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1、《探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系》教學設(shè)計 《探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系》教學設(shè)計 【課題分析】 在學生學習了彈力后，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，形變越大，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，減小知識的跨越臺階，課程設(shè)置為探究性學習，且只研究彈力與彈簧伸長形變的定量關(guān)系。 本節(jié)課的教學內(nèi)容新穎，形式比較生動，有講解，有實驗,有板演，有討論，有歸納，有練

2、習，可以上成一堂比較典型的探究性實驗教學課。我們改變課堂視角，在培養(yǎng)學生科學研究方法的教育中作了一些探索，讓學生重走科學家的探索之路，體味科學家的探索精神。 【教學目標】 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、通過實驗得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系； 3、學習本課題所用的科學方法； 4、培養(yǎng)學生的探索精神和團隊協(xié)作精神，激發(fā)學生的求 知欲; 5、提高學生分析、解決實際問題的能力，并體驗成功的 愉悅。 【教學重點】 彈簧的彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。 教教學難點】 實驗數(shù)據(jù)的處理方法。 【教學方法】 實驗法、談話法。 【課前準備】 教師準備：（彈簧秤、鉤

3、碼、直尺、鐵架臺）12套、CAI課件、多媒體展臺。 學生準備：三角板、筆、草稿紙。 【教學地點】 物理多媒體實驗室。 【課時安排】 1課時。 【教學過程】 一、復(fù)習知識并引入課題 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，對跟它接觸的物體會產(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；當物體發(fā)生形變時，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，彈簧會伸長，用力越大,彈簧伸長也越大，手放開彈簧，彈簧立即恢復(fù)原狀。請同學們分析演示的實驗原理。 生：…… 師：分析并設(shè)問 彈簧受到拉力會伸長，且平衡時彈簧受到的彈力和外力大 小相等，彈簧的伸長越大，彈力也就越大?？梢姡荷扉L（原 因）→發(fā)生形變（原因）→彈力。那么彈力和伸長量之間有什么定量關(guān)系呢？本節(jié)課

5、同學們通過實驗來探究這個 關(guān)系。 二、實驗探究 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、什么是彈簧的伸長量？用什么測量？ 師：將學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，準備派代表回答。 生：閱讀課文并積極討論。 師：在實驗室巡視，并詢問情況。 師：請學生逐一回答…… 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，當鉤碼平衡時，彈簧產(chǎn)生的彈力和鉤碼的重力大小相等。 3、實驗需要測量的數(shù)據(jù)有：彈簧的原

6、長和每次所桂鉤碼對應(yīng)的彈簧的長度。數(shù)據(jù)可用表格記錄，也可用有序?qū)崝?shù)對記錄。 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、用直尺測量彈簧桂鉤碼時的長度與未桂鉤碼時的長度之差，就是彈簧的伸長量， 師：將儀器發(fā)給學生，每4人一套。 生：學生討論并得到實驗方法： 將彈簧上端固定在鐵架臺的支架上，下端桂上鉤碼靜止 時，彈力大小等于重物受的重力，以此測量彈力的大小F, 從固定于豎直支架上的刻度尺上測由懸桂重物時彈簧的伸長量x（或總長度）。 生：學生實驗，并列表記錄實驗數(shù)據(jù)。 師：在實驗室巡視，檢查并指點，讓學生進一步思考。抽查學生統(tǒng)計的表格（可能有多種表格）

7、，并在實驗展臺上展示。然后給由參考表格如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 10 x0x1x2Δx0 Δx1Δx2m0mlm2F0F1F2 引導(dǎo)學生將表格中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有序?qū)崝?shù)對：(F,Δx) 1、(F1,Δx1)2、(F2,Δx2)3、(F3, Δx3)…… 有利于學生利用數(shù)學知識，在F-Δx直角坐標系中描點。 師：根據(jù)學生設(shè)計表格中測量的數(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，彈簧的伸長為橫坐標，建立平面直 角坐標系；

8、 2、根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在坐標紙上描點； 3、按照圖中各點的分布與走向，嘗試作由一條平滑的曲線(含直線)，所畫的點不一定正好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同。 生：學生處理數(shù)據(jù)…… 師：抽查學生數(shù)據(jù)處理情況，抽調(diào)幾張結(jié)果在多媒體上展示，并進行點評，好的給予肯定，差的進行修改和豉勵。 師：1、根據(jù)F—Δx圖象，猜測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)圖象猜測得到函數(shù)：F=kx; 2、函數(shù)表達式中常數(shù)的單位是：牛/米(N/m),該常數(shù)叫 勁度系數(shù)。 三、根據(jù)實

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

10、大小F與彈簧伸長的長度 Δx成正比。 四、實驗拓展 師：同學們，前面我們探究了彈力和彈簧伸長的關(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度之間又有什么關(guān)系呢？ 生：學生探索實驗…… 總結(jié)得到：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力的大小F與彈簧壓縮的長度Δx成正比。 五、例題分析 師：［多媒體展示］題目：由實驗測得某彈簧的長度L和彈 力的關(guān)系如圖所示，求： (1)該彈簧的原長為多少？ (2)勁度系數(shù)為多少？ 生：學生思考并表述觀點。 師：［多媒體給由解答過程］解：彈簧不產(chǎn)生彈力時的長度 等于原長,由圖可知該彈簧原長為L0=15cmo

11、據(jù)勁度系數(shù)的定義： 由圖線可知，該彈簧伸長Δx=(25cm-15cm)=10cm 時，彈力ΔF=50N,所以 N/m=500N/m 六、課堂練習(潛能開發(fā)，思維上升) 師：［多媒體］先生示題目，待學生做完后，再生示答案。 例：某同學在探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系時，根據(jù)實驗數(shù) 據(jù)在圖上畫由了a、b、c、d四個坐標點。 (1)根據(jù)a、b、c、d四個坐標點，畫由F-Δx圖線； (2)由圖線，若彈簧原長50cm,要使彈簧伸長到75cm,需要多大拉力(仍在彈性限度內(nèi))? 分析與解答：(1)見圖，判斷四個坐標點基本在一直線上， 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 1、實驗表明：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，原長為10cm,每根彈簧桂重 物G后，彈簧伸長都是1cm現(xiàn)把三根彈簧依次串接成一條 長彈簧，再桂上重物G,則三條彈簧的總長是（） 3、一根輕彈簧，上端固定，下端懸桂重量為G的物體， 彈簧長度為L1,如彈簧下端固定，上端放同一重物，彈

13、簧長度為L2,該彈簧自然長度為,勁度系數(shù)為。 4、一個彈簧秤，由于原彈簧損壞，換了一個新彈簧。經(jīng)測試，不桂重物時，示數(shù)為2N,桂100N的重物時，示數(shù)為 92N,那么，當讀數(shù)為20N時，所桂重物的實際重量是。 【教學說明】 本課內(nèi)容單純,最終歸結(jié)為胡克定律：F=kx。若強迫學生記憶，并加以訓練，應(yīng)對考試，98%勺學生是能掌握的，同 時還能省一個教學課時。但在中學物理教學中，應(yīng)對教材進行思想性發(fā)掘。對學生進行物理科學研究方法，培養(yǎng)實驗研究，理論探索興趣，獻身科學事業(yè)等多方面教育。這些教育應(yīng)滲透在具體課堂教學中。探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系的教 學，不僅僅注重與學生用F=kx解決問題的能力的培養(yǎng)，而且更注重對學生進行物理科學研究方法的熏陶。在本節(jié)課的 教學中突生了一條研究物理科學的一般方法：“觀察現(xiàn)象、 初步分析→實驗研究→猜測→得由規(guī)律→重復(fù)實驗、檢驗結(jié)論?！? 這種在具體知識教學的同時，進行的科學方法教育，使學 生領(lǐng)會研究物理規(guī)律的一般方法，其重要性不亞于具體物理 知識的學習，因為它對學生來說是終生受益的。