高中物理人教版第三章相互作用2彈力 人教版物理《彈力》教學(xué)設(shè)計

高一物理《彈力》教學(xué)設(shè)計江蘇省徐州市侯集高級中學(xué)周瑾一、設(shè)計思想高一新生正處于從初中物理向高中物理跨越階段的特點，本節(jié)教材在文字?jǐn)⑹錾戏浅：啙嵅⑴溆写罅康牟鍒D。內(nèi)容直觀、感性，較易為學(xué)生接受，加上學(xué)生們在初中時對彈力已有了一定的感性認(rèn)識與理論基礎(chǔ)，若只是照本宣科，教學(xué)會很空泛。教師覺得“沒戲可唱”，學(xué)生則有“炒冷飯”之感。因此將彈力這節(jié)課設(shè)計成了探究性學(xué)習(xí)課，采用了“參與──體驗──內(nèi)化──外延”的物理課堂教學(xué)模式，由教師創(chuàng)設(shè)情景提出問題，在教師的引導(dǎo)下，通過全班同學(xué)的討論，自評和互評來不斷完善。教師在教學(xué)中通過具體的實例、實驗，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生主動參與到探究的過程，成為學(xué)習(xí)的主體，積極主動地獲取知識和能力。本教學(xué)設(shè)計特別強(qiáng)調(diào)了對實驗的挖掘。通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過教學(xué)中的若干個演示實驗的設(shè)計，使學(xué)生感悟科學(xué)的探究方法和強(qiáng)化創(chuàng)新的意識。學(xué)生在互動和探索的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神、獲得探究的成功體驗，使原本平淡的課堂教學(xué)變得充實、飽滿、有聲有色。二、教材分析《彈力》是高中物理新課程（必修1）第三章第二節(jié)的內(nèi)容，是力學(xué)的核心內(nèi)容之一，在整個高中物理中占有相當(dāng)重要的地位，是以后正確進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)。其重點是彈力產(chǎn)生的原因及彈力的方向，難點是常見的彈力方向的確定。教材從物體的明顯形變引入，繼而通過放大的思想演示“微小形變”的過程中，用實例引出了形變、彈性形變和彈力的概念。并通過研究形變來探究彈力產(chǎn)生的原因、彈力的方向和作用點，探究支持力、壓力和繩子的拉力這幾種彈力產(chǎn)生的原因和方向。對于胡克定律的教學(xué)，要先讓學(xué)生親身經(jīng)歷體驗，然后引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗“探索彈力的大小與形變量大小之間的關(guān)系”，這種先從感性認(rèn)識出發(fā)，上升到理性認(rèn)識，再通過實驗檢驗并進(jìn)行具體運用的研究辦法十分重要，在教學(xué)過程中應(yīng)注意滲透。三、學(xué)情分析通過前面的對“重力及相互作用”的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對力的三要素及作用效果等有了一定的了解。而且在初中階段的學(xué)習(xí)過程中，也對彈力有了初步感性的認(rèn)識和一定的理念基礎(chǔ)。在高中教學(xué)中要進(jìn)一步幫助學(xué)生深化對彈力的理解。彈力產(chǎn)生的原因及其方向的判定，是學(xué)生普遍感到難以把握的問題。為此，在這節(jié)課的教學(xué)中要精心設(shè)計實驗，通過形象直觀的實驗教學(xué)幫助學(xué)生突破難點，并讓學(xué)生在親歷探究的過程中，體驗到探究未知世界的樂趣，領(lǐng)悟科學(xué)探究的真諦。四、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解形變和彈性形變，能識別常見的形變。在用簡單器材顯示微小形變的過程中，體會放大法的實驗思想，感受學(xué)習(xí)物理的樂趣。2．理解彈力產(chǎn)生的原因及條件，會判斷彈力的有無及彈力的方向。3．通過分組“探究彈簧的彈力與形變量之間的關(guān)系”的實驗，培養(yǎng)學(xué)生自己設(shè)計實驗的能力，提高學(xué)生自主、探究和合作學(xué)習(xí)的能力。理解胡克定律的表達(dá)式，知道胡克定律的圖象的意義，了解勁度系數(shù)的單位、符號，并能運用胡克定律解決有關(guān)問題。五、重點難點（一）教學(xué)重點1．彈力有無的判斷和彈力方向的判斷。2．自主設(shè)計實驗探索彈簧的彈力大小與伸長量的關(guān)系。（二）教學(xué)難點彈力有無的判斷及彈力方向的判斷。六、教學(xué)策略與手段本課以探究式教學(xué)模式為主，結(jié)合問題法、演示法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學(xué)方法。（1）本節(jié)課流程設(shè)計：游戲引入（產(chǎn)生疑問）→設(shè)計實驗→學(xué)生探究→分析歸納→得出結(jié)論（解決問題）→拓展應(yīng)用（產(chǎn)生新疑問）。（2）對探究實驗要求學(xué)生設(shè)計出實驗的內(nèi)容、步驟和表格，教師及時引導(dǎo)。（3）教學(xué)中通過設(shè)計演示實驗創(chuàng)設(shè)物理情景，把復(fù)雜抽象的問題形象化，以便于學(xué)生的思考分析。七、教學(xué)準(zhǔn)備彈簧、氣球、通過橡皮塞插有細(xì)玻璃管的玻璃瓶、激光光源、平面鏡、橡皮筋、纖維板、演示胡克定律用的米尺、鉤碼、傳感器以及多媒體課件等。八、教學(xué)過程（一）營造氛圍

情境導(dǎo)入請同學(xué)上臺表演橡皮筋動力竹飛鳥。并請他給大家講解飛鳥的工作原理。【思考】橡皮筋給了飛鳥的力是什么性質(zhì)的力？它產(chǎn)生的條件是什么？它的大小、方向和作用點又如何呢？讓學(xué)生親身感受彈力的存在，從而揭示課題《彈力》。飛鳥飛行的前提是橡皮筋被扭轉(zhuǎn)了，我們把扭轉(zhuǎn)稱為形變。關(guān)于形變你了解多少呢?能否解決以下問題:1、什么叫形變？2、怎樣區(qū)分彈性形變和范性形變？3、彈簧在任何情況下發(fā)生的形變都是彈性形變嗎？【結(jié)論】物體在外力作用下形狀或體積的變化叫做形變。能恢復(fù)原狀的形變，叫彈性形變；不能恢復(fù)原狀的形變，叫范性形變。

發(fā)生彈性形變的物體要恢復(fù)原狀是有條件的，不能超過一定的限度，超過一定的限度，即使撤去力的作用，也不會恢復(fù)原狀，這種限度叫做彈性限度。（二）放大形變

突破難點【提問】是不是所有物體都能發(fā)生形變呢？【學(xué)生猜想】應(yīng)該都能，但是有的物體形變量太小，所以肉眼觀察不出來?！緦W(xué)生體驗】在課堂教學(xué)中引導(dǎo)滲透微觀放大的物理思想方法。設(shè)計微小形變實驗。1.如圖所示，用手壓扁平瓶子半長軸的不同部位，發(fā)現(xiàn)細(xì)管中的液面上升或下降，通過觀察液面的升降可以判斷瓶子發(fā)生形變。2.在一個大桌上放兩個平面鏡，用小型激光源發(fā)射激光照射平面鏡M，用力壓桌面，讓一束光依次被兩面鏡子反射，通過反光鏡的放大原理可以使墻上的光點移動很大的距離。通過放大的思想演示“微小形變”的過程，讓學(xué)生認(rèn)識到任何物體都可以發(fā)生形變的事實。請學(xué)生體驗表演，激發(fā)了學(xué)生的積極心，信心，進(jìn)一步體會自然科學(xué)的樂趣，領(lǐng)悟科學(xué)探究的真諦。通過觀察實驗，不再擠壓時液面回到原處，光斑回到原處，說明微小形變是撤去外力后可以恢復(fù)原狀的形變，屬于彈性形變。（三）分析類比

引出條件【演示實驗】橡皮筋彈粉筆頭【提問】粉筆頭為什么會飛出去？誰給它的力？橡皮筋為什么能給它力的作用？【學(xué)生回答】因為橡皮筋發(fā)生了形變想要恢復(fù)原狀?！静シ乓曨l】生活中的彈力?！窘Y(jié)論】我們把這種發(fā)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。彈力產(chǎn)生的條件有兩個：直接接觸并且發(fā)生形變。彈力作用在接觸處，即彈力的作用點。（四）分類總結(jié)

得出方向通過一道題目體會彈力的方向：一個物體放在水平地面上，下列關(guān)于物體和地面受力情況的敘述中，正確的是A.地面受到向下的彈力是因為地面發(fā)生了形變B.地面受到向下的彈力是因為物體發(fā)生了形變C.物體受到向上的彈力是因為地面發(fā)生了形變D.物體受到向上的彈力是因為物體發(fā)生了形變讓學(xué)生看完題后，不要急于回答。通過演示實驗加深理解，降低難度?！狙菔緦嶒灐緼．物體（水氣球）與地面（纖維板）間相互擠壓。B．繩線（橡皮筋)與物體（鉤碼）的相互拉伸。（小組討論）概括出壓力、支持力、繩子的拉力都是彈力以及這三種力的產(chǎn)生原因和方向。【結(jié)論】彈力是由于施力物體發(fā)生形變而產(chǎn)生，彈力的方向總是指向施力物體形變趨于恢復(fù)的方向。讓學(xué)生真切地感受到書與桌面、繩線與鉤碼的形變情況，用直觀性降低學(xué)習(xí)的臺階。【實例分析】例題1：小球靜止在光滑水平面上，光滑墻壁與地面垂直，請畫出小球所受彈力的示意圖。學(xué)生討論總結(jié)出假設(shè)法判定彈力有無，然后練習(xí)鞏固，教師強(qiáng)調(diào)作圖的注意事項。（五）自主探究，尋找規(guī)律【提問】彈簧彈力的大小與哪些因素有關(guān)？【學(xué)生回答】與形變量有關(guān)，與彈簧本身有關(guān)。請學(xué)生自行設(shè)計一個實驗，實驗的目的是尋找彈簧的彈力大小與伸長量的關(guān)系。要求學(xué)生設(shè)計出實驗步驟，實驗表格，處理數(shù)據(jù)的方法，但不要求記錄數(shù)據(jù)。【交流展示】請實驗小組派代表講解實驗過程，教師及時拍攝實驗記錄表格上傳到屏幕，并對數(shù)據(jù)處理的方法進(jìn)行交流。常用的實驗數(shù)據(jù)的處理方法有：計算法（求比值、求積、求和、求差等）和圖象法兩種。兩者比較，圖象法處理數(shù)據(jù)更為直觀、更容易得出物理變化規(guī)律，且該種方法處理數(shù)據(jù)能更好地減小實驗的偶然誤差。

讓學(xué)生通過隨堂實驗和親身經(jīng)歷的探究性實驗，在經(jīng)歷體驗中，提高合作學(xué)習(xí)的意識和能力。（六）媒體重現(xiàn)

得出結(jié)論【力傳感器演示】將傳感器與彈簧的掛鉤相連，用傳感器把彈簧彈力隨形變量變化的信息采集到電腦上。給彈簧施加任意由小到大的力，在計算機(jī)屏幕上顯示以彈簧彈力為縱軸、彈簧伸長量為橫軸的彈簧的彈力與其伸長量間的關(guān)系圖象是一條過原點的傾斜向上的直線。不同彈簧斜率不同?！究偨Y(jié)】我們可以用一個公式F=kx來表示這種關(guān)系。其中F是彈簧受到的彈力大小，x是彈簧的形變量，既可以是彈簧的伸長量，又可以是彈簧的壓縮量。這個公式實際上是一個定律，叫做胡克定律，是英國科學(xué)家胡克首先發(fā)現(xiàn)的，其中式子中的k是彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛每米，符號是N/m。生活中常說有的彈簧“硬”，有的彈簧“軟”指的就是它們的勁度系數(shù)不同。彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細(xì)、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長度等量有關(guān)，這個量反映了彈簧的特性。式中的x是彈簧的形變量，即伸長或縮短的量。（七）課堂小結(jié)

理清思路引導(dǎo)學(xué)生在小組分析討論的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)，幫助學(xué)生形成知識綱要，提高學(xué)習(xí)的水平?！究偨Y(jié)】知識總結(jié):彈力形變概念物體的形狀或體積的改變特點任何物體都能發(fā)生形變，有的形變明顯，有的形變極其微小按效果分類彈性形變、

范性形變彈力概念發(fā)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的力