《弹力》教学案例.doc

弹力教学案例一、教学设计教材地位和作用弹力是人教版高中物理必修1第三章第二节内容，是高中力学的基础内容和重要内容，相比于摩擦力来说要相对简单，但摩擦力是建立在弹力基础上的，对于弹力的掌握直接影响到摩擦力的学习；同时，相比重力来说，弹力要难得多。所以，本节成为高一学习过程中的一个难点。知识与技能 知道形变、弹性形变的概念，理解弹性限度。 知道什么是弹力，掌握弹力产生的条件。  能够确定各种弹力的方向。 知道形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律会用胡克定律解决有关问题过程与方法  观察演示实验，把观察到的现象结合到已有的经验中，经历探究弹簧形变与弹力的关系，了解科学探究的方法。 情感态度与价值观 体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣，培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯。教学重点、难点 体会观察微小形变的方法。明确弹力产生的条件，弹力有无的判断及弹力方向的判断。实验探究弹簧弹力的规律。教具准备 细铁丝、刻度尺、钢锯条、弹簧（两个）、海绵、橡皮泥、白纸（每人一套），通过橡皮塞插有细玻璃管的椭圆形玻璃瓶、激光光源、平面镜及支架(两套)、小车（两辆）、橡皮筋、薄木板、充水气球、演示胡克定律用的米尺、弹簧、钩码（每人一套）等等教学过程（1）、创设情景认识形变由同学们已有的形变知识入手，引入新课。 实验1：钢锯条在手的作用下弯曲，2：弹簧被拉长或压短，3：海绵受力而被压缩、弯曲与扭转，4：橡皮棒的扭转，5：电线弯曲成一定的角度，6：橡皮泥形状变化，7：纸张被手揉皱。 概括得出弹性形变和非弹性形变的概念，弹性限度的概念。演示实验：（微小形变）可以看到物体受力都会发生形变，只不过有的比较明显，有的很微小。对微小形变我们可以通过放大可以体现出来。（2）、定义弹力，总结产生弹力的条件阅读课本结合上述实验，得出弹力的概念，录像片段演示弹力的产生，可以知道弹力产生的条件有两个：直接接触并且发生弹性形变。用假设法判断弹力是否存在mgFN（3）、弹力的方向探究实例分析：书本放在桌面上，提出问题，引导学生思考： 1、受几个力的作用？书发生了怎样的形变？ 2、支持力的施力物体是谁，它发生怎样的形变？ 3、支持力是怎么产生的？方向与形变方向的关系？ 结论: 支持力方向垂直于接触面与施力物体(桌子)的形变方向相反。 4、压力的施力物体是谁？它发生的形变？ 5、压力是怎么产生的？方向如何？ 结论: 压力方向垂直于接触面与施力物体(书)的形变方向相反。（4）、弹力大小的探究演示实验: 同一弹簧悬挂不同质量的重物.观察猜想：形变量越大，弹力越大，同学们猜想弹簧的弹力大小与形变量之间可能存在怎样的关系？学生分组实验探究: 1、如何确定弹簧的拉力的大小？ 2、弹簧的伸长量如何来测，需要记录什么？ 3、设计出你的实验表格。学生小组展示,教师点评,得出结论：Fkx 进一步说明：k是弹簧的劲度系数 k的国际单位是N/m 强调：x 是指弹簧的伸长量.课堂小结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，这种情况下弹力到底有没有?例如物体放在桌面上，压力和支持力不能通过形变来进行判断。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。板书设计（一）、形变 1、概念：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。 2、弹性形变：物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。 3、弹性限度：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。（二）、弹力 1. 弹力产生的条件：直接接触并且发生弹性形变。 2. 弹力的方向：指向施力物体,形变恢复的方向。3. 弹力的大小：根据物体的实际情况判断。4、判断方法：假设法。二、教学实录新课导入 上一节课我们学习了物体与物体的相互作用力，知道了力的其中一种作用效果，即可以使物体发生形变。下面我们来做这样一些小实验：新课教学 （一）、创设情景认识形变 （师生互动）教师演示，同学们跟着做实验： 实验1：钢锯条在手的作用下弯曲 实验2：弹簧被拉长或压短 实验3：海绵受力而被压缩、弯曲与扭转 实验4：橡皮棒的扭转实验5：电线弯曲成一定的角度 实验6：橡皮泥形状变化 实验7：纸张被手揉皱（教师）这几个实验共同的特征是什么? （学生）思考讨论后回答：它们的形状都发生了变化，还有的体积发生了变化。（教师）上面的这些形变有什么特点？（学生）教师引导，思考讨论后回答：有的形变可以恢复原状，有的不可以恢复原状。（设计意图：我从生活情景中引入新课，是为了激发学生的好奇心，观察演示实验，把观察到的现象结合到已有的经验中，为学生学习重点和难点内容作铺垫。）（教师）举例在日常生活中所发现或观察到的一些形变，看看哪些是弹性形变哪些是非弹性形变。（学生）举例：钓鱼时钓鱼杆的形变，绳的扭转，皮球与地面接触时，网球与球拍接触时都有形变等。（教师）演示：我们知道弹簧可以发生弹性形变，把弹簧使劲拉长，发现弹簧发生的形变是非弹性形变。（教师）这个实验说明什么问题？（学生）发生弹性形变的物体有一个弹性限度，弹性形变只能发生在弹性限度内。下面我们来看这样一个实验：（教师）演示实验：弹簧下挂一个重物，橡皮条下面挂一个重物，一条金属丝下面挂一个重物。（教师）金属丝有没有形变？若有这个形变与弹簧、橡皮条的形变有什么不一样？（学生）意见不一。没有可能发生了形变，但是由于形变量太小，所以肉眼观察不出来。（教师）那到底是有没有形变呢？我们怎样来体现微小的形变量？（教师）微观放大的方法（教师）演示实验用手压扁平瓶子的不同部位，细管中的液面上升或下降，通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变（用摄像头辅助教学，大大提高实验的可视性）；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M，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使墙上的光点移动很大的距离。通过上述实验，我们可以看到物体受力都会发生形变，只不过有的比较明显，有的很微小。对微小形变我们可以通过放大可以体现出来。（设计意图：使学生知道“放大”是一种科学探究的方法。）（教师）总结规范概念并板书。（设计意图：演示生活例子，多联系实际，利用学生头脑中已有的物理知识，自主概括概念，最后老师总结；突出了以学生为主体的教学理念，有利于学生加深对物理概念的理解。演示例子为后面解决压力、支持力、支持力都是弹力做好铺垫。）（二）、定义弹力，总结产生弹力的条件（教师）通过上面的实验我们也看到拉力的产生是由于产生拉力的物体发生了弹性形变，支持力的产生是由于产生支持力的物体发生了弹性形变，压力的产生是由于产生压力的物体发生了弹性形变。我们把这种发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。象上面我们所熟知的拉力、压力和支持力就是最常见的几个弹力。（教师）大家来总结一下弹力产生的条件。（学生）思考讨论后回答：可以知道弹力产生的条件有两个，直接接触发生弹性形变。（板书）（教师）在下图中，地面和倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢? （教师）在下图中，地面和倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢? （学生）思考讨论，最终形成统一意见。（教师）归纳总结：用假设法判断弹力是否存在mgFN（设计意图：假设法判断弹力的有无，让学生学会方法的迁移。学生自己动手实验，体会弹力的产生和产生原因，培养学生的探究精神，和动手能力，同时感受到探索物理问题的成就，从而顺利突破重点和难点。）（三）、弹力的方向探究（教师）追问：书所受支持力作用？桌面为什么能给书支持力？支持力如何产生的？它是不是桌子发生弹性形变产生的？方向与形变方向的关系？（学生）思考（教师）演示：桌子更换成薄木板，重物压在薄木板，薄木板很明显向下弯。（学生）桌子向下发生弹性形变，对书产生向上的弹力,支持力与形变方向相反。 （教师）追问：书对桌面的压力如何产生?也是形变产生的吗？方向与形变方向的关系？（学生）思考（教师）演示：书更换成充水气球，充水气球放置在桌面上，圆形变成变形。（学生）书向上发生弹性形变，对桌面产生向下的弹力,压力与形变方向相反。(设计意图：通过实例分析，让学生体会得到弹力方向的方法，尝试用已有的知识去分析问题。)（教师）追问：绳的拉力是不是弹力？也是形变产生的吗？方向与形变方向的关系？ （学生）将绳拉重物换成橡皮筋拉重物，橡皮筋立刻伸长。 （学生）绳的拉力是弹力，绳拉伸向下发生弹性形变，对重物产生向上的拉力,拉力力与恢复形变方向相同。 （教师）总结：弹力是施力物体形变对受力物体的作用力，与恢复形变方向相同。 弹簧弹力：与恢复形变方向相同。支持力、压力：垂直于接触面指向受力物体 。绳的拉力：沿绳收缩方向 。 （设计意图：让学生学会方法的迁移，通过小组讨论，学以致用，自己分析问题，总结方法。）（四）、弹力大小的探究（教师）研究一个力，必须从力的三要素出发来研究，上面我们讨论了弹力的方向，下面我们来讨论弹力的大小，重点来讨论弹簧产生的弹力的大小。（教师）演示：同一弹簧悬挂不同质量的重物。弹力大小与形变量之间可能存在怎样的关系？（学生）形变量越大，弹力越大。（教师）能不能更具体点？（学生）分组实验探究。（教师）适时指导 1、如何确定弹簧的拉力的大小？ 2、弹簧的伸长量如何来测，需要记录什么？ 3、设计出你的实验表格。（设计意图：通过分组实验探究弹簧弹力的规律，增强学生动手能力和探究兴趣。） （学生）设计实验，然后分组实验 参考实验 如图所示，用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，系统静止时，弹簧的弹力等于所悬挂钩码的总重；弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出 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1 mm，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。 建议做法： (1)组装器材 (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50g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5组数据。 初态指针对应刻度L0/cm 弹簧弹力F/N 指针所指刻度L/cm 弹簧伸长量L/cm(6)图象法处理数据：（教师）怎样处理数据？在下面的坐标纸上，以弹簧弹力为纵轴，弹簧伸长量为横轴建立坐标系，如图所示描出5个特殊点，以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系 拓展一步：常用的实验数据的处理方法有：计算法(求比值、求积、求和、求差等)和图象法两种两者比较，图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律，且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差。 （教师）通过以上的实验，我们可以得出怎样的结论? （学生）通过分析实验中的实验数据，我们可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比。 （教师）我们可以用一个公式Fkx来表示这种关系。其中F是弹簧受到的弹力大小，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 这个公式实际上是一个定律，叫做胡克定律，是英国科学家胡克首先发现的，其中式子中的k是弹簧的劲度系数，单位是牛每米，符号是Nm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。式中的x是弹簧的形变量，即伸长或缩短的量。三、课后反思（1）提倡使用自己身边的物品进行物理实验。课堂教学一开始，就让学生具体感知了弹簧、橡皮筋、一段钢丝等生活中常见物品，让学生深切地感受到科学和社会、科学和日常生活的关系，在这样的学习情景下，知识的获取效率高了，课堂氛围活跃了，学生的思维也开阔了，主动性变高了，学习物理的兴趣也自然调动起来了。（2）注重学生的自主探究。在弹力的方向探究教学片断，能巧妙利用实验教具（薄木板、充水气球、橡皮筋），实验效果非常直观，很好地突破了弹力由施力物体的形变产生对受力物体的作用力及弹力的方向判定这一教学难点。（3）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方法，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，在发现中锻炼究物理规律的能力。 （4）在探究弹簧弹力大小时，通过有意识的引导、激发学生的求知欲和学习激情，帮助学生理清思路，克服学生盲目地简单动手，达到教学目的。不足之处：本节课探究点多，内容充实，完成教学任务上时间有点紧，把探究弹簧弹力大小作为开放性作业不知妥否。 四、专家点评整体来说这是一节非常成功的课，教学过程从学生感知入手，提高学生观察感知和学生的学习兴趣，从自我认识开始，降低了学习的难度，提供器材，学生设计实验、合作交流、探究结论。在学生积极的参与下，让学生主动的完成知识的建构，让学生体会到成功的喜悦，将掌握知识与发展技能相结合，为培养学生的创新精神和实践能力提供了空间，具体来说有以下几个亮点：（1）本节课在教学观念上发生较大转变。过去，我们强调教师的主导和学生的主体作用，这节课更注重教师的引导和服务意识，充分体现学生的自主探究意识。力求为学生提供各种情景、资料及材料，让学生能够观察、思考和体会，力求把课堂还给学生。（2）本节课注重培养学生的学习能力。学生的学习能力包括观察、思考、发现问题、提出问题的能力；对问题进行合理的猜想和假设的能力；直觉的判断力；观察推理的能力和收集证据、对数据进行分析处理的能力；对解决问题的创新意识、交流合作，对问题的质疑和反思方面的能力等。当然能力的培养不能一蹴而就，要逐步进行，要有侧重点，要分阶段进行。这节课很好的培养学生观察思考能力：如要注意观察弹性形变，体会弹力的存在；其次，还注意初步培养学生分析处理数据的能力，如对弹簧的弹力与伸长的关系，教会学生用图象法分析处理数据，得出弹力与伸长量的关系。（3）本节课注重培养学生对科学的好奇心和求知欲。在情感态度与价值观的教学目标上，让学生通过观察、思考，体会科学的观察和了解形变的有趣现象，感受自然界的奥秘。本节内容，让学生理解经过光学放大来观察微小形变的科学方法，激发学生利用科学方法探究物理问题。