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1、2015年江苏省高中物理优课评选暨教学观摩活动弹力教学设计江苏省泗洪中学郑慧玉2015年10月20物理必修13.2节：弹力教学目标：1 .知道常见的形变，理解弹力概念及产生条件2 .会分析弹力方向，知道推、拉、提、压、支持力等都是弹力，能正确画出弹力示意图。3 .通过实验探究弹簧弹力与形变量的关系，理解胡克定律，了解科学研究方法。4 .了解弹力在生产和生活中的应用，体会物理与生产和生活紧密联系。教学重点和难点：1 .弹力概念的理解2 .常见弹力的方向确定。3 .设计实验探究弹簧弹力大小与伸长量的关系。教学方法：启发、体验式教学，观察演示法、归纳演绎、分析综合、合作实验探究等。教材和学情分析：弹
2、力是人教版高中物理（必修1）第三章第二节的内容，在整个高中物理中占有重要的地位，是正确进行受力分析的基础，也是高一学生学习过程中的一个难点。弹力的概念比较抽象，是本节的难点和重点，几种常见弹力方向的确定是另一重点和难点。教材从物体的明显形变引入，然后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。并通过研究弹性形变来探究弹力产生的原因、条件及弹力方向，从具体的实例分析支持力、压力和绳子的拉力这几种弹力产生的原因和方向。而对于胡克定律的教学，学生已知道弹力与其形变量的定性关系。因此引导学生在原认知基础上设计实验“探究弹力的大小与伸长量之间的定量关系”，构建新知识，
3、让学生动手体验，从定性认识出发，猜想其定量关系，通过实验探究检验，总结得出规律，让学生亲历探究的过程，提高学生自主、互助意识，体验探究学习的乐趣。高一学生，己对弹力有了初步感性的认识，知道弹力的具体表现。在高中教学中要进一步帮助学生对弹力深层次的理解，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。精选生活实例，通过形象直观的实验降低难度，帮助学生突破难点。教学设计思想：本节教学设计注重厘清教学逻辑，突出重点，思路清晰明了，以认识形变、弹力的定义及产生条件、弹力的方向、（弹力的大小）胡克定律四个任务贯穿整个教学过程，重视学科间综合教学和育人理念的渗透，放手学生，注重体验。首先，注重
4、兴趣激发，引入新课时通过猜英语单词的小游戏，激发学生的好奇心和学习兴趣；教学中精心设计了的多个演示实验，特别重视利用学生身边小实验，不断引起学生的学习兴趣。其次，注重自主体验，学生在学习过程中自己动手操作，通过实验研究几种弹力的方向和“探究弹簧的弹力的大小与形变量之间的关系”，培养学生自己设计实验和合作交流的能力。再次，注重物理思想方法教育。如研究桌面的微小形变，使学生体会“放大法”、分析生活实例时采用“假设法”、“替换法”、处理数据时运用“图像法”等。在知识学习的过程中贯穿科学方法的渗透，构建物理思想，多方面培养学生能力，提高学生科学素养。教学流程：教学内容:教学方法:教学过程：课题引入：连
5、云港是个美丽的港口城市，对外贸易发展需要用到许多英语词汇，下面我们一-起来做个小游戏：猜单词猜猜下面几个单词的中文意思：（从几个单词入手，检查学生对物理词语的英文表述知多少），1. force力2.limit极限、限度3.deformation形变4.elastic有弹性的弹性形变弹性限度弹力，就是今天我们研究的主要内容。教学中渗透育 人理念elastic这个形容词可以与其他几个单词组合，把它们组合在一起表示什么意思呢？elasticdeformationelasticlimitelasticforce设计意图：激发学生的好奇心，创设轻松愉快的情景，体现学科间综合教学，引入课题。演示一：这里有
6、一弹簧和一根旧电线，我分别对它们施加力的作用，你能观察到什么现象？学生总结：看到形状或体积改变一、认识形变（板书）物体的形状或体积的改变，叫做形变。问题L用桌面上的器材动手做一做，分别对弹簧、旧电线、橡皮泥、气球等施加力的作用，观察有什么不同？几个物体的形变各有什么特点？体验活动一：动手实验.观察总结合作实验：分别用力拉弹簧；用力压橡皮泥；用力压直尺或电线。（学生实验后交流总结）形变分类：（按撤去外力后，物体能否恢复原状，来对形变进行分类）r-、回顾初中旧知弹性形变：撤去外力后，能够恢复原来形状，这种形变叫弹性形变。非弹性形变：撤去外力后，不能恢复原状的，如橡皮泥、旧电线等。弹性形变有：拉伸形
7、变、压缩、扭转、弯曲形变。如：弹簧、气球、橡皮筋、尺子等。设计意图：重视亲身体验，培养学生合作与交流的精神。问题2：弹簧发生的一定是弹性形变吗？展示一个受力过大而变形的弹簧，不能恢复原状了。发生弹性形变是有一定限度的，当弹性形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能再恢复原状,这个值叫做弹性限度一只有能够恢复原状的，才是弹性形变。（PPT）问题3：如果你用手去压桌面或推墙面，桌面和墙面会发生形变吗？用实验来判断演示二：1.重物压薄塑料板，观察到明显的形变；换成重物压厚木板，有形变吗？有，但形变不明显,重物直接压桌面上，桌面有形变吗？眼睛几乎看不到，那有没有形变呢？微小形变演示（利用光学中光线反
8、射原理放大）教师邀请学生参与演示，用力压桌面，光线落点变化，说明桌面发生微小形变。2.用手捏塑料瓶，观察到明显的形变；压扁时液面上升，侧压时液而下降。（教师演示提问）换成玻璃瓶，眼睛几乎看不到，有没有形变呢？若用力挤压玻璃瓶，能否观察玻璃瓶产生形变？在玻璃瓶中装满水，用插有细管的塞子塞紧瓶口，瓶内的水就上升到管中。当用手挤压瓶身，如果瓶身有形变，瓶子的容积就会发生变化，管中的水柱高度就会变化。T体会“放大法”（实物投影）手压玻璃瓶，观察细管中液面变化情况，（学生上台演示）-二，一-总结：生活中有些形变肉眼不易看出，但确实存在的，是微小形变设计意图：通过设置梯度，减少思维障碍和认知难度，科学认识
9、微小形变。问题4：物体发生形变后，会对与它接触的物体有力吗？体验活动二：动手实验.体会感受用手拉弹簧或橡皮筋时，你有什么感觉？体会手与它们之间的相互作用，说明了什么？手感觉痛，受到橡皮筋施加力的作用了。演示三：小车压弹簧，看到什么现象？小车被推出去了，说明受到弹簧的弹力作用小车压橡皮泥呢？小车没动，说明没有力的作用引导学生总结：发生弹性形变的物体（弹簧），对与它接触的小车施加力的作用，这种力叫弹力。二、弹力（板书）1.定义*发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力。再现重物压薄塑料板，观察到明显的形变，分析薄塑料板发生弹性形变，由于要恢复原状，会对与它接触的
10、重物产生向上的支持力。（先从明显的弹性形变实例分析强化对弹力概念的理解）用手指腹压桌面，发生弹性形变的指腹，由于要恢复原状，对与它接触的桌面会产生向下的压力。问题5：你能从以上两个弹力例子分析中发现什么规律吗？（让学生分析交流总结出：弹力由于施力物体发生形变而产生的，弹力产生的条件）2.弹力产生的条件，发生形变，二者直接接触。两个条件同时具备才能产生弹力。有些微小形变物体不易观察，当很难直接判断时，一可采用替换法分析，用较明显的形变替代；二可采用假设法分析，即假设弹力存在，看假设的结果是否符合物体的运动状态然后，教师引导学生再分析不明显的形变，即微小形变的实例：分析放在桌上书本，发生微小弹性形
11、变的桌面，由于要恢复原状，对与它接触的书会产生向上的支持力，同样，发生弹性形变的书本，由于要恢复原状，对与它接触的桌面会产生向下的压力。设计意图：从生活实例分析，逐步强化弹力概念的理解，契合学生的认知水平，使学生在原有知识的基础上生长新知识，体会“假设法”、“替代法”等科学方法的应用。问题6：观察实例从中分析弹力的方向找找有什么特点？PPT投出具体事例：重物放薄塑料板上；水球置于水平桌面上；金属块放置于斜面上。教师引导学生依照书本弹力的定义，进一步分析，填入下表：明显弹性形变物体形变方向由于恢复原状恢复形变方向与其接触物体产生弹力方向塑料板向下向上重物向上支持水球向上向下桌面向下压海绵（斜面）
12、垂直斜面向下垂直斜面向上金属块、垂直斜面向上引导学生从多个实例归纳总结：几种弹力的方向（让学生讲解展示完成情况）3.弹力的方向：压力、支持力作用，两物体接触，弹力的方向垂直接触面指向受力物体。降低认知难度X/演示四：观察橡皮筋拉钩码，再分析绳子类拉力的方向总结绳子、线对物体的弹力方向，总是沿绳、线指向绳收缩的方向。演示五：硬杆之类拿出一支笔，笔杆对笔套有向上的支持力；用笔杆拨动物体，笔杆发生弹性形变，对物体产生弹力的作用，但是其方向不是沿杆子方向。总结：轻杆等产生弹力的方向不一定沿杆子。（据实际情况安排）小试身手：（用铅笔、直尺规范作图，完成后组内交流）如图所示，质量均匀的铁棒，一端支在水平地
13、面上，另i端被竖直绳悬吊着，试分析它所受到弹力的方向？（展示部分学生作图情况）再用橡皮绳拉放置在铺有海绵的水平面上的铁棒。从实际情境用明显形变替代微小形变帮助学生构建弹力方向示意图。.设计意图：鼓励学生去创新和实践，体现学生的认知结构变化。x体会“替代法”三、弹力的大小（弹簧）问题7：你知道弹力的大小可能与哪些因素有关吗？体验活动三：说说感受把橡皮筋套在手指上，用力拉橡皮筋，体会弹力大小与形变量的关系，（提醒控制好力度，避免受伤）学生谈感受：形变越大，越疼痛，说明产生的弹力越大。类似人类历史发展情况，哪里有压迫，哪里就有反抗，压迫越重，反抗就越强烈。弹力的大小与形变物体固有属性及形变程度有关，
14、与物体的运动状态及其它条件等有关，较为复杂。下面我们来研究最简单的弹簧的弹力与伸长量关系提出问题当我们拉伸弹簧时会产生弹力,那么弹簧弹力的大小可能与哪些因素有关呢？演示六：两个不同弹簧上分别挂一个质量相同的钩码，学生观察说明与什么因素有关？弹簧自身结构。（说明：系统处于静止状态，弹簧的弹力等于所挂钩码的重力）换成两个相同的弹簧，在另一个挂两个钩码。并提出弹簧弹力的大小又与什么有关？与伸长量有关。猜想它们会是怎样的关系？学生回答：可能成正比。如何验证呢？需要进行实验探究弹簧弹力的大小与伸长量的定量关系。设计方窠，画出草图（学生讨论设计实验）教师提示研究对象是什么？实验的目的是什么？探究弹簧的弹力
15、大小与伸长量的定量关系。好的实验设计应兼顾哪些问瞿？安全（人身和仪器）、产作简单容易、误差小、效率高，重复性强等等。体验活动四：分组实验培养科学探究能力分组进行实验教师首先强调本实验的注意事项，然后要求学生分工合作进行实验并记录实验数据。教师个别指导，随时解答学生遇到的问题处理数据，得出结论物理学中常用处理实验数据的方法有计算法、图像法用图像处理数据的具体做法：建立坐标系，描点，连线，从而得出弹力与伸长量的关系图像。并让学生体会图像法形象、直观的优点。结论：胡克定律内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长量X成正比。表达式：F=kx其中，为劲度系数，单位是牛顿每米，符号Nn,与什么有关
16、？由弹簧自身结构决定的。设计意图：注重物理问题的探究和实验设计思想，激发学生创新意识。培养学生动手能力、合作学习、分析问题的能力。体会科学实验的探究法、数据处理的图像法等。简单介绍“弹力”在日常生活中的应用。从生活走向物理，从物理走向生活一教室开关、自动伞、自动笔等用品，十分方便。各种按钮、按键也少不了复位弹簧，如电脑键盘等。物流运输中易碎物品包装很“严密”，增加缓冲功能。音乐盒等内部的发条储能功能。（播放音乐）设计意图：体会物理与生活的紧密联系。回顾总结这节课你学到了什么？我们了解到了哪些研究物理问题的方法和思想？教师引导学生对本节课所学的形变；弹力的概念及产生的条件；胡克定律等知识以及放大法、替代法实验设计思想方法等方面进行总结归纳。设计意图：让学生自己总结，加深对知识系统的掌握理解。课后作业：做一做研窕橡皮筋的弹力与形变量的关系小实验，写一篇关于生活中的弹力小论文。板书设计：第二节弹力一、形变弹性形变I非弹性形变二、弹力施力物体受力物体1.定义：A恢复原状B，二（发生形变）（弹力作用）2 .条件：接触，发生形变.方向：接触面类：垂直于面1.绳、线类：沿绳方向3 .大小：形变越大，弹力越大三、胡克定律1 .内容：2 .表达式：F=kx四、弹力应用
