3.1.3 重力與彈力 教學(xué)設(shè)計(jì) -2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

3.1.3重力與彈力教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)一、教學(xué)內(nèi)容

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自于2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)的第3.1.3節(jié)，即重力與彈力。該部分主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：

1.重力：重力的定義、重力的計(jì)算、重力的方向和作用點(diǎn)。

2.彈力：彈力的定義、彈力的方向、彈力的計(jì)算。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，具體目標(biāo)如下：

1.理解重力和彈力的概念，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生活中常見的物理現(xiàn)象。

2.掌握重力和彈力的計(jì)算方法，能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決實(shí)際問題。

3.培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)技能，通過實(shí)驗(yàn)探究重力和彈力的性質(zhì)。

4.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，能夠運(yùn)用物理原理解決實(shí)際問題。

5.提升學(xué)生的合作交流能力，通過小組討論和合作探究，共同解決問題。

6.培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和環(huán)保意識(shí)，了解重力和彈力在工程和環(huán)境中的應(yīng)用。三、學(xué)習(xí)者分析

本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象是高一年級(jí)的學(xué)生，他們對(duì)物理學(xué)科有一定的基礎(chǔ)，已經(jīng)掌握了以下相關(guān)知識(shí)：

1.牛頓運(yùn)動(dòng)定律：學(xué)生已經(jīng)了解了力的概念，知道力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

2.重心的概念：學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了重心的概念，能夠描述物體的重心位置。

3.彈性勢能：學(xué)生已經(jīng)了解了彈性勢能的概念，知道彈性勢能與彈簧的伸長有關(guān)。

然而，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格存在差異，需要教師進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)設(shè)計(jì)。有的學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)感興趣，喜歡通過實(shí)驗(yàn)探究物理現(xiàn)象；有的學(xué)生喜歡通過數(shù)學(xué)計(jì)算解決物理問題；有的學(xué)生喜歡通過小組合作學(xué)習(xí)。因此，教師需要設(shè)計(jì)多種教學(xué)活動(dòng)，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

在學(xué)習(xí)重力和彈力的過程中，學(xué)生可能會(huì)遇到以下困難和挑戰(zhàn)：

1.重力的方向和作用點(diǎn)：學(xué)生可能會(huì)對(duì)重力的方向和作用點(diǎn)產(chǎn)生困惑，不知道如何準(zhǔn)確描述。

2.彈力的方向和計(jì)算：學(xué)生可能會(huì)對(duì)彈力的方向和計(jì)算方法產(chǎn)生困惑，不知道如何正確計(jì)算。

3.實(shí)驗(yàn)操作：學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，可能會(huì)遇到操作不當(dāng)、數(shù)據(jù)處理不準(zhǔn)確等問題。

4.物理原理的應(yīng)用：學(xué)生可能會(huì)對(duì)如何將物理原理應(yīng)用到實(shí)際問題中產(chǎn)生困惑。

針對(duì)以上困難和挑戰(zhàn)，教師需要進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)，幫助學(xué)生克服困難，提高學(xué)習(xí)效果。四、教學(xué)方法與策略

本節(jié)課的教學(xué)方法與策略旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與度和互動(dòng)性，幫助學(xué)生理解和掌握重力和彈力的概念及應(yīng)用。

1.講授與討論相結(jié)合：教師通過講授法介紹重力和彈力的基本概念、原理和計(jì)算方法，然后組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分享自己的理解和疑問，教師進(jìn)行解答和指導(dǎo)。

2.實(shí)驗(yàn)探究：設(shè)計(jì)一系列實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(shí)際操作探究重力和彈力的性質(zhì)。例如，讓學(xué)生通過彈簧秤測量物體的質(zhì)量，通過自由落體實(shí)驗(yàn)探究重力的加速度等。

3.角色扮演：設(shè)計(jì)角色扮演活動(dòng)，讓學(xué)生扮演科學(xué)家或工程師，通過解決實(shí)際問題來應(yīng)用重力和彈力的知識(shí)。例如，讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的橋梁，并計(jì)算其承受重力的能力。

4.項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目，讓學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)合作完成，例如設(shè)計(jì)一個(gè)彈簧振子，并計(jì)算其振動(dòng)的周期和振幅。

5.利用多媒體資源：使用PPT、視頻等多媒體資源，幫助學(xué)生更好地理解和掌握重力和彈力的概念。例如，通過動(dòng)畫展示重力的作用過程，通過視頻展示彈簧振子的振動(dòng)現(xiàn)象。

6.利用在線工具：利用在線物理模擬軟件，讓學(xué)生通過模擬實(shí)驗(yàn)探究重力和彈力的性質(zhì)。例如，讓學(xué)生通過模擬實(shí)驗(yàn)探究重力的加速度。

7.小組合作學(xué)習(xí)：組織學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過討論、交流和合作，共同完成任務(wù)。例如，讓學(xué)生通過小組合作，共同設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的橋梁，并計(jì)算其承受重力的能力。

8.反饋與評(píng)價(jià)：通過提問、討論和實(shí)驗(yàn)等方式，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，給予學(xué)生積極的反饋和評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力。五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引出本節(jié)課的主題。

過程：教師通過展示一個(gè)生活中的物理現(xiàn)象，如跳傘運(yùn)動(dòng)員的降落過程，讓學(xué)生思考重力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。然后引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)過的相關(guān)知識(shí)，如力的概念、重心的概念等，為新課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.重力概念的引入與講解（10分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生理解重力的概念，掌握重力的計(jì)算方法。

過程：教師通過講授法介紹重力的概念，讓學(xué)生了解重力是地球?qū)ξ矬w的吸引力的本質(zhì)。然后通過數(shù)學(xué)公式和例題，講解重力的計(jì)算方法，讓學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決實(shí)際問題。

3.重力的實(shí)驗(yàn)探究（20分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)技能，通過實(shí)驗(yàn)探究重力的性質(zhì)。

過程：教師組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生通過實(shí)際操作測量物體的質(zhì)量，計(jì)算物體的重力。然后讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究重力的方向和作用點(diǎn)，讓學(xué)生通過觀察和實(shí)驗(yàn)，理解重力的性質(zhì)。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：提高學(xué)生的參與度和互動(dòng)性，通過小組討論加深對(duì)重力的理解。

過程：教師組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生通過小組合作，共同探究重力的性質(zhì)。教師可以提出一些問題，如重力的大小與物體的質(zhì)量、重力的方向等，讓學(xué)生通過討論和交流，共同解決問題。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，給予學(xué)生積極的反饋和評(píng)價(jià)。

過程：教師邀請(qǐng)學(xué)生展示他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和小組討論的成果，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)。通過學(xué)生的展示和教師的點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生對(duì)重力的概念和計(jì)算方法有更深入的理解。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，幫助學(xué)生鞏固和記憶。

過程：教師對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)重力的概念和計(jì)算方法的重要性。然后通過提問和討論，檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生鞏固和記憶。六、知識(shí)點(diǎn)梳理

本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)主要涉及重力和彈力的概念、計(jì)算方法和應(yīng)用。以下是對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的梳理：

1.重力的概念和計(jì)算方法：

-重力的定義：重力是地球?qū)ξ矬w的吸引力，它使物體受到向地心的力。

-重力的計(jì)算：重力的大小可以通過公式F=mg計(jì)算，其中F是重力，m是物體的質(zhì)量，g是重力加速度（約為9.8m/s2）。

-重力的方向：重力的方向總是垂直于地面向下，作用在物體的重心上。

2.彈力的概念和計(jì)算方法：

-彈力的定義：彈力是彈簧或彈性材料對(duì)物體的反作用力，它與物體的形變有關(guān)。

-彈力的計(jì)算：彈力的大小可以通過公式F=kx計(jì)算，其中F是彈力，k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧的形變量。

-彈力的方向：彈力的方向與物體形變的方向相反，即當(dāng)物體拉伸彈簧時(shí)，彈力方向向彈簧壓縮方向；當(dāng)物體壓縮彈簧時(shí)，彈力方向向彈簧拉伸方向。

3.重力和彈力的應(yīng)用：

-重力的應(yīng)用：重力在日常生活中無處不在，如物體下落、跳傘、電梯等。重力在工程和建筑領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用，如橋梁、高樓的建設(shè)等。

-彈力的應(yīng)用：彈力在機(jī)械、電子和生物等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如彈簧、彈簧床、彈簧夾等。此外，彈力在體育運(yùn)動(dòng)中也有應(yīng)用，如跳高、跳遠(yuǎn)等。七、典型例題講解

1.例題1：一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體受到的重力是多少？

答案：重力的大小為F=mg=2kg*9.8m/s2=19.6N。

2.例題2：一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體，從高度為5m的地方自由落體，計(jì)算它落地時(shí)的速度。

答案：落地時(shí)的速度為v=gt=9.8m/s2*5s=49m/s。

3.例題3：一個(gè)彈簧的勁度系數(shù)為10N/m，彈簧的形變量為0.2m，計(jì)算彈簧對(duì)物體的彈力。

答案：彈力的大小為F=kx=10N/m*0.2m=2N。

4.例題4：一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，掛在彈簧上，彈簧的勁度系數(shù)為5N/m，物體靜止時(shí)的彈簧長度為0.5m，計(jì)算物體受到的彈力。

答案：物體受到的彈力為F=mg-kx=1kg*9.8m/s2-5N/m*0.5m=9.8N-2.5N=7.3N。

5.例題5：一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，放在水平地面上，地面與物體之間的摩擦系數(shù)為0.5，計(jì)算物體受到的摩擦力。

答案：物體受到的摩擦力為F=μFN=0.5*(mg=2kg*9.8m/s2=19.6N)=9.8N。

這些例題涵蓋了重力和彈力的基本概念、計(jì)算方法和應(yīng)用，通過解答這些例題，可以幫助學(xué)生鞏固和加深對(duì)重力和彈力的理解。八、教學(xué)反思

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容是重力和彈力，通過講授、討論、實(shí)驗(yàn)和小組合作等多種教學(xué)方法，幫助學(xué)生理解和掌握這些概念。在教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)了一些值得改進(jìn)的地方，也取得了一些教學(xué)效果。

首先，我在課堂導(dǎo)入部分使用了一個(gè)生活中的物理現(xiàn)象，成功吸引了學(xué)生的注意力，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生對(duì)跳傘運(yùn)動(dòng)員的降落過程感到好奇，這為新課的學(xué)習(xí)打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

其次，我在講解重力概念和計(jì)算方法時(shí)，采用了講授法，通過數(shù)學(xué)公式和例題，讓學(xué)生掌握了重力的計(jì)算方法。在實(shí)驗(yàn)探究部分，我組織學(xué)生進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)際操作，讓學(xué)生更好地理解了重力的性質(zhì)。

然而，在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生參與度不高，可能是因?yàn)樗麄儗?duì)自己的理解不夠自信，或者對(duì)討論的話題不夠感興趣。在未來的教學(xué)中，我需要采取一些措施，如提前布置討論話題，提供更多的思考問題，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與。

此外，我使用了多媒體資源和在線工具，幫助學(xué)生更好地理解和掌握重力和彈力的概念。例如，通過動(dòng)畫展示重力的作用過程，通過視頻展示彈簧振子的振動(dòng)現(xiàn)象，通過在線工具進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。這些資源的使用，使學(xué)生能夠更加直觀地理解物理現(xiàn)象，提高了他們的學(xué)習(xí)效果。九、作業(yè)布置與反饋

1.作業(yè)布置：

-計(jì)算題：請(qǐng)計(jì)算一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體在地球表面的重力大小，并分析其方向。

-實(shí)驗(yàn)題：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證彈力的方向和大小與物體形變的關(guān)系。

-應(yīng)用題：請(qǐng)分析一個(gè)跳傘運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)跳下的過程中，重力對(duì)物體的作用，并計(jì)算落地時(shí)的速度。

-思考題：請(qǐng)討論重力和彈力在生活中的應(yīng)用，并舉例說明。

2.作業(yè)反饋：

-對(duì)于計(jì)算題，檢查學(xué)生是否正確理解和應(yīng)用了重力的計(jì)算公式，以及是否能夠準(zhǔn)確描述重力的方向。對(duì)于存在錯(cuò)誤的學(xué)生，提供正確的計(jì)算方法和步驟，幫助他們改正錯(cuò)誤。

-對(duì)于實(shí)驗(yàn)題，檢查學(xué)生是否能夠設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證彈力的性質(zhì)，以及是否能夠準(zhǔn)確地記錄和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于存在困難的學(xué)生，提供實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的建議和指導(dǎo)，幫助他們改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。

-對(duì)于應(yīng)用題，檢查學(xué)生是否能夠理解和分析跳傘運(yùn)動(dòng)員在自由落體過程中的受力情況，以及是否能夠正確計(jì)算落地時(shí)的速度。對(duì)于存在錯(cuò)誤的學(xué)生，提供正確的分析和計(jì)算方法，幫助他們改正錯(cuò)誤。

-對(duì)于思考題，檢查學(xué)生是否能夠列舉出重力和彈力在生活中的應(yīng)用實(shí)例，以及是否能夠準(zhǔn)確地描述這些應(yīng)用。對(duì)于存在困難的學(xué)生，提供一些常見的應(yīng)用實(shí)例，幫助他們理解和掌握。十、板書設(shè)計(jì)

1.重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-重力的定義和計(jì)算方法

-彈力的定義和計(jì)算方法

-重力和彈力的應(yīng)用實(shí)例

2.關(guān)鍵詞：

-重力：地球?qū)ξ矬w的吸引力

-彈力：彈簧或彈性材料對(duì)物體的反作用力

-質(zhì)量：物體的慣性大小

-重力加速度：地球表面的重力加速度

3.句子：

-重力的大小可以通過公式F=mg計(jì)算，其中F是重力，m是物體的質(zhì)量，g是重力加速度。

-彈力的大小可以通過公式F=kx計(jì)算，其中F是彈力，k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧的形變量。

-重力和彈力在日常生活中有廣泛的應(yīng)用，如物體下落、跳傘、電梯等。