3.1.2 重力与弹力 教学设计 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

《重力与弹力》第二课时教学设计 课 题 《重力与弹力》第二课时 课时 1 日期 2024.10.29 主备内容 教材分析 本节课是人教版高中物理必修一第三章第一节的内容，是力学的核心 内容之一，在整个高中物理中占有着很重要的地位。本节课与初中学过的 有关力学知识紧密联系，是初中知识的扩展和深化，同时也可以为以后学 习其他的力做铺垫，也是学习受力分析的基础。教材从生活中常见的作用力作为引入，接着提出了形变的概念，指出 有的物体形变很小，不易观察，通过放大的思想演示微小形变的过程，并 举例微小形变在生产生活中的应用。接着，用实例引出弹力的概念，并利 用生活中常见的物体分析弹力的方向，最后引出胡克定律。 教学目标 （核心素养） 物理观念：（1）建立形变和弹力的概念（2）知道弹力产生的条件（3）能判定弹力的方向 科学思维：（1）通过放大玻璃瓶与桌面的微小形变，了解微小形变放大法（2）通过对实例的分析，形成建模意识 科学探究：（1）通过对形变进行分类，增强寻找证据、交流合作的能力（2）通过探究弹簧的形变量与弹力的关系的实验，增强自主学习和自主探究的能力 科学态度与责任：（1）通过对材料形变的认识，增强分类意识（2）知道弹力在生活中的应用 教学重点 1、 理解弹力产生的原因，会判断弹力的方向。 2、 学会探究弹簧弹力与形变量之间的关系。 3、 会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。理解胡克定律 教学难点 1、理解弹力产生的原因，会判断弹力的方向。 2、学会探究弹簧弹力与形变量之间的关系。 教学方法 讲授法、实验法、探究法 教具准备 弹簧、海绵、橡皮绳、胡克定律探究实验仪 教学流程 新课引入： 教师让学生做一做：捏一下海绵，揉一下纸团，拉一下橡皮绳等动作，并且让学生观察物体形状体积的变化。 新课讲解： 一、形变 教师通过总结刚才几种情形引导学生得到形变的概念，即： 1、定义：物体在力的作用下发生形状或体积的变化。 2.形变的分类：形变分为弹性形变和非弹性形变 弹性形变（高中重点研究）：撤去外力后能够恢复原状的形变（橡皮筋，弹簧，海绵） 非弹性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变（纸团） 如果形变过大，超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度。 教师提问：在刚才几种情形中的形变是可以通过肉眼直接观察得到的，那如是否所有形变都可以用肉眼直接观察呢？ 让学生分别做一做：先按压海绵，再按压桌上的书，对比形变量的变化，再按压桌面，提问桌面是否发生形变？ 教师播放视频：平面镜桌面放大实验（放大的思想） 引导学生得到结论：一切物体在力的作用下都会产生形变,有的物体形变较为明显;有的物体的形变极其微小。 二、弹力 进一步分析弹簧形变的情形： 引导学生得到弹力的概念，即： 1、 定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力 围绕定义总结弹力产生条件，即： 2、 产生条件：①相互接触 ②发生弹性形变 归纳展示生活中一些常见的弹力情形： 教师围绕弹簧受力发生形变时的情形引导学生探究弹力的方向： 引导学生得到弹力方向： 3、 弹力方向：与物体恢复原状的方向相同 教师归纳展示常见的几种弹力方向： 进行课堂检测： 1、玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是（　 ） A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变 B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力 C．汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变 D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变 教师围绕弹簧类情形让学生进行实验：逐渐用力拉伸弹簧（在弹性限度内），并提问学生：弹簧弹力和伸长量（或压缩量）的关系怎样？ 学生通过感知得到：弹簧的伸长量或缩短量越大，弹簧的弹力越大的结论。并且引导学生提出进一步的数学关系的猜想。 教师讲授实验方案： 1.实验思路 (1)弹簧弹力F的确定：在弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码所受弹力大小与所挂钩码的重力大小相等，即F=mg。 (2)弹簧伸长的长度x的确定：弹簧的伸长量用刻度尺测出，弹簧伸长的长度x= x1。 3.实验步骤 (1)如图所示，将弹簧的上端固定在细线上，记录弹簧自由下垂时的位置0。 (2)在弹簧下悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的伸长量x1和钩码的质量m1 。 (3)增加钩码的个数，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧伸长量x1、x2、x3、x4…。 4.数据分析 (1)数据记录 将每次弹簧伸长的长度x和弹簧受到的拉力F(F=mng)填入表格。 (2)数据处理 ①建立如图所示的直角坐标系，以弹簧的弹力F为纵轴、以弹簧伸长的长度x 为横轴，选择合适的单位长度，根据测量数据在坐标纸上描点。 ②按照图中所绘点的分布，作出一条直线，所画点不一定正好在这条直线上，但要注意使直线两侧的点数大致相同，得到F-x图像。 ③以弹簧伸长的长度为自变量，写出图像所代表的函数 。 ④得出弹簧弹力和伸长的长度之间的定量关系。 通过实验得到弹簧弹力和伸长的长度之间的定量关系，即胡克定律： (1) 内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟 弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F=kx。 (2) 理解：式中的x 是指弹簧的形变量，不是弹簧的长度；k叫作弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m 劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，与弹力F的大小和形变量x无关。 课堂检测： 2.(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是 A.由F=kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x的大小成正比 B.由k=F/x可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量x成反比 C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关 D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的数值 课堂小结 一、形变 1、定义：物体在力的作用下发生形状或体积的变化。 2.形变的分类：形变分为弹性形变和非弹性形变 二、弹力 1、定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。 2、产生条件：①相互接触 ②发生弹性形变 3、方向：与物体恢复原状的方向相同。 4、胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比。表达式：F=kx 板书 设计 一、形变 1、定义：物体在力的作用下发生形状或体积的变化。 2.形变的分类：形变分为弹性形变和非弹性形变 二、弹力 1、定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。 2、产生条件：①相互接触 ②发生弹性形变 3、方向：与物体恢复原状的方向相同。 4、胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比。表达式：F=kx 作业 布置 课本P61 4、6题 备课 反思 ( 2 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$