八年级物理下册《弹力》教学设计

八年级物理下册《弹力》教学设计 【1】 【教材版本】 本课题内容选自人民教育出版社 2010 年版普通高中课程标准实验教科书《物理 1》必修的 第三章相互作用第二节《弹力》。 【教材分析】 弹力是高中力学的基础内容和重要内容，是高一学生在学习过程中的一个难点。本节在整个 高中物理中占有相当重要的地位，是以后正确进行受力分析的基础。本节内容通过生活实例， 让学生体会弹力产生的原因和条件；教材从物体的明显形变引入，随后通过放大的思想演示 “微小形变”拓宽学生的认识面，激发学生的学习兴趣。弹力的方向是本节的教学重点和难 点。教材通过研究形变来探究弹力产生的原因、弹力的方向和作用点，通过“思考和讨论” 栏目让学生讨论、体会弹力的方向，在学生思考的基础上探究支持力、压力和绳子的拉力这 几种弹力产生的原因和方向，并用学生容易接受的语言概括总结了弹力的方向。为了使学生 获得真实的体验，对于胡克定律的教学，引导和安排学生设计“探索弹力的大小与形变量大 小之间的关系”的实验，在学生探究的基础上有学生得出胡克定律。 【学情分析】 通过前面对“重力及相互作用”的学习，学生已经对力的三要素及作用效果等有了一定的了 解。而且在初中阶段的学习过程中，也对弹力有了初步感性的认识和一定的理念基础。在高 中教学中要进一步帮助学生深化对弹力的理解。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，本节课通过气球被拉伸和压缩的实例，让学生体会弹力产生的原因 及条件。同时，在这节课的教学中要精心设计视频和实验，通过形象直观的视频和实验教学 帮助学生突破难点，并让学生亲历实验探究的全过程，应用所学知识对数据进行处理，并获 得结论，探究应以学生已有的认知水平为起点。 【教学目标】（一）知识与技能 1、知道形变和弹性形变，能识别常见的形变。知道任何物体都会发生形变。 2、知道弹力及弹力产生的条件，会判断弹力的有无及弹力的方向。 3、知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。 4、理解胡克定律，并能运用胡克定律解决有关问题。 （二）过程与方法 1．培养学生根据弹力产生的条件分析弹力方向的能力。 2．通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验，培养学生自己动手设计实验 和操作实验的能力，提高学生自主、探究和合作学习的能力。 3．知道实验数据处理中常用的方法，尝试使用图象法进行处理数据。 （三）情感态度与价值观 1．真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程中的重要作用。在用 简单器材显示微小形变的过程中，体会放大法的实验思想，感受学习物理的乐趣。 2．通过学习弹力在生产和生活中的应用，发展将知识服务于人类的愿望。 本来面目，不被表面现象所迷惑的科学观。 3、了解弹力在生产和生活中的应用，体会物理与生产和生活息息相关。【重点难点】 （一）教学重点 1．弹力有无的判断和弹力方向的判断。 2．自主设计实验探索弹簧的弹力与伸长量的关系及实验操作。 （二）教学难点 弹力有无的判断及弹力方向的判断。 【教学策略与手段】 本课以探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学 方法。 【教学准备】 弹簧、气球、橡皮泥、白纸，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）、橡皮筋、演示胡克定律用的米尺、弹簧、钩码、坐标纸。 【教学过程】 一、导入新课【活动感悟,亲历体验】（观看伊辛巴耶娃奥运会撑杆跳视频，体会撑杆发生弹性形变时产生弹力的作用）。 通过手握橡皮泥和气球让学生感受、了解物体的形变。 （小组讨论）上面的这些形变有什么特点：有的形变可以恢复原状，有的不可以恢复原状。 【结论】能恢复原状的形变，叫弹性形变；不能恢复原状的形变，叫范性形变。 （演示实验）弹簧在较大的力作用下始终处于拉伸状态，不能恢复原状。 引导得到原因，发生弹性形变的物体要恢复原状是有条件的，不能超过一定的限度，超过一 定的限度，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。从而说明，弹簧 秤不能称量过大的物体的原因。 （学生实验）用手掌压一压或捏一捏气球，感受气球被压缩的同时，手受到了力的作用。 【思考】这种力是什么性质的力？它产生的条件是什么？它的大小、方向和作用点又如何 呢？让学生亲身感受弹力的存在，从而揭示课题《弹力》。 【引出概念】我们把这种发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的 作用，这种力叫做弹力。 二、弹力的产生条件及方向【分析实验，引出条件】 （对比实验）用手按压气球，气球发生形变，体会到弹力，不接触不按压不发生形变就没有 弹力。 引导学生分析实验现象，得出弹力产生的条件有两个：直接接触并且发生弹性形变。 （演示实验）用手压按压气球，并让学生描述手压的方向，气球恢复原状的方向，气球形变的方向，得出气球弹力的方向。 力是矢量，弹力也是矢量，设计师生共同完成演示实验，体会弹力方向。 【结论】弹力是由于施力物体发生弹性形变而产生，弹力的方向总是指向施力物体形变恢复 的方向。让学生真切地感受到手与气球的形变情况，用直观性降低学习的台阶。 三、常见的弹力及方向【放大形变，突破难点】 一个重物放在桌子上，我们知道重物对桌子有压力，桌子对重物有支持力。 【提问】那么压力和支持力又是怎样产生的呢？会不会也像气球一样由于物体的形变而产 生的呢？若有这个形变与气球的形变有什么不一样？ 【学生猜想】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。 【提问】我们怎样来体现微小的形变量？ 在课堂教学中引导渗透微观放大的物理思想方法。设计微小形变实验，手压扁平瓶子半长轴 的不同部位，以细线标记处为基准点，发现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。让学生自主体验，激发了学生的积极心、信心，进一步体会自然科 学的乐趣，领悟科学探究的真谛。 在一个小桌上放两个平面镜，用小型激光源发射激光照射平面镜 M，将重物放在小桌上，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 过放大的思想演示“微小形变”的过程，让学生认识到任何物体受到外力作用后都会发生形 变，分析压力和支持力方向。 类比挂在绳下的物体，在重力的作用下拉紧绳子，使物体和绳子同时发生微小的形变，可见， 拉力也是弹力。分析拉力的方向：绳子对物体的拉力是沿着绳而指向绳收缩的方向。明确画 弹力示意图适宜的要点：1、明确施力、受力物体；2、作用点；3、方向。【巩固练习】 例 1.下图中木棒、木块、光滑小球均处于静止状态，分别画出它们受到的弹力示意图。 四、胡克定律【自主探究，寻找规律】 播放何雯娜奥运会蹦床视频，观察何雯娜弹起高度随蹦床发生形变的增大而增大。 【提问】为什么何雯娜每次弹起高度增大？与蹦床的形变有怎样的关系？并提出弹簧弹力 的大小与哪些因素有关？ （学生讨论回答）：蹦床形变量增大，弹力增大，弹起高度增大。弹簧弹力可能与形变量有 关，与弹簧本身有关。 请学生自行设计实验，实验的目的是寻找与弹簧的弹力与形变量的关系。 【提问】 1、实验探究的目的？ 2、如何测量弹簧的形变量？ 3、如何测量弹簧弹力 F 的大小？ 4、作 F-x 图象？ 5、实验结论？引导学生思考得出弹簧形变量和弹簧弹力大小的测量方法。 （学生自主设计实验，分组实验探究）：【实验器材】：铁架台，弹簧，钩码一盒，刻度尺， 坐标纸。。 【学生实验】 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重力大小； 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 1mm，应估读一位。 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。 （3）设计记录表格 弹簧规格（ ） 初态指针对应刻度 （X0/m） 弹簧的弹力 （F/N） 指针所指刻度（X/m）弹簧改变量（△X/m） （4）数据处理并让学生展示坐标纸的结论。 【得出结论】通过分析实验中的实验数据，可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比。 【实验总结】我们可以用一个公式 F＝kx 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 N／m。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。 五、巩固练习，深化拓展【课堂训练】 例 2．一根轻质弹簧，当它受到 10N 的拉力时，长度为 12cm，当它受到 25N 的拉力时长 度为 15cm，问弹簧不受力时的自然长度为多少？该弹簧的劲度系数为多少？当受到 20N 的 压力时，其长度为多少？（均在弹性限度内） 解析：有些同学往往把弹簧的原长、弹簧的长度、弹簧伸长的长度混淆起来。有的同学 还把弹簧被压缩时的弹簧形变量与弹簧伸长量混淆起来。帮助学生形成认真审题、仔细分析 的解题习惯，养成规范解题格式的习惯。 六、课堂小结，理清思路。 引导学生在小组分析讨论的基础上进行总结，帮助学生形成知识纲要，提高学习的水平。 【总结】一、弹力 1、定义 2、产生条件： ① 直接接触 ② 发生弹性形变 二、弹力方向(物理方法？） 1、压力和支持力：方向都垂直于接触面指向受力物体。 2、拉力： 三、胡克定律 F=kx 【板书设计】 3.2 弹力 一、弹力 1、定义 2、产生条件：① 直接接触 ② 发生弹性形变 二、常见弹力及方向 1、压力和支持力：垂直于接触面指向受力物体 2、拉力：总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向三、胡克定律 F=kx 【2】 一、教学目标 【知识与技能】 知道弹性形变与弹力;知道弹力的产生条件;能够判断常见几种弹力的方向;掌握胡克定律。 【过程与方法】 在实验探究胡克定律的过程中，学会客观、科学地分析问题，加强与他人合作交流的能力。 【情感态度与价值观】 通过对生活中常见弹力的认识，领略自然的奥秘，懂得物理与生活生产密切的联系。 二、教学重难点 【重点】 弹力的产生条件，常见弹力的方向以及胡克定律。 【难点】 弹力的有无以及弹力的方向。三、教学过程 环节一：导入新课 上课之前请同学们观看蹦极视频，并谈谈对这项运动的的了解，提问学生：在绳子绷直的时 候，人受到绳子的力是什么样的力?根据学生的回答继续追问，生活中还有哪些弹力?引入本 节新课——《弹力》 环节二：新课讲授 1.弹性形变和弹力： 学生实验：亲自拉动橡皮条，捏橡皮泥，观察松手之后二者是否恢复原状。 教师提问：松手后物体恢复原状的性质叫什么?不恢复的又叫什么? 学生复习弹性形变和塑性形变。 教师追问：如果作用在橡皮条上的力越来越大，会出现什么情况? 教师介绍弹性形变：像橡皮条这样的物体，如果形变量过大，超过一定的限度，撤去力后不 能恢复原状，这个限度叫做弹性限度。初中时我们学到的弹簧测力计不能超过量程，说的就 是不能超过弹簧的弹性限度。 引导学生根据所学，对弹力定义，教师补充。 教师强调定义要点：①物体之间相互接触，②有弹性形变。这也是弹力发生的条件2.几种弹力： 提问：说说你所知道的弹力都有哪些?让学生回忆初中学过的弹力：压力、支持力、拉力等 教师引导：既然他们都属于弹力，那么在产生压力、支持力时，发生了弹性形变吗? 接着教师演示用手压桌子，平面镜放大微小形变，让学生观察墙上光斑的移动情况。 提问：这个现象说明了什么? 学生：光斑移动，说明光线发生了改变，激光笔的位置不动，只能说明平面镜和水平桌面不 在是相互垂直的状态了，所以此时虽然桌子的形变很微小，但是也确实发生了形变。 教师总结微观放大法。 请学生思考在手压桌子时，压力的方向、作用点是什么样的，并画出弹力的示意图。 教师接着在多媒体上出示几幅典型的情况，如匀速运动小车内的球，物体之间点与点，点与 面，面与面接触，轻杆，轻绳，轻弹簧的情境，请学生尝试到黑板上画出弹力示意图。 接着教师纠错，根据学生画的受力图总结：弹力作用点在接触面上，为了研究方便，画在受 力物体的重心上。(加速运动小车内的球)判断弹力有无可以根据加上弹力后物体的运动状态 是否改变来判断。(物体之间点与点，点与面，面与面接触)点面之间的弹力方向是垂直于面 的，(蹦极)轻绳弹力沿着绳收缩的方向，(轻弹簧被拉伸)轻弹簧的弹力方向与恢复形变方向 相同，(如下图)轻质活杆弹力沿杆，轻质死杆根据运动状态按需提供。