呢?学生思考交流。
生:共同点是:这几种实验器材都是物体受到力的作用时发生了变形。
不同点是:有的不受力时恢复了原状,有的不受力时却不能恢复原状。
师:受力时发生形变,不受力时又恢复原状的是哪些器材?生:弹簧、直尺、橡皮筋、气球。
师:弹簧受力时发生形变,不受力则又恢复到原来的形状。
我们把像弹簧这类物体所具有的这种特殊性质,叫弹性。
师:谁能给弹性下个定义呢?生:受力时发生形变,不受力时又恢复原来形状的性质叫弹性。
师:像橡皮泥,在受力时发生形变,不受力时不能恢复原来形状的性质,在物理上,我们把物体的这种性质叫塑性。
2、弹力师:刚才同学们在弯尺子、拉橡皮筋(或弹簧)、压扁气球时,有什么感觉呢?生:我拉弹簧时,感觉到它对手也有力的作用。
师:我们把这种力就叫做弹力,弹力是怎样产生的?它的施力物体是谁呢?学生讨论。
生:我们不拉弹簧也不压弹簧时,弹簧对手就没有作用力,如果用手去压或拉弹簧时,弹簧的形状改变,对手就会有力的作用,所以弹力是由于物体发生形变而产生的力,弹力的施力物体是发生形变的物体。
生:力的作用是相互的,只要你对别的物体施力,物体肯定也会对你有力的作用,所以我认为物体不发生形变也会有力的作用。
师:(积极鼓励同学们互相辩论,发表不同的意见引导同学们通过实验来分析和解决问题).请同学们一起来观察下面的实验。
[演示](1)放在平面上静止的小车,用手推动后运动起来,力改变了小车的运动状态。
(2)将小车和一端固定、处于自由伸缩状态的弹簧挨放在一起,小车的运动状态不会改变。
(3)将小车和一端固定且被压缩的弹簧挨放在一起,松开弹簧后,弹簧恢复原状,小车向右运动(如右上图)师:分析上面的实验,你有什么收获吗?生:小车受到力以后运动状态才会改变.和自由伸缩的弹簧挨靠在一起的小车运动状态没有改变,说明弹簧不发生形变时,对车没有力的作用;和被压缩的弹簧靠在一起的小车在弹簧被松开后,在弹簧的作用下运动状态改变,说明受到了弹簧的弹力,说明只有弹簧发生形变,才能产生弹力。
师:进一步向同学们说明,任何物体只要发生形变就一定会产生弹力,有些物体发生的弹性形变是用肉眼"无法"观察到的,如:用手捏一个厚玻璃瓶,玻璃瓶会发生弹性形变,但我们是无法观察到的。
我们如果在瓶中灌满有色的水。
把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入厚玻璃瓶中,用手轻捏厚玻璃瓶并观察细玻璃管中水面的高度变化,就能知道厚玻璃瓶是否发生了形变。
日常生活中经常遇到的支持物的压力、绳的拉力等,其实质都是弹力。
师:弹力在生活中有广泛的应用,例如这只小青蛙(出示实物),给它上弦后,放在地上就会自己跳起来(演示),你知道生活中还有哪些地方用到弹力?同学们讨论后汇报交流。
生:我们用的自动铅笔和一些圆珠笔里面要利用弹簧的弹力。
生:跳水运动中1m板和3 m板的跳水都是利用了弹力。
生:射箭运动员利用了弓的弹力才能把箭射出去。
生:撑杆跳高运动员利用了杆形变后产生的弹力。
生:体操比赛中,跳马运动员利用踏板的弹力才能腾空,跳远运动员也要利用踏板的弹力。
生:自行车的支架上也有利用弹簧的弹力。
生:拉力器也是利用了弹簧的弹力。
师:同学们讲得都非常好.大家能说出这么多利用弹力的例子,说明在平时的生活中大家一定是注意仔细观察,认真思考了,以后还要继续保持这种好习惯.师:弹力的产生离不开形变,而形变又离不开外力,那么,物体形变的大小与外力的大小有没有关系呢?请同学们思考,再设计一个小实验来验证一下。
学生根据自己的猜想设计并进行实验。
生1:用手拉弹簧,逐渐增大拉力,弹簧被拉得越长。
生2:用手压气球,压力越大,气球被压得越扁。
生3:将直尺搭放在两个木块之间,观察直尺的形变,然后在尺中央放一个钩码、两个钩码,观察到直尺的形变越来越明显。
师:在刚才的实验中,你们能得出什么结论?生:作用在物体上的外力越大,物体的形变也越大。
三、探究弹簧测力计1、弹簧测力计的原理师:在刚才的实验中,我们知道了拉力越大,弹簧的伸长就越长。
那么弹簧伸长的长度与拉力之间有没有什么具体的数量关系呢?请同学们利用支架上的弹簧和一把老师自制的刻度尺进行探究。
师:首先请观察一下老师自制的刻度尺。
刻度尺的零刻线冲齐了弹簧未挂钩码时的下边沿。
这样就可以直接读出弹簧伸长的长度了。
师:另外我还要告诉大家,每个钩码的质量是50g,所以一个钩码对弹簧的拉力为0.5N。
下面请同学们设计实验方案并进行实验。
学生分别将1个、2个、3个、4个、5个钩码挂在弹簧下,读出并记录弹簧伸长的长度。
师:下面请**组展示探究结果。
师:弹簧伸长的长度与拉力成正比,根据这一原理制成了一种非常有用的工具——弹簧测力计。
2、弹簧测力计的制作师:要制成弹簧测力计,需要哪些器材呢?请各小组做出选择。
然后讨论如何制作弹簧测力计,即具体制作方案。
学生交流讨论。
生1:我们选的材料是:木板、弹簧。
制作步骤:①定零刻线:不挂物体时,记下弹簧最下端所对位置即零刻线。
②在弹簧挂钩上挂1个钩码,在弹簧最下端对应的位置画出对应的刻线。
③量出从零刻度线到挂上钩码后弹簧最下端对应的刻度线的长度,平均分成5份,每一份是0.1N,并画出刻线。
④按0.1N的长度依次画出刻线.生2:我们选的材料是:木板、弹簧。
制作步骤:①定零刻线:不挂物体时,记下弹簧最下端所对位置即零刻线。
②定终刻线:挂四个钩码,记下弹簧最下端所对位置即为2N。
③根据最小刻度的要求,在0~2N 之间平均分格,画出所有刻线。
……师:同学们的制作方案都很好,请用你们认为的最佳方案制作弹簧测力计。
我们统一要求:制作出来的弹簧测力计的量程为2N,分度值为0.1N。
制作过程中请注意相互配合好。
学生制作弹簧测力计。
师:你是否觉得我们的弹簧测力计还有需要进一步完善的地方?学生思考交流。
生:可以把弹簧下面加了一根线,可以方便挂上物体测量。
生:可以在弹簧的最下端固定了一根指针,可以使读数更方便。
师:老师再在你们共同制作的测力计上加一个拉环,就变成了实验室常用的弹簧测力计。
3、弹簧测力计的使用师:(出示弹簧测力计),同学们来观察一下常用的弹簧测力计的结构。
生:实验室常用的弹簧测力计由弹簧、挂钩、拉环、刻度、指针等几部分组成。
师:实验室常用的弹簧测力计和同学们自己制作的测力计比较,有什么不同?生:实验室常用的测力计刻度盘是活动的,使用前,如果测力计的指针没有指在零点,可以方便地调整。
师:现在请一位同学给我们演示一下用弹簧测力计测一个物体的重力,同学们注意观察,看他使用的对不对。
学生演示,结束后同学们交流。
生:读数时视线应该和刻度线正对(学生示范)。
生:拿弹簧测力计的时候,一般用手拉住吊环而不应该用手抓着外壳。
生:使用前要先估计被测物重力,以免被测物重力太大,损坏弹簧测力计。
演示:一根弹簧在持续增加的外力作用下被拉直。
师:刚才同学们看到的演示实验,说明了什么问题?生:弹簧的弹性有一定的限度,超过了这个限度,即使撤销外力,弹簧也不会恢复原状,所以,使用弹簧时不能超过它的弹性限度,否则会使弹簧损坏。
师:现在请同学们将一根头发拴在弹簧测力计的秤钩上,用力拉头发,读出头发被拉断时拉力的大小。
然后归纳弹簧测力计的使用规则。
学生实验并交流。
使用测力计应注意下面几点:(1)所测的力不能大于测力计的测量限度,以免损坏测力计。
(2)使用前,如果测力计的指针没有指在零点,那么应该将弹簧测力计的指针调到零点。
(3)使用时力的方向必须和弹簧的轴线方向一致,使弹簧测力计能自由伸缩而不受阻碍、若指针与外壳有摩擦,应及时消除。
(4)观察弹簧测力计的量程与最小刻度值,以便正确读数。
(5)弹簧测力计稳定时才可读数,读数时视线应正对刻度线,与刻度板面垂直。
师:生活中除了弹簧测力计外还有许多其他形式的测力计。
投影:形形色色的测力计。
四、梳理整合,迁移提高1、师:请同学们想一想:本节课的学习内容有哪些?它们之间有什么内在的联系?请用你喜欢的图示方法表示出来。
学生思考交流并尝试画图。
2、各小组推出代表进行展示、交流。
学生在互评、自评中取长补短,知识框架得到修正、完善。
3、引导学生寻找知识的脉络和内在联系。
【教学反思】1、关于弹簧,学生已有一定的生活经验和初步认识,但远没有形成完整的知识链,对其性质和原理的认识几乎是空白。
课堂教学设计的思路就是通过一系列的体验,探究和测量的学习活动,使学生对弹力和弹簧测力计形成一个完整的知识链,同时课堂学习培养学生乐于参与,勇于创新的意识。