7.2 力的测量 弹力 -2024-2025学年北师大版物理八年级下册

课时教学设计 课题 力的测量 弹力 一、教学内容分析 本节是八年级下册第七章“运动和力”的第二节，内容涵盖测力计与弹力两部分。《义务教育物理课程标准（2022年版）》对这部分的要求是：“通过常见事例或实验，了解弹力，并学会测量力的大小。”利用弹簧测力计测量力是学习力学知识的基础。弹力是学生接触的第一个特殊类型的力。通过引导学生认识弹力，为后续学习重力、摩擦力等内容奠定基础。 教科书首先介绍了弹簧测力计的使用方法，并指出了使用时的注意事项。随后安排了学生实验：使用弹簧测力计测量力。通过这一过程，学生不仅掌握了弹簧测力计测力的正确方法，还培养了动手实验的兴趣，形成了一丝不苟的科学态度，以及爱护仪器、做事有条理、善始善终的良好品质。 在认识弹力时，教科书先从弹性和范性的感知入手，介绍了形变的分类；接着通过日常生活中的实例，引导学生感知弹力的存在，认识到弹性形变是产生弹力的条件。针对常见弹力不易观察的问题，教科书通过“科学窗”栏目帮助学生理解。此外，对于弹力的方向，教科书通过分析两个事例——桌面与木块之间的作用力以及球与悬线之间的作用力，降低了初学者的学习难度。 二、学习者分析 （一）知识基础 学生已经掌握了力的概念以及力的三要素。同时，许多学生对测力计也有一定程度的了解。 （二）学科能力 在八年级上学期，学生已经学习过温度计和刻度尺的使用方法，掌握了学习使用基本测量工具的一般流程，因此，他们学习使用弹簧测力计的难度相对较低。 （三）认知特点 八年级学生的阅读与分析能力正逐步增强，已经具备了一定的自学能力。他们能对日常现象形成感性认识，但尚缺乏全面深入的理性认识，需要教师给予适当的引导和启发。 三、学习目标 1.通过自学，了解使用弹簧测力计的注意事项，培养自主学习能力。 2.通过学生实验，练习并学会正确使用弹簧测力计，培养实际操作技能，能够独立完成相关实验操作。 3.掌握弹簧测力计的原理，体会物理知识在实际生活中的应用价值。 4.通过亲身体验，理解弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力，了解生活中常见的弹力现象，明确弹性形变与范性形变的区别，并能解释实际生活中与弹力相关的简单现象。 四、学习重点难点 重点：会测量力的大小；弹力的概念。 难点：会测量力的大小；弹力的方向及产生的条件。 五、学习评价设计 评价工具和方法 评价内容 课堂提问互动 学生对概念、现象的认识水平 课堂自学环节 学生的学习能力 课堂实验活动 测力计的使用和注意事项 课堂讨论交流 学生思维的灵活性和创造性 自我检测 学习目标的反馈 六、学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：测力计 教师活动1 提出问题：用刻度尺测量长度，用温度计测量温度，那么如何测量力的大小呢？ 课件展示常见测力计并引导学生自学相关内容。 提出问题：测力计可以测量任何大小的力吗？什么是测力计的量程，观察图中测力计，其量程和分度值分别是多少？ 引导学生类比温度计和刻度尺的分度值，学会识别测力计的分度值。 提出问题：使用测力计时有哪些注意事项？ 提出问题：为什么要估测所测力的大小？指针如果没有对齐零刻度会对测量值有什么影响？手指沿弹簧的中心方向轻轻拉动弹簧测力计的挂钩，这样做的目的是什么？弹簧测力计可以倾斜使用吗？ 小组合作学习，以小组为单位讨论弹簧测力计的使用注意事项。 学生归纳总结弹簧测力计的使用方法，教师进行补充和完善。 学生实验：用弹簧测力计测量力。 （1）感受力的大小。 （2）测量弹簧测力计对物体的拉力。 ①将木块挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩上，测量弹簧测力计对木块的拉力F1。 ②将木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，测一下木块刚被拉动时所需要的拉力F2，再测一下拉动木块做匀速直线运动时所需要的拉力F3。将实验数据记录在表格中。 教师巡视学生的实验情况，进行实时指导；在实验结束后进行点评和总结。 学生活动1 学生交流。 学生了解常见的测力计，自学测力计的正确使用方法。 学生回答：不能，测力计可能会损坏。量程就是测力计允许测量的最大的力。该测力计的量程是0～5 N，分度值为0.2 N。 以小组为单位，分别从测量前、测量时、读数时、记录数据时四个方面进行交流。交流过程中，讨论问题。 讨论弹簧测力计的使用方法。 1.测量前：①估测所要测的力的大小，选择量程和分度值合适的弹簧测力计。检查指针是否与零刻度对齐，若没有对齐，要进行调整。②用手沿弹簧的中心轴线方向轻轻拉动弹簧测力计的挂钩。③放手后，观察指针能否回到初始位置。 2.测量时：让待测量的力作用在测力计的挂钩上，并且使力的方向沿着弹簧的中心轴线方向。 3.读数时：视线要与指针所在位置的面板垂直。 4.记录时：要标明单位。 小组完成实验。 活动意图说明： 在这个过程中，不仅要让学生掌握弹簧测力计测力的正确方法，还应该注意培养学生动手实验的兴趣和一丝不苟的科学态度。通过自学的方式可以较好地调动学生的积极性。在完成实验汇报时，通过提问引导学生深入思考测力计的使用。实验后，将学生实验过程中的典型错误进行汇总，总结弹簧测力计的使用方法及注意事项。 环节二：弹力 教师活动2 教师演示：手拉橡皮筋。 提出问题：两种情境中物体发生的形变有什么不同吗？ 总结：形变的类型分为弹性形变和范性形变。物体在外力作用下发生形变，撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变叫作弹性形变；撤去外力后，物体不能恢复原状的形变叫作范性形变。 板书：弹性形变和范性形变。 提出问题：任何物体发生形变都会对与它们接触的物体产生力的作用吗？哪种形变能对与它们接触的物体产生力的作用？ 提出问题：手拉拉力器，手受到的力是如何产生的呢？ 弹力：发生了弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，会对使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫作弹力。 提出问题：任何物体受力都会发生形变吗？ 创设情境：木块放在桌面上。 提出问题：木块是否受到支持力？桌面是否受到压力？这两个力的产生是否是因为物体发生形变呢？ 演示：观察微小形变。 在玻璃瓶中装满水，把细玻璃管穿过橡胶塞插入瓶中，玻璃管与橡胶塞之间、橡胶塞与玻璃瓶之间塞紧密封，使得细玻璃管中出现一定高度的水柱。用大小不同的力捏玻璃瓶。 用大小不同的力压桌面，通过光的反射演示桌面的微小形变。 桌面对木块的支持力、书对桌面的压力、绳子对球的拉力等都属于弹力。 提出问题：物体产生弹力时，弹力可以无限大吗？ 总结弹簧测力计的原理。 提出问题：弹力的方向是怎样的？ ①桌面和木块之间的作用力。 把木块放在桌面上，木块与桌面在两者的接触处都发生了微小的形变，木块要恢复原状，对桌面产生向下的弹力，这个力就是木块对桌面的压力F；同时桌面要恢复原状，对木块产生向上的弹力，这个力就是桌面对木块的支持力F′。 板书：压力（支持力）的方向总是垂直于接触面指向被压（被支持）的物体。 ②球和悬线之间的作用力。 球被悬线吊起，悬线和球都发生了微小的形变，悬线要恢复原状，对球产生向上的弹力，这个力就是悬线对球的拉力F；同时球也要恢复原状，对悬线产生向下的弹力，这个力就是球对悬线的拉力F′。 板书：悬线对物体拉力的方向总是沿着悬线指向悬线收缩的方向。 学生活动2 学生体验：手捏面团。 橡皮筋受力形变，外力撤去后，能够恢复原状。面团受力形变，外力撤去后，不能完全恢复原来的形状。 不一定，只有弹性形变的物体能对与它们接触的物体产生力的作用。 学生体验：手拉拉力器。 学生交流。 交流讨论，发现有时是否发生形变难以确定。 学生讨论，交流。 学生观察实验。 细玻璃管中液面高度发生变化，说明力使玻璃瓶发生了形变。 光斑的位置发生改变，说明力使桌面发生了形变。 学生交流：物体的弹性有一定的限度，超过这个限度，发生形变的物体就不能恢复到原来的形状。因此物体产生的弹力也有一定的限度。 学生思考并回答问题。 活动意图说明： 弹力的概念和方向对学生而言较难理解。因此，在建立弹力概念时，先让学生体验用手拉拉力器，并对手受到力的产生过程进行分析。学生对弹力的认识通常建立在发生明显弹性形变的基础上，而对于生活中常见的压力、支持力、拉力等弹力则相对陌生。为此，通过转换法让学生感知微小形变的存在，进而分析并理解弹力的方向。 环节三：课堂总结 教师活动3 教师引导学生分享本节课的收获和重点内容，进行适当补充。 学生活动3 学生分享本节课的收获。 活动意图说明： 结合课堂板书，以提问的方式引导学生自主总结本节课所学的内容：弹簧测力计的使用方法和弹力的概念。通过梳理本节课的学习内容，使学生更加清晰地理解所学内容之间的关系。 七、板书设计 第二节 力的测量 弹力 （一）测力计 1.测力计的作用：测量力的大小。 2.弹簧测力计的使用。 ①测量前：观察和调节。 ②测量时：沿轴线方向用力。 ③读数时：视线与指针所在位置垂直。 ④记录时：带单位。 3.用弹簧测力计测力。 （二）弹力 1.弹性形变和范性形变。 2.弹力。 ①定义：发生了弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，会对使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫作弹力。 ②方向：压力（支持力）的方向总是垂直于接触面指向被压（被支持）的物体；悬线对物体拉力的方向总是沿着悬线指向悬线收缩的方向。 3.形变的类型：纵向形变、弯曲形变、扭转形变。 4.观察微小形变的方法。 八、特色学习资源分析、技术手段应用说明 通过细玻璃管中液面的升降来判断瓶子的形变时，瓶中的液体需装满，瓶口需密封，瓶子体积应大一些，细玻璃管的内径应小一些，这样实验现象会较为明显。 如果学生科学素养较高，可以现场制作弹簧测力计，以使学生对弹簧测力计有更深入的了解。 九、教学反思与改进 教学亮点： 1.本节课采用了多种学习方式，最大限度地调动学生的学习积极性。让学生通过自学和小组合作的方式学习测力计使用的注意事项，重视对学生学习能力的培养。 2.利用日常物品如橡皮筋、面团进行自主体验，建立感性认识，再通过放大微小形变的演示实验进行具体分析，从而获得理性认识，了解任何物体受到弹力都会发生形变。此方法具有可视性强、指导作用更明显的优势和特点。 3.强调学生的探究过程和学习方法、体验。让教师成为学生探究活动的参与者，随时与学生进行交流，为学生提供必要的帮助，以克服学习中的困难。 教学改进：弹力是学生认识的第一种具有特殊性质的力。在认识弹力方向时，通过实验可知弹力发生在物体之间的接触面上，但从实验中难以直接观察出弹力的具体方向，只能通过教师的分析来使学生理解弹力的方向。在这一方面仍有改进的空间。 十、课时作业 （一）设计意图 本节课的重点为弹簧测力计的使用和弹力。在设计题目时，重点考查了这两部分内容，旨在落实学习目标并巩固学习内容。习题设置从易到难，从单一考点逐步过渡到综合考点。第1题考查了弹簧测力计的基础知识；第2题考查了弹力的基本概念；第3题针对本节课的重点——测量力的大小进行考查；第4题针对本节课的难点——弹力的方向进行考查；第5题则是对本节内容的综合考查，具有一定难度。前4小题较为基础，适用于全体学生掌握基本知识和基本技能，属于必做习题。最后1题难度较大，适用于学有余力的学生进行拓展练习，属于选做习题。 （二）作业内容 1.关于弹簧测力计的使用的方法中，下列说法错误的是（ ）。 A.用弹簧测力计测量之前将指针调零 B.被测力的大小不允许超过测力计的量程 C.测量时指针不要与外壳接触 D.弹簧测力计只能测竖直方向的力 2.撑竿跳高是一项运动员经过持竿助跑，借助撑竿的支撑腾空，在完成一系列复杂的动作后越过横杆的运动。在撑竿跳高运动员起跳上升时的过程中，下列的说法正确的是（ ）。 A.撑竿的形变是弹性形变，手的形变是范性形变 B.手对撑竿的力比撑竿对手的力产生的要早一些 C.手对撑竿的作用力是由于撑竿的形变产生的 D.撑竿对手的作用力的方向与撑竿的形变方向相反 3.如图甲所示的弹簧测力计的分度值为_______N，用图甲的测力计测量物体对测力计的拉力前，应对其进行的操作是______，图乙中的物体保持静止，弹簧测力计的示数为______N。 甲 乙 4.如图所示是中国甲骨文中的“射”字，宛如搭弓射箭。人们射箭时，弓弦发生了_________（选填“弹性”或“范性”）形变，产生了弹力；在弹性限度内，弓弦拉得越满，弹力越_____（选填“大”或“小”）；该图中“弓弦”对“箭”的弹力方向是______（选填“水平”或“竖直”）的。 5.（选做）小华在探究弹簧的伸长量跟受到拉力的变化关系时，记录了如下实验数据。 弹簧受到的拉力F/N 0 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94 3.43 弹簧的长度x/cm 2 3 4 5 6 7 7.5 7.6 弹簧的伸长量∆x/cm ① 1 2 3 4 5 ② 5.6 （1）没有挂钩码时，弹簧的长度x0=________cm。 （2）请将表格中第3行的数据补充完整：①_________，②_________。 （3）分析实验数据，得到的结论是：在拉力小于2.45 N的范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成______比。 （三）参考答案 1.D 2.D 3.0.2；调零；2.2 4.弹性；大；水平 5.（1）2 （2）0；5.5 （3）正 - 12 - - 59 - 学科网（北京）股份有限公司 $$