内容正文:
力
【教学目标】
物理观念上,学生应理解力的基本概念,包括力的定义、单位、作用效果等,这是学习物理力学的基础。科学思维方面,学生需掌握分析物体受力情况的方法,能够运用逻辑思维和推理能力解决问题。科学探究过程中,学生要学会观察实验现象,通过实践操作来验证力的理论,提升动手能力和实验设计能力。同时,在科学态度与责任上,学生应培养对物理学的兴趣和热爱,积极参与物理实践,勇于探索未知领域。
【教学重难点】
本节课的重难点在于力的计算和应用。学生需要通过不断练习和实践,逐步掌握力的计算方法,并能够将所学知识灵活应用于解决实际问题中。
【教学过程】
一、课程导入(5 分钟)
老师:同学们好!上课!在开始今天的课程之前,老师先给大家播放一段有趣的视频。(播放比赛视频)大家看,视频里这两个人在进行一种特别的比赛,有同学了解这项运动吗?来,这位同学你来说说。
学生:老师,这好像是少数民族的一种拔河比赛。
老师:非常好,请坐。这确实是我国少数民族体育项目之一的押加,也叫大象拔河。在比赛中,两个人通过腿、腰、肩和颈用力拖动布带互拉,一决胜负。大家刚刚也听到了,这里反复提到了一个字 “力”,那这节课,我们就一起来深入学习力的相关知识。
设计意图:通过播放少数民族特色运动押加的视频,激发学生的兴趣和好奇心,同时自然地引出本节课的主题 “力”,让学生意识到力在生活中的实际存在。
二、力的概念讲解(8 分钟)
老师:现在,我们一起来做个小实验。同学们把课本轻轻地压在手上,仔细感受一下,有没有感觉到什么?好,那位同学,你来分享一下你的感受。
学生:老师,我感觉到手有被压的感觉。
老师:非常好,那你能说一说,在这个过程中,谁用了力,谁受到了力呢?
学生:课本用了力,手受到了力。
老师:完全正确。那我们再用手去推一推桌子,在这个 “推” 的过程中,又是谁用了力,谁受到了力呢?来,靠窗的那位同学回答一下。
学生:人用了力,桌子受到了力。
老师:非常棒。再比如我们常见的马拉车,很明显,马施加了力,车受到了力。大家看,我们生活中常说的 “压”“推”“拉” 等动作,从物理的角度,都可以概括为 “作用”。所以,我们可以给力下一个定义:力就是物体对物体的作用。在力的作用过程中,施加力的物体我们叫它施力物体,受到力的物体就是受力物体。那大家思考一下,单独一个物体能不能产生力的作用呢?给大家 1 分钟时间,小组内讨论一下。好,哪个小组来分享一下你们的讨论结果?第三小组代表。
学生:老师,我们小组认为单独一个物体不能产生力的作用,因为力是物体对物体的作用,至少得有两个物体。
老师:非常好,第三小组的理解很到位。力的产生必须有两个或两个以上的物体,只有一个物体是不可能产生力的。那是不是只有接触的物体才会产生力呢?不直接接触的物体之间有没有力的作用呢?现在老师给大家做一个演示实验,大家仔细观察。(用磁铁吸引大头针)同学们,你们观察到了什么现象?后面那位同学,你来回答。
学生:大头针被磁铁吸引了。
老师:没错,那在这个过程中,谁用了力,谁受到了力呢?
学生:磁铁对大头针施力,大头针受力。
老师:非常好。由此可见,不直接接触的物体之间也可以有力的作用。在物理学中,力用符号 F 表示,它的单位是牛顿,简称牛,符号是 N。为了纪念伟大的科学家牛顿在力学等方面做出的卓越贡献,我们就用他的名字作为力的单位。现在同学们在练习本上练习一下力的符号和单位,加深印象。
设计意图:通过简单的小实验,让学生亲身体验力的存在,从生活中的实例归纳出力的概念,培养学生的观察和归纳能力。接着通过思考和演示实验,拓宽学生对力的认识,理解不接触物体间也能产生力,最后介绍力的符号和单位,完善力的概念知识体系。
三、力的作用效果探究(10 分钟)
老师:同学们,我们已经知道了力是什么,那力的作用可以产生哪些效果呢?老师给每个小组都准备了橡皮泥和弹簧,现在大家分组进行实验。在实验过程中,用力捏橡皮泥,仔细观察橡皮泥的形状有什么变化;再用适当的力压或拉弹簧,看看弹簧的长度发生了怎样的变化。实验过程中要注意安全,开始吧。(巡视各小组实验情况)好,时间到。哪个小组先来分享一下你们的实验结果?第一小组代表。
学生:老师,我们用力捏橡皮泥时,橡皮泥的形状发生了变化;用力压或拉弹簧时,弹簧的长度也改变了,弹簧被压缩或者伸长了。
老师:非常好,第一小组观察得很仔细。从这些实验现象我们可以看出,力能够改变物体的形状,使物体发生形变。那力除了能改变物体形状,还有别的作用效果吗?我们再进行下一个小组实验。同学们先把一个小铁球静止放在水平桌面上,然后让一个磁体慢慢靠近它,大家观察会出现什么现象。好,这位同学,你来说说你看到的现象。
学生:老师,小球被磁体吸引,开始运动了。
老师:很好,那小球的运动状态发生了怎样的变化呢?
学生:小球由静止变为运动了。
老师:非常正确。现在,大家让小铁球从斜面上滚下,先沿着它的运动方向放一个磁体,再在它运动路径的侧旁放一个磁体,分别观察小铁球运动的变化情况。(继续巡视)好,同学们都完成实验了。通过这两次实验,你们又观察到了什么现象呢?第五小组代表。
学生:当沿着运动方向放磁体时,小球运动的速度越来越快了;当在运动路径侧旁放磁体时,小铁球的运动方向发生了改变。
老师:非常棒。那大家结合刚才的这些实验,思考一下力还可以产生哪些效果呢?现在给大家 3 分钟时间,小组内进行讨论总结。(时间到)哪个小组来说说你们得到的结论?第七小组代表。
学生:老师,我们小组讨论后认为,力可以改变物体的运动状态。像物体由静止开始运动,或者由运动变为静止,还有物体运动的快慢或者方向发生改变,只要有其中一个发生变化,都叫做物体的运动状态发生了变化。
老师:第七小组总结得非常全面和准确。力的作用效果有两个,一是改变物体的形状,使物体发生形变;二是改变物体的运动状态。那大家思考一下,力的作用效果与什么因素有关呢?来,这位同学你说说。
学生:老师,我在拉弹簧的时候发现,力越大,弹簧被拉得越长;而且用力的方向不同,弹簧形变也不一样。所以我觉得力的大小、方向不同会影响力的作用效果。
老师:非常善于观察。除了大小和方向以外,还有什么会影响力的作用效果呢?大家看老师现在分别在 A、B、C 处用同样大小的力推门,大家感受一下手推门的难易程度有什么不同。来,这位同学,你到前面来感受一下,然后说说你的体会。
学生:老师,我感觉越靠近门轴推门,越费力。
老师:很好。由此可见,不仅力的大小、方向会影响力的作用效果,力的作用点也会影响力的作用效果。我们把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
设计意图:通过两组实验,让学生亲自动手操作并观察,自主探究力的作用效果,培养学生的实验探究能力和分析归纳能力。在探究过程中,引导学生思考力的作用效果与哪些因素有关,自然引出力的三要素概念。
四、力的示意图讲解(5 分钟)
老师:为了更加方便、简单地研究力,在物理学中,通常用一条带箭头的线段来表示力,这就是力的示意图。下面老师以人拉绳子为例,给大家画一下力的示意图。首先,在受力物体也就是绳子上,沿着力的方向画一条线段,然后在线段的末端画一个箭头表示力的方向,线段的起点或终点就表示力的作用点。如果需要,我们还可以在力的示意图上用数值和单位标出力的大小。现在同学们在练习本上尝试画出人推箱子力的示意图,画完后对照 PPT 上的示例,看看自己画得是否正确。(巡视学生画图情况,适当指导)好,大部分同学都画完了,我们一起来看一下 PPT 上的正确画法。大家检查一下自己画对了没有,如果有问题,及时修改。
设计意图:讲解力的示意图的画法,让学生学会用简单直观的方式表示力,这有助于学生更好地理解力的三要素,为后续学习力学知识打下基础。通过练习和对照纠正,让学生掌握力的示意图的绘制方法。
五、力的相互性讲解(5 分钟)
老师:同学们,现在大家用手拍一下桌子,拍的时候仔细感受一下,你的手有什么感觉?来,这位同学说说。
学生:老师,我的手感觉有点疼。
老师:那这说明了什么呢?大家思考一下。那位同学,你来说说你的想法。
学生:这说明手在对桌子施加力的同时,桌子也给手施加了力。
老师:非常好。大家再回想一下,提水桶的时候,我们的手会感觉到水桶对手有向下的拉力;推墙的时候,我们也能感觉到墙对我们的手有一个反方向的力。这些现象都说明了什么呢?没错,这说明了物体间力的作用是相互的。当一个物体对另一个物体施加力时,另一个物体也同时对这个物体施加力。
设计意图:通过简单的拍手实验,让学生亲身体验力的相互性,再结合生活中常见的例子,加深学生对力的相互性这一抽象概念的理解。
六、课堂练习(7 分钟)
老师:好,同学们,通过刚才的学习,相信大家对力已经有了一定的了解。现在我们来做几道练习题,巩固一下今天所学的知识。(展示练习题)
托起下列哪一个物体所用的力最接近 1N( )
A. 一袋方便面 B. 一个学生用的板凳 C. 一枚大头针 D. 一块砖
如图所示是运动员撑竿跳高的情景,下列说法中正确的是( )
A. 撑竿不受力的作用
B. 使撑竿发生形变的施力物体是地球
C. 撑竿是施力物体,但不是受力物体
D. 运动员能高高跃起,说明力能改变物体的运动状态
两个力先后作用在同一物体上,要产生相同的效果,那么( )
A. 只要两个力大小相同
B. 只要两个力方向相同
C. 只要两个力大小相同且方向相同
D. 两个力大小、方向都相同并且作用在物体的同一处
(学生做题,老师巡视,之后讲解答案)
老师:我们来看第一题,这道题考查的是我们对 1N 力大小的感性认识。生活中,托起一袋方便面所用的力大约是 1N,而一个学生用的板凳、一块砖都比较重,托起它们所用的力远大于 1N,一枚大头针很轻,托起它所用的力远小于 1N,所以这道题选 A。再看第二题,在撑竿跳高情景中,撑竿肯定是受力的,它受到运动员的力以及自身重力等,A 选项错误;使撑竿发生形变的施力物体是运动员,不是地球,B 选项错误;物体间力的作用是相互的,撑竿既是施力物体也是受力物体,C 选项错误;运动员能高高跃起,是因为撑竿对运动员施加了力,改变了运动员的运动状态,D 选项正确。最后看第三题,力的三要素会影响力的作用效果,要使两个力对同一物体产生相同效果,这两个力大小、方向都要相同并且作用在物体的同一处,所以选 D。大家都明白了吗?如果有疑问,随时提问。
设计意图:通过课堂练习,及时巩固学生所学的力的概念、力的作用效果、力的三要素以及力的相互性等知识,发现学生在学习过程中存在的问题并及时解决,同时培养学生运用所学知识解决问题的能力。
七、课堂总结(2 分钟)
老师:好啦,同学们,这节课我们一起学习了力的相关知识。我们从生活中的实例认识了力是物体对物体的作用,明确了施力物体和受力物体,知道了力的符号是 F,单位是牛顿(N)。通过实验探究,我们了解了力的作用效果,包括改变物体的形状和运动状态,还学习了力的三要素 —— 大小、方向、作用点,以及物体间力的作用是相互的这一重要性质,并且学会了画力的示意图。希望同学们课后能够继续复习巩固今天所学的知识,多观察生活中的力现象,将物理知识与实际生活紧密联系起来。
学科网(北京)股份有限公司
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