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高一必修1　第三章　第二节

弹力

第一部分：单元教学设计首页

一、制定教学目标的依据

1.教材分析

本单元内容包括力的基础知识及三种常见性质的力，是研究静力学和动力学所必需的预备知识，因此，本单元内容的选取具有基础性和预备性，是高中物理力学的基础内容和重要内容，通过对重力、弹力、摩擦力的学习，一方面为以后了解和掌握抽象的力的概念做一些铺垫；另一方面为受力分析打好基础。只有准确对物体进行受力分析，才能为今后运用牛顿运动定律、动能定理等力学知识解决动力学问题。所以本单元在物理教学中的地位和作用是非常重要的。

2.学情分析

初中阶段，学生对力的基本概念，力的图示，重力、弹力及摩擦力的知识已有认识，所以，本单元的教学梯度不是太大，教学中一方面注重与学生基础的衔接，另一方面，注重渗透新课标理念，把抽象的问题通过实验探究的方式来解决问题，教师的科学引导与学生自主学习和合作学习有机结合，最大可能地激发学生学习的欲望，学好本单元乃至本章的内容并不困难。

二、教学目标

知识与技能目标：

1、知道力的作用效果及力的三要素，会画力的图示和示意图。

2、初步了解四种基本相互作用力及作用范围。

3、知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律。

4、通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。

过程与方法目标：

1、通过实验探究，了解物体的形变，从而认识弹力产生的条件。

2、经历静摩擦力的大小规律和滑动摩擦力方向方向及大小规律的探究过程。

情感态度价值观目标：

1、养成用科学的质疑的态度去学习知识的习惯，善于在学习的过程中提出问题。

2、培养学生的观察能力好实验探究能力，养成合作学习的习惯。

第二部分：课时教学设计首页

一、课时教学目标

知识和能力目标：

1、知道常见的形变；知道什么是弹力，理解弹力产生的条件；知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力。

    2、知道弹力的方向和作用点，能画出不同情况下，弹力的方向

3、知道物体在弹性限度内，形变量越大，弹力越大；知道胡克定律。

4、通过实验探究,提高实验技能。

过程和方法目标：

1、通过实验“微小形变的放大”让学生知道此方法在物理学中的重要作用。

2、经历实验探究的过程，感受弹力产生的条件。

3、通过弹力大小与形变量关系的实验探究,体验用图像法处理数据，得出实验结论.

情感态度价值观目标：

1、养成合作学习的习惯，提高协作学习的意识和能力。

2、培养学生严谨的治学态度和实事求是的科学精神。

二、教学重点与难点

重点：弹力的产生条件；弹力的方向；弹簧弹力大小与形变量的关系（胡克定律）。

难点：弹力的方向；图像法处理实验数据。

三、教学方法与手段

方法：实验、观察、推理、分析、综合、总结规律.

手段：自制教具与多媒体辅助教学。

四、使用教材的构想

    依据教材教学思路，依次完成形变、弹力产生的条件、几种常见弹力的分析及胡克定律的探究。关于形变和弹力产生的条件的教学，通过学生对教师提供器材的活动感受，认识到各种形变的存在，弹力的产生以形变为条件，教学中通过教师一步步的提问和引导，有层次地进行实验探究和演示，使学生认识到弹性形变与范型形变的概念，微小形变的存在，逐渐完善对弹力产生条件的认识和学习。关于胡克定律的教学，则用教师事先准备好的器材（将劲度系数不同弹簧和橡皮筋封闭在纸筒内）作为探究对象，这样既增强了学生的神秘感，激发了学生探究的兴趣和欲望，同时又达到探究的多重目的，很大程度地提高了教学效率。

第三部分：教学流程

第一课时

一、体验引入

教师指导学生做下述实验：拉、压、弯、扭、揉海绵，观察发生的现象。

教师语言：海绵的形状或体积发生了变化--形变。

教师语言：形变的表现形式：拉伸形变，压缩形变，弯曲形变，扭转形变等。

教师语言：海绵为什么能发生形变？

学生语言：受到手的作用力。

教师语言：手对海绵有力吗？

学生语言：有。

教师语言：我们把海绵与手之间的作用力称为弹力。

【本环节设计意图】

    让学生通过动手亲身体验弹力的存在与形变。

二、新课推进

1.弹力产生的条件

第一步：分析总结弹力产生的条件

教师提出任务：分析海绵对手弹力产生的原因，试着得出弹力产生的条件。

学生行为：四人小组合作探究并表述结果。

教师行为：评价学生的活动和表述并引导学生得出弹力定义，总结弹力产生的条件：

1、接触  2、形变

【本环节设计意图】

    通过动手亲身体验弹力的存在与形变，初步得出弹力产生的条件。

第二步：弹性形变和范性形变

教师提问：是不是所有的形变都会产生弹力？

演示实验：1、弹簧1发生形变，撤去外力恢复原状。

          2、弹簧2(自制铁丝绕成)发生形变，撤去外力不能完全恢复原状。

学生行为：思考两种情况的异同，之后四人小组合作探究，回答问题。

教师行为：评价学生的活动和表述并总结：

弹性形变----撤去外力后能恢复原状的形变。

              范性形变----撤去外力后形变或多或少仍有保留，不能完全恢复原状的形变。

显然能够产生弹力的形变是弹性形变。

教师行为：引导学生将弹力产生条件及定义补充完整。

【本环节设计意图】

认识弹性形变和范性形变的区别，目的是对弹力产生的条件有更完整的认识。

第三步：微小形变

教师提问：是不是有弹力一定有形变？

演示实验：1、臂力棒的使用（发生弯曲形变，产生弹力）。

2、用力掰铁棒（掰不动）。

学生行为：观察实验现象。

教师提问：棒对手有弹力，观察到形变了吗？

学生行为：根据观察结果，回答提问。

演示实验：微小形变的放大实验。

学生行为：观察实验现象，思考现象的原因并进行合作交流。

教师解释原因：桌面发生形变，M、N镜位置发生了微小变化，使反射光偏转了较大角度，光斑明显移动，此方法叫微小量的放大法，是物理学中的重要方法。

教师说明：用力掰铁棒，铁棒发生了微小形变，对手产生弹力。一切物体都可在力的作用下发生形变。

【本环节设计意图】

    使学生认识到只要有弹性形变就会有弹力产生，目的是对弹力产生的条件有深刻的认识。

2.弹力的三要素：

1、作用点：

教师行为：出示投影，让学生分析压力、支持力、拉力的作用点位置及属于哪个物体。

学生行为：独立思考，完成任务。

教师行为：评价并总结：弹力作用点在接触面或接触点上。

2、方向：

第一步：支持力的方向

教师提出任务：以放在水平桌面上的书为例，分析支持力方向。

学生行为：独立思考，由二力平衡知道：支持力方向垂直于接触面指向被支持的物体。

实验演示：把书放在水平三合板上，观察板的形变方向。

学生行为：观察现象，分析支持力方向与施力物体形变方向的关系。

教师行为：引导学生得出结论：支持力方向与施力物体形变方向相反，指向恢复原状的方向。

第二步：压力的方向

教师提问：书对桌面的压力方向如何？

学生回答：垂直于接触面，指向被压物体。

实验演示：装水气球放在水平桌面上，观察桌与球接触处气球的形变方向。

学生行为：观察现象，分析压力方向与施力物形变方向的关系。

教师行为：引导学生得出结论：压力方向与施力物形变方向相反，指向恢复原状的方向。

第三步：绳的拉力方向

教师提问：绳的拉力方向如何？

实验演示：用橡皮绳悬吊物体，观察橡皮绳的形变。

学生行为：观察现象，分析绳的拉力方向与施力物体的形变方向的关系。

教师行为：引导学生得出结论：绳的拉力方向沿绳收缩的方向，与施力物体的形变方向相反，指向恢复原状的方向。

教师提出任务：请同学们课后自己分析物体对绳的拉力方向及与形变方向的关系。

3、弹力大小：

第一步：完成实验

教师提出任务：弹力大小可能与哪些因素有关？

学生行为：猜想并交流自己的看法。

分组实验：探究弹力大小与形变量大小的关系。

实验设计：事先将劲度不同的弹簧及皮筋放入制作好的筒中，挂在铁架台上，测量拉力与对应形变量大小的数据。

教师行为：引导学生明确弹力和形变量的测量方法：

弹力的测量：利用二力平衡逐个加挂钩码，测出不同的弹力。

形变量的测量：刻度尺测出原长及现在长，事先已将弹性物体原长的指针调到零刻线，直接读出刻度尺示数就是伸长量。

学生行为：操作实验，以科学的态度规范操作，轻拿轻放，真实记录实验数据，采集数据共6组：

每个钩码的质量相同，重力为0.5N。

教师行为：指导学生完成实验操作和数据采集。

【本环节设计意图】

    实验设计的意图，使得实验更具有多重探究的意义，而不是传统教学中目的性很强的一种实验探

究，这样做充分激发了学生实验探究的兴趣，调动了学生探究问题的积极性。

第二步：实验结果分析

教师行为：给学生提供坐标纸，要求学生利用直观、形象的图像法处理数据。在坐标纸上建立坐标系：横坐标是形变量X，纵坐标是弹力F。

学生行为：小组成员合作，通过描点绘出F--X图像。

交流汇报：请3组同学上来交流，实物投影打出图像。（有2组是线性函数，有1组是非线性函数）

教师行为：引导学生得出结论：并不是所有弹力与形变成正比。请同学们打开筒上的窗口看弹性物体。学生行为：汇报结果：线性函数的是弹簧，非线性函数的是皮筋。

教师语言：弹力与形变量大小定量关系比较复杂的。只有弹簧弹力与形变量是正比关系。大家可以想一下，对于弹簧来讲，如果一直往下挂钩码，是不是始终是线性关系？

学生回答：不能超过弹簧的弹性限度。

教师语言：当作用在弹性物体上的外力超出一定的限度，撤出外力作用后，弹性物体不能恢复原状，这个限度叫弹性限度。

【本环节设计意图】

         通过图象法处理数据，第一让学生体会图象法作为实验处理数据的一种方法，其具有直观性的特点，第二，锻炼学生作图并从图象中获取信息，得出结论的能力。

第三步：胡克定律

    教师行为：引导学生学习胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力与形变成正比。

表达式：F=kx          其中x为形变量，可以是伸长量也可以是压缩量。

教师提问：这个k值有什么意义呢？

学生行为：合作交流，比较2组不同劲度的弹簧的F—X图像，思考k值的含义并表达见解。

教师行为：评价学生活动结果并讲解：不同弹簧发生相同的形变量，产生弹力不同，表明弹簧本身的一种性质。

K叫做劲度系数   单位：N/m

生活中的硬弹簧与软弹簧就是k值不同。

学生行为：体会理解教师的讲解。

三、课堂小结

本节课我们通过实验探究，总结了弹力产生的条件：接触、形变（弹性形变）。并通过实验探究得出胡克定律：在弹性限度内，弹力与形变量成正比，即：F=kx。K：劲度系数，简称劲度 。单位：N/m ，反映弹簧的软硬程度，由弹簧本身决定。

四、课时达标检测

1、  一本书放在水平桌面上（   ）

A．书对桌面的压力就是书的重力

B．书对桌面的压力，施力物体是地球

C．书对桌面的压力在数值上等于它所受的重力

D．桌面对书的支持力和书对桌面的压力大小相等，所以书才处于平衡状态

2、如图，地面所受的力是（   ）

A．A对地面压力

B．B对地面的压力

C．A和B的重力

D．B的重力

3、关于压力和支持力，说法正确的是（   ）

A．压力和支持力都是弹力。

B．压力和支持力是一对平衡力。

C．压力是物体对支持物的弹力，方向总是垂直于支持面指向支持物。

D．支持力是支持物对被支持物体的弹力，方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。

4、三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径均相同的光滑圆球abc，支点PQ在同一水平面上，a的重心位于球心，b、c的重心位于球心的正上方和正下方，如图，三球皆静止，试分析三种情况下支点PQ对球的弹力方向是怎样的？

5、两根完全相同的轻弹簧A和B，劲度系数均为k，与静止的两个质量相同均

为m的小球连起来，静止时A伸长为多少？

第四部分：课时教学设计尾页

一、板书设计

二、作业设计

1、阅读课文，回顾总结本节所学内容。

2、本节“问题与练习”：课后动手完成第1题；将2、3、4题完成在作业本上。

三、教学后记

本节课通过实验探究，完成了弹力的产生条件和弹力与形变的关系的教学任务，课前准备的实验器材丰富了学生探究活动，给学生创造了更多的参与教学活动的机会。特别是弹力与形变关系的实验探究教学，实验器材的巧妙设计，大大增加了教学的趣味性，充分激发了学生探究的兴趣与欲望，达到了事半功倍的良好效果，使我认识到：真正完成好一节课的物理教学，必须增强实验意识，积极探索实验设计构思，使课堂教学真正符合新课程标准的思想和教学理念。

本节课留给学生充分的探究活动的时间，所以完成教学任务比较紧张，如果有关形变、弹力产生的条件和弹力方向的教学能更加紧凑，教学效果会更好。