《探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、《探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì) 《探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì) 【課題分析】 在學(xué)生學(xué)習(xí)了彈力后，知道彈力是一種最基本的性質(zhì)力，是摩擦力產(chǎn)生的前提和基礎(chǔ)。彈力同時(shí)也是物體受力分析中最重要的一種力。彈力來源于形變：“彈力的大小跟形變的大小有關(guān)系，形變?cè)酱?，彈力也越大，形變消失，彈力就隨著消失”（高一物理必修）。但彈力與形變究竟有何關(guān)系，人教版高中物理課本只給出了定性的關(guān)系，原因是彈力與形變關(guān)系比較復(fù)雜。為了降低難度，減小知識(shí)的跨越臺(tái)階，課程設(shè)置為探究性學(xué)習(xí)，且只研究彈力與彈簧伸長(zhǎng)形變的定量關(guān)系。 本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容新穎，形式比較生動(dòng)，有講解，有實(shí)驗(yàn),有板演，有討論，有歸納，有練

2、習(xí)，可以上成一堂比較典型的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)課。我們改變課堂視角，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究方法的教育中作了一些探索，讓學(xué)生重走科學(xué)家的探索之路，體味科學(xué)家的探索精神。 【教學(xué)目標(biāo)】 1、加深彈力和形變關(guān)系的理解，知道彈力產(chǎn)生的條件； 2、通過實(shí)驗(yàn)得到彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系； 3、學(xué)習(xí)本課題所用的科學(xué)方法； 4、培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，激發(fā)學(xué)生的求 知欲; 5、提高學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力，并體驗(yàn)成功的 愉悅。 【教學(xué)重點(diǎn)】 彈簧的彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。 教教學(xué)難點(diǎn)】 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。 【教學(xué)方法】 實(shí)驗(yàn)法、談話法。 【課前準(zhǔn)備】 教師準(zhǔn)備：（彈簧秤、鉤

3、碼、直尺、鐵架臺(tái)）12套、CAI課件、多媒體展臺(tái)。 學(xué)生準(zhǔn)備：三角板、筆、草稿紙。 【教學(xué)地點(diǎn)】 物理多媒體實(shí)驗(yàn)室。 【課時(shí)安排】 1課時(shí)。 【教學(xué)過程】 一、復(fù)習(xí)知識(shí)并引入課題 師：［多媒體展示"、什么是彈力？彈力的方向如何？舉例說明。 2、彈力產(chǎn)生的條件是什么？ 3、什么叫形變及彈性形變？ 生：回憶并作答。 師：根據(jù)學(xué)生回答糾正總結(jié)，并用多媒體展示答案。 1、發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。 例如：放在水平桌面上的書受到桌面對(duì)書的彈力，彈力的 方向垂直桌面指向書；而桌面受到的彈力方向垂直桌面向下。 桂在電線下面的

4、電燈，受到電線對(duì)電燈的彈力，彈力的方向沿著繩而指向繩收縮的方向。 2、彈力產(chǎn)生的條件是：兩物體相互接觸且發(fā)生彈性形變。 3、物體的形狀或體積的改變叫做形變；當(dāng)物體發(fā)生形變時(shí)，如果撤消外力，物體又能恢復(fù)原狀，這種形變叫彈性形變。 師：［在投影上展示］用手拉彈簧，彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，用力越大,彈簧伸長(zhǎng)也越大，手放開彈簧，彈簧立即恢復(fù)原狀。請(qǐng)同學(xué)們分析演示的實(shí)驗(yàn)原理。 生：…… 師：分析并設(shè)問 彈簧受到拉力會(huì)伸長(zhǎng)，且平衡時(shí)彈簧受到的彈力和外力大 小相等，彈簧的伸長(zhǎng)越大，彈力也就越大。可見：伸長(zhǎng)（原 因）→發(fā)生形變（原因）→彈力。那么彈力和伸長(zhǎng)量之間有什么定量關(guān)系呢？本節(jié)課

5、同學(xué)們通過實(shí)驗(yàn)來探究這個(gè) 關(guān)系。 二、實(shí)驗(yàn)探究 師：［多媒體投影思考題］ 1、采用什么方法給彈簧施力？ 2、彈力的大小如何確定？ 3、需要測(cè)量那些數(shù)據(jù)？如何記錄數(shù)據(jù)？ 4、彈簧能否被過分拉伸？ 5、什么是彈簧的伸長(zhǎng)量？用什么測(cè)量？ 師：將學(xué)生前后兩桌四人一組，閱讀課文并討論問題，形成統(tǒng)一答案寫在草稿紙上，準(zhǔn)備派代表回答。 生：閱讀課文并積極討論。 師：在實(shí)驗(yàn)室巡視，并詢問情況。 師：請(qǐng)學(xué)生逐一回答…… 師生共同總結(jié)： 1、用懸桂鉤碼的方法給彈簧施加拉力； 2、根據(jù)二力平衡條件，當(dāng)鉤碼平衡時(shí)，彈簧產(chǎn)生的彈力和鉤碼的重力大小相等。 3、實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的數(shù)據(jù)有：彈簧的原

6、長(zhǎng)和每次所桂鉤碼對(duì)應(yīng)的彈簧的長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)可用表格記錄，也可用有序?qū)崝?shù)對(duì)記錄。 4、加在彈簧上的拉力不能太大，以免彈簧被過分拉伸，超由它的彈性限度。 5、用直尺測(cè)量彈簧桂鉤碼時(shí)的長(zhǎng)度與未桂鉤碼時(shí)的長(zhǎng)度之差，就是彈簧的伸長(zhǎng)量， 師：將儀器發(fā)給學(xué)生，每4人一套。 生：學(xué)生討論并得到實(shí)驗(yàn)方法： 將彈簧上端固定在鐵架臺(tái)的支架上，下端桂上鉤碼靜止 時(shí)，彈力大小等于重物受的重力，以此測(cè)量彈力的大小F, 從固定于豎直支架上的刻度尺上測(cè)由懸桂重物時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量x（或總長(zhǎng)度）。 生：學(xué)生實(shí)驗(yàn)，并列表記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 師：在實(shí)驗(yàn)室巡視，檢查并指點(diǎn)，讓學(xué)生進(jìn)一步思考。抽查學(xué)生統(tǒng)計(jì)的表格（可能有多種表格）

7、，并在實(shí)驗(yàn)展臺(tái)上展示。然后給由參考表格如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 10 x0x1x2Δx0 Δx1Δx2m0mlm2F0F1F2 引導(dǎo)學(xué)生將表格中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有序?qū)崝?shù)對(duì)：(F,Δx) 1、(F1,Δx1)2、(F2,Δx2)3、(F3, Δx3)…… 有利于學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)，在F-Δx直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)。 師：根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)表格中測(cè)量的數(shù)據(jù)，示范數(shù)據(jù)的處理方 法。 ［多媒體展示］示范圖形： 1、以彈力為縱坐標(biāo)，彈簧的伸長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，建立平面直 角坐標(biāo)系；

8、 2、根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)； 3、按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布與走向，嘗試作由一條平滑的曲線(含直線)，所畫的點(diǎn)不一定正好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同。 生：學(xué)生處理數(shù)據(jù)…… 師：抽查學(xué)生數(shù)據(jù)處理情況，抽調(diào)幾張結(jié)果在多媒體上展示，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，好的給予肯定，差的進(jìn)行修改和豉勵(lì)。 師：1、根據(jù)F—Δx圖象，猜測(cè)F—Δx的函數(shù)關(guān)系； 2、函數(shù)關(guān)系式中常數(shù)的單位如何？常數(shù)由圖象中的什么決定？ 生：討論并回答。 師：［投影展示］1、根據(jù)圖象猜測(cè)得到函數(shù)：F=kx; 2、函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的單位是：牛/米(N/m),該常數(shù)叫 勁度系數(shù)。 三、根據(jù)實(shí)

9、驗(yàn)總結(jié) 師：根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程，歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)步驟。 生：學(xué)生歸納總結(jié)在草稿紙上。 師：［多媒體展示］幾組學(xué)生的歸納總結(jié) 1、測(cè)量彈簧的伸長(zhǎng)（或總長(zhǎng)），及所受的拉力（或所桂鉤碼 的質(zhì)量），列表作曲記錄，要盡可能多測(cè)幾組數(shù)據(jù)； 2、將記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有序?qū)崝?shù)對(duì); 3、以力為縱坐標(biāo)，彈簧的伸長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)； 4、按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布和走向，試作由一條平滑的曲線 （包括直線）。把各點(diǎn)連接起來，盡可能讓更多的點(diǎn)落到曲線上，不能落到曲線上的點(diǎn)應(yīng)大致對(duì)稱分布在曲線兩測(cè)。 5、以彈簧伸長(zhǎng)為自變量，寫由曲線所代表的函數(shù)。 師：歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 生：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力的

10、大小F與彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度 Δx成正比。 四、實(shí)驗(yàn)拓展 師：同學(xué)們，前面我們探究了彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，并 得到了結(jié)論，如果彈簧被壓縮，則彈簧的彈力與彈簧壓縮的長(zhǎng)度之間又有什么關(guān)系呢？ 生：學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)…… 總結(jié)得到：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力的大小F與彈簧壓縮的長(zhǎng)度Δx成正比。 五、例題分析 師：［多媒體展示］題目：由實(shí)驗(yàn)測(cè)得某彈簧的長(zhǎng)度L和彈 力的關(guān)系如圖所示，求： (1)該彈簧的原長(zhǎng)為多少？ (2)勁度系數(shù)為多少？ 生：學(xué)生思考并表述觀點(diǎn)。 師：［多媒體給由解答過程］解：彈簧不產(chǎn)生彈力時(shí)的長(zhǎng)度 等于原長(zhǎng),由圖可知該彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)0=15cmo

11、據(jù)勁度系數(shù)的定義： 由圖線可知，該彈簧伸長(zhǎng)Δx=(25cm-15cm)=10cm 時(shí)，彈力ΔF=50N,所以 N/m=500N/m 六、課堂練習(xí)(潛能開發(fā)，思維上升) 師：［多媒體］先生示題目，待學(xué)生做完后，再生示答案。 例：某同學(xué)在探索彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)在圖上畫由了a、b、c、d四個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。 (1)根據(jù)a、b、c、d四個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，畫由F-Δx圖線； (2)由圖線，若彈簧原長(zhǎng)50cm,要使彈簧伸長(zhǎng)到75cm,需要多大拉力(仍在彈性限度內(nèi))? 分析與解答：(1)見圖，判斷四個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)基本在一直線上， 使它們均勻分布在直線兩

12、側(cè)，這樣可以減小偶然誤差。 (2)本題k=600/20(N/cm)=30N/cm,根據(jù)F=kΔL, 得到拉力F=30×(75-50)N=750N。 七、家庭鞏固練習(xí) 1、實(shí)驗(yàn)表明：彈簧彈力f的大小與彈簧的形變量x有如 下關(guān)系f=kx,下列說法正確的是（） D.把某彈簧一分兩段，k的大小減小一半 2、有三根完全相同的彈簧，原長(zhǎng)為10cm,每根彈簧桂重 物G后，彈簧伸長(zhǎng)都是1cm現(xiàn)把三根彈簧依次串接成一條 長(zhǎng)彈簧，再桂上重物G,則三條彈簧的總長(zhǎng)是（） 3、一根輕彈簧，上端固定，下端懸桂重量為G的物體， 彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,如彈簧下端固定，上端放同一重物，彈

13、簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,該彈簧自然長(zhǎng)度為,勁度系數(shù)為。 4、一個(gè)彈簧秤，由于原彈簧損壞，換了一個(gè)新彈簧。經(jīng)測(cè)試，不桂重物時(shí)，示數(shù)為2N,桂100N的重物時(shí)，示數(shù)為 92N,那么，當(dāng)讀數(shù)為20N時(shí)，所桂重物的實(shí)際重量是。 【教學(xué)說明】 本課內(nèi)容單純,最終歸結(jié)為胡克定律：F=kx。若強(qiáng)迫學(xué)生記憶，并加以訓(xùn)練，應(yīng)對(duì)考試，98%勺學(xué)生是能掌握的，同 時(shí)還能省一個(gè)教學(xué)課時(shí)。但在中學(xué)物理教學(xué)中，應(yīng)對(duì)教材進(jìn)行思想性發(fā)掘。對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理科學(xué)研究方法，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究，理論探索興趣，獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)等多方面教育。這些教育應(yīng)滲透在具體課堂教學(xué)中。探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系的教 學(xué)，不僅僅注重與學(xué)生用F=kx解決問題的能力的培養(yǎng)，而且更注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理科學(xué)研究方法的熏陶。在本節(jié)課的 教學(xué)中突生了一條研究物理科學(xué)的一般方法：“觀察現(xiàn)象、 初步分析→實(shí)驗(yàn)研究→猜測(cè)→得由規(guī)律→重復(fù)實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)結(jié)論?！? 這種在具體知識(shí)教學(xué)的同時(shí)，進(jìn)行的科學(xué)方法教育，使學(xué) 生領(lǐng)會(huì)研究物理規(guī)律的一般方法，其重要性不亞于具體物理 知識(shí)的學(xué)習(xí)，因?yàn)樗鼘?duì)學(xué)生來說是終生受益的。