教學設計
導學設計
學點1:彈力
1.認識彈性
根據(jù)實際情況選擇性地完成如圖7?2?5所示實驗,并回答問題。
圖7?2?5
問題:以上實驗說明力能改變物體的 形狀 。對比圖中的情形,可以再次進行分類,圖(a)(b)中,橡皮泥、面團發(fā)生形變后 不能 (選填“能”或“不能”)自動地恢復到原來的形狀,物體的這種性質叫作 塑性 ;圖(c)(d)中,彈簧、橡皮筋受力時會發(fā)生形變,不受力時,又 能 (選填“能”或“不能”)恢復到原來的形狀,物體的這種性質叫作 彈性 。
2.認識彈力
閱讀教材P7相關內容,回答下面的問題。
問題:(1)我們把彈簧、橡皮筋拉長時,可以感受到它們對手有力的作用。物體由于發(fā)生 彈性形變 而產(chǎn)生的力叫作彈力。
(2)物體的彈性有一定的限度,超過這個限度物體就 不能 (選填“能”或“不能”)恢復原來的形狀。
3.認識壓力、支持力
觀察圖7?2?6,回答下面的問題。
圖7?2?6
問題:如圖甲所示,挑水時,扁擔會對肩膀施加壓力,同時會看到扁擔發(fā)生了 彈性 形變,故壓力屬于 彈力 ;如圖乙所示,塑料直尺會向下彎曲而發(fā)生 彈性 形變,故支持力屬于 彈力 。生活中還有很多由于壓力和支持力而導致的物體形變不易直接觀察到,需要借助其他器材進行探究發(fā)現(xiàn)。綜上所述,壓力、支持力都屬于 彈力 。
學點2:彈簧測力計
1.彈簧測力計的工作原理
提出問題:彈簧的伸長量與彈簧受到的拉力有什么關系?
實驗過程:按圖7?2?7所示過程進行實驗,并將每次的實驗結果記錄在下面的表格中。
圖7?2?7
分析論證:分析表中數(shù)據(jù)可知,在彈性限度內,彈簧受到的拉力越 大 ,彈簧的伸長量就越 長 。當該彈簧受到6 N的拉力時(在彈性限度內),其長度為 5.50 cm,彈簧伸長了 3.00 cm。
實驗結論:在彈性限度內,彈簧的伸長量與受到的拉力成 正 比。
2.彈簧測力計的使用
觀察如圖7?2?8所示彈簧測力計,完成下列問題。
圖7?2?8
問題:(1)原理:根據(jù)彈簧測力計的結構拆分,可以知道彈簧測力計的工作原理是:在彈性限度內, 彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長量就越長 。
(2)結構:根據(jù)上圖可知彈簧測力計的結構主要分為 指針 、 刻度盤 、 掛鉤 、 彈簧 等幾部分。
(3)使用
①觀察量程、分度值:觀察你使用的測力計,了解彈簧測力計的量程和分度值。圖中彈簧測力計的量程為 0~5 N ,分度值為 0.2 N 。
②校零:檢查測力計的指針是否指在零刻度線上,如果不在,調節(jié)彈簧測力計,使指針與零刻度線重合。
③順拉:測量前,要先拉幾下掛鉤,防止彈簧卡在外殼上,防止彈簧與外殼之間存在摩擦。
④測量:將被測力作用在掛鉤上,使彈簧的伸長方向與所測拉力方向 一致 。靜止后讀出彈簧測力計的示數(shù),讀數(shù)時,視線與刻度板面 垂直 。
⑤整理實驗器材。教
材
解
讀
本節(jié)內容是在學習了力的概念的基礎上對生活中常見的力——彈力進行研究,是高中進一步學習彈力的基礎;彈簧測力計是力學中重要的測量儀器,是今后研究重力、摩擦力、浮力、機械效率的基礎。因此本節(jié)內容在教材中起到了承前啟后的作用。
彈力是一種很常見的力,日常生活中應用彈力的地方很多。對于彈力只要求了解它是怎樣產(chǎn)生的,不必去分析它的三要素;教學重點應放在探究彈簧測力計的使用上。
素養(yǎng)
目
標
物理觀念
1.知道什么是彈力,及彈力產(chǎn)生的條件。
2.了解彈簧測力計的原理。
3.會正確使用彈簧測力計測量力的大小。
科學思維
通過對比撐竿跳的視頻中撐竿的不同形變,知道形變的不同類型,建構彈力的概念和產(chǎn)生條件。
科學探究
經(jīng)歷探究彈簧測力計的使用過程,進一步掌握使用測量工具的基本方法。
科學態(tài)度
與責任
1.對周圍生活中彈力應用的實例有濃厚的興趣,體會科學技術的價值。
2.通過對彈簧測力計使用的探究,培養(yǎng)學生探索日常用品中的科學道理的興趣,提高學生探索新器件的能力。
3.在實驗中養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。
重難
點處
理
重點:彈簧測力計的正確使用。建議教師以學生分組實驗的方式進行教學,課前準備足夠多的彈簧測力計,通過學生實驗的完成,引導學生對實驗過程進行評估、交流,從而分析歸納出彈簧測力計的正確使用方法。
難點:彈力的概念及產(chǎn)生條件。建議按照“從生活走向物理”的理念,充分利用學生的生活經(jīng)驗,多舉一些日常生活中的事例,幫助學生加深理解。
合 作 探 究
探究課題:通過測量頭發(fā)承受力探究彈簧測力計的使用。
探究步驟:(1)觀察彈簧測力計的量程、分度值及指針是否指零。
(2)將一根頭發(fā)拴在彈簧測力計的掛鉤上,慢慢用力拉頭發(fā),讀出頭發(fā)被拉斷的瞬間彈簧測力計的示數(shù),即為頭發(fā)的承受力。
(3)用同樣的方法,多測幾名同學的頭發(fā),比一比誰的頭發(fā)承受力更大。
討論交流:(1)怎樣避免彈簧、指針或掛鉤與外殼的摩擦?(使用前輕輕拉動幾次;使用過程中保證彈簧的軸線方向與拉力方向一致)
(2)若指針不指零且無法調節(jié),如指在0.2 N處,直接用它測出的結果是偏大還是偏小?若示數(shù)為1.6 N,則頭發(fā)的實際承受力是多少?(偏大;1.4 N)
(3)在豎直使用彈簧測力計時,若將彈簧測力計拿反,把頭發(fā)系在了拉環(huán)上,測量結果較頭發(fā)實際承受力有什么變化?(偏大,因為示數(shù)中包含了彈簧測力計自身對彈簧的拉力)
教
學
反
思
關于彈簧測力計的使用探究:物理測量類器材在使用前,首先要了解器材的量程和分度值,并對器材進行調零,這是一個常識;在具體的使用過程中應該注意:避免彈簧和外殼間有過大摩擦,測量時拉力的方向應與彈簧的軸線方向一致,讀數(shù)時視線與刻度線垂直,這些都是學生在學習中應該掌握的內容。另外在條件允許的情況下,教師應盡可能設置一些課外的活動,比如用三個測力計分別在兩端施加力,觀察測力計的示數(shù),以達到“會正確使用彈簧測力計”的技能目標。
教師活動
學生活動
設計意圖
【導入新課】
多媒體播放視頻《巴黎奧運會杜普蘭蒂斯打破撐竿跳世界紀錄奪冠》和《奧運賽場上跳高撐竿折斷》兩個視頻。
觀察并思考:奧運會上撐竿跳這一運動深受大家的喜愛,請仔細觀察兩位運動員手中撐竿和運動員身體的變化,思考產(chǎn)生這種變化的原因是什么?
觀看視頻并積極思考。
回答:
第一個視頻中撐竿先變彎后恢復原狀,運動員從地面向上躍起,過橫桿后向下落去。
第二個視頻中撐竿先變彎后折斷,運動員從地面向上躍起,但中途掉落,未過橫桿。
這些變化的原因是受到了力。
感受力與美的結合,體會物理與生活的密切關系,激發(fā)學習興趣。
【探究新知】
一、彈力
(一)探究點一:彈性和塑性
你可以舉出生活中類似視頻一和視頻二中撐竿的形變的例子嗎?分別有什么特點?
總結:
像第一個視頻中的撐竿和同學們舉例的物體一樣,受力時發(fā)生形變,不受力時,又恢復原來的形狀,物體的這種特性叫彈性,發(fā)生的形變叫彈性形變。
像第二個視頻中的撐竿和同學們舉例的物體一樣,受力時發(fā)生形變不能恢復原來的形狀,物體的這種特性叫塑性,發(fā)生的形變叫塑性形變。
(二)探究點二:彈力
(1)為了模擬運動員撐竿跳高的過程,我們來進行以下活動:
活動:請各組同學,嘗試用塑料尺或鋼尺將粉筆頭彈出去,比比哪個小組的粉筆頭彈出最遠。
思考:不讓塑料尺發(fā)生形變,能把粉筆頭彈出去嗎?當使塑料尺發(fā)生形變的同時,你的手有何感覺?當塑料尺形變量更大時,手的感覺有何變化?這又說明了什么呢?
實驗中我們發(fā)現(xiàn),有一組同學在彈出粉筆頭時,將塑料尺掰斷了,請問這組同學,撤去彈力后塑料尺還能恢復原狀嗎?引出彈性限度的概念。
歸納總結:物體的彈性有一定的限度,超過這個限度,物體就不能恢復原狀。
彈力產(chǎn)生的條件:①物體互相接觸;②物體發(fā)生彈性形變。
同學們,你能給第二個撐竿跳高運動員一些選竿的建議嗎?
二、彈簧測力計
(一)探究一:探究并驗證彈簧的伸長量與所受拉力的關系
老師提問:彈簧伸長的長度與彈簧受到的拉力有什么關系嗎?請?zhí)岢霾孪?并設計一個小實驗來驗證一下。
演示一:將彈簧掛在黑板上,此時彈簧不受外力,從彈簧上端到下端指針的距離叫彈簧的原長。(用彩條顯示“原長”)
當彈簧受到拉力時,它的長度會怎樣?
舉例:
交流討論、總結特點。
歸納總結:
任何物體只要發(fā)生彈性形變就一定會產(chǎn)生彈力,同一物體,彈性形變量越大,產(chǎn)生的彈力越大。日常生活中經(jīng)常遇到的對支持面的壓力、物體受到的支持力、繩的拉力等,其實質都是彈力。
建議:選擇彈性限度較大的撐竿、革新?lián)胃筒牧系取?br>培養(yǎng)學生對生活的觀察能力,感受彈性和塑性,提升歸納總結的能力。
將物理與體育競技聯(lián)系,提高學生的學習興趣。
演示二:把一個鉤碼掛在彈簧上,此時,從彈簧上端到下端指針的距離叫彈簧的長度。(用彩條顯示“總長”)
請一名學生指出哪一段是由于彈簧受到拉力而伸長的長度。(用彩條顯示“伸長”)
教師點撥:此時彈簧的總長減去彈簧的原長就是彈簧伸長的長度。
當彈簧受到的拉力增大時,它伸長的長度會怎樣?
教師做演示實驗:分別在彈簧下掛1個、2個、3個、4個完全一樣的鉤碼,學生依次在下面的坐標圖中記下彈簧受到的拉力和彈簧伸長的長度。
分析數(shù)據(jù),得出結論:在彈簧的彈性限度內,彈簧的伸長量與所受拉力成正比。
[過渡語]在一定限度內,拉力越大,彈簧伸長越長,生活中我們是怎樣利用彈簧這個性質的呢?
(二)探究二:探究彈簧測力計的制作和使用
思考:根據(jù)物體的形變與外力大小的對應關系,能否制造一個測量力的大小的工具?
出示彈簧測力計,讓學生知道測量力的大小的工具。
學生通過思考、觀察、實驗、討論等方式認識彈簧測力計,知道其用途、原理、結構。
讓學生說出彈簧測力計的量程、分度值,加在彈簧測力計上的力能否超過其最大測量值?如果指針不指零應該怎么辦?
老師總結使用彈簧測力計的注意事項:
(1)要先輕輕拉掛鉤幾次,以避免測量時指針被刻度盤卡住;
(2)被測的力要施加在掛鉤上,彈簧的軸線方向要與被測力的方向一致,以防摩擦或其他阻礙;
(3)加在彈簧測力計上的力不允許超過它的最大測量值;
(4)當指針相對于刻度盤靜止時方可讀數(shù),讀數(shù)時視線必須和刻度盤垂直。
老師提問:同學們可以自己制作一個簡易彈簧測力計嗎?(老師提供素材,學生利用現(xiàn)有素材進行分組實驗)
(1)將一塊光潔平整的硬紙板豎直地固定在鐵架上。再將一根下端帶有掛鉤的彈簧的上端固定在紙板上。彈簧自然下垂時記下彈簧最下端的位置,在紙板上做好記號。
(2)將0.5 N的鉤碼掛在彈簧上,記下彈簧最下端的位置并在紙板上做上記號。
(3)分別將1 N、1.5 N、2 N的鉤碼依次掛在彈簧上,并在硬紙板上分別記下彈簧最下端對應的位置。
(4)在對應的位置上標出所用鉤碼的規(guī)格,這樣就做成了一個彈簧測力計。
拓展:為了滿足不同的測力需求,人們還制作了其他形式的測力計,如握力計、拉力計等。
課堂小結(略)
課堂練習(略)
布置作業(yè)(略)
實驗、感受、思考、交流、回答。
學生動手實驗、仔細觀察、認真思考、討論交流。
實驗簡單易行,學生能夠參與教學,提高興趣和探究能力。
通過多種學習方式,充分調動學生學習的積極性,讓學生始終處于學習的主體地位,培養(yǎng)他們獲取新知識的能力。
實驗次數(shù)
施加拉力/N
彈簧原長/cm
彈簧的長度/cm
彈簧的伸長量/cm
1
0
2.50
2.50
0
2
1
2.50
3.00
0.50
3
2
2.50
3.50
1.00
4
3
2.50
4.00
1.50
5
4
2.50
4.50
2.00

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第2節(jié) 彈力

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