《弹力》教学
设计
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津市一中
一.【教学目标】
知识与技能
1.知道什么是弹力以及弹力产生的条件;
2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,并能判断方向;
3.知道弹簧的弹力与形变量成正比,会用胡克定律解决有关问题。
过程与方法
1.体验微小形变的存在,并了解放大思想在研究物理问题中的作用;
2.帮助学生掌握设计实验、收集数据、处理数据和总结规律的能力和科学研究方法。
情感、态度价值观
1.通过质疑、讨论交流,逐步养成将自己的见解与他人分享的团队合作精神;
2.了解弹力再生产生活中的应用,体会物理与生活和生产息息相关。
二.【教学重点】
教学重点:弹力的产生条件,常见弹力的方向和大小;
三.【教学难点】
教学难点:判断弹力是否存在,正确确定弹力方向和大小。
四.【教具准备】
弹簧、海绵、橡皮泥、微小形变放大器一套、气球、钢尺、铁架台、圆底烧瓶、玻璃管、多媒体五.【课时安排】1课时
六.【教学过程】
引入新课
用苏轼的一句词“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”创设情景
视频播放:拉弓射箭情景,引入新课。
新课教学
一、形变
通过演示实验以及同学们观察动作的完成,总结什么是形变
形变:物体在力的作用下发生的形状或体积改变
弹性形变:能恢复原来形状的形变。
弹性限度:形变超过一定限度,物体形状将不能完全恢复,这个限度叫做弹性限度.
二、弹力
通过演示实验得出弹力的定义
1
探究弹力的产生条件:
演示实验二:圆底烧瓶微小形变 演示实验三:激光演示桌面微小形变
三、探究几种常见弹力的方向
支持力垂直于接触面指向被支持的物体
压力垂直于接触面指向被压的物体绳的
通过四个演示实验探究得出弹力的产生条件 演示实验一:
原长 v
拉长
弹性钢片尺
弯曲的铁丝 桌面形变
F N
物体形变
F N
物体受到支持力桌面受到压力
末受到
拉力时
绳子形变方向
拉力
绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向
四、胡克定律
探究实验
(演示实验):三个弹簧,两个一样。不一样的两个弹簧上挂一个质量相同的钩码,另一个挂两个钩码。并提出弹簧弹力的大小与哪些因素有关?
(学生讨论回答):与形变量有关,与弹簧本身有关。
请学生自行设计一个实验,实验的目的是寻找与弹簧的弹力与形变量的关系。
学生设计实验,然后分组实验。
【参考实验案例】
如图所示,用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,系统静止时,弹簧的弹力等于所悬挂钩码的总重;弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出。
【注意事项】
(1)本实验要求定量测量,因此要尽可能减小实验误差。标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差,每次改变悬挂钩码个数后,要待系统稳定后再读数。
(2)实验中所提供的米尺精确度为1 mm,应估读一位。
弹簧组的说明书已说明每个弹簧的弹性限度,注意不要超过它的弹性限度使用。
【建议做法】
(1)选择器材:从弹簧组中选择一只弹簧悬挂在铁架台的杠杆上:从实验桌上选择合适的钩码。(将班级分成两大组,选用不同的弹簧进行实验,进行对比实验)
(2)首先将实验装置调整妥当(如整个装置是否竖直平稳,标尺与弹簧的距离是否合适,标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内,是否便于读数等)。
(3)读出弹簧自然下垂时指针所指刻度。
(4)悬挂50g钩码一个,待稳定后,读出弹簧上指针所指刻度并计算出弹簧的伸长量记入
表格
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。
(5)逐个增加钩码,重复第4步,至少做5组数据。
(6)图象法处理数据:
在下面的坐标纸上,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系,如图所示。描出5个特殊点,以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系。
【拓展一步】常用的实验数据的处理方法有:计算法(求比值、求积、求和、求差等)和图象法两种。两者比较,图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律,且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差。
请各实验小组派代
表
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上讲台,用实物投影展示实验结果,并对实验探究情况进行交流。
让学生通过随堂实验和亲身经历的探究性实验,在经历体验中,提高合作学习的意识和能力。
(五)媒体重现得出结论
引导学生运用Excel软件利用图象法进行实验数据处理。在坐标纸上,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴如图所示建立坐标系,描出5个点,以寻找弹簧的弹力与弹簧伸长量间的关系。得出如图所示弹力与弹簧伸长间的函数关系图象。
【结论】通过分析实验中的实验数据,可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比。
【总结】我们可以用一个公式F=kx来表示这种关系。其中F是弹簧受到的弹力大小,x是弹簧的形
变量,既可以是弹簧的伸长量,又可以是弹簧的压缩量。
这个公式实际上是一个定律,叫做胡克定律,是英国科学家胡克首先发现的,其中式子中的k是弹簧的劲度系数,单位是牛每米,符号是N/m。生活中常说有的弹簧“硬”,有的弹簧“软”指的就是它们的劲度系数不同。弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、
材料
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、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关,这个量反映了弹簧的特性。式中的x是弹簧的形变量,即伸长或缩短的量。
五、巩固练习
六、课堂小结
引导学生在小组分析讨论的基础上进行总结,帮助学生形成知识纲要,提高学习的水平。
【总结】
a.形变和弹性形变
b.弹力的概念
b.弹力的有无与弹力方向的
d.胡克定律的表达式,劲度系数的单位、符号及物理意义
e.确定弹簧弹力大小的计算