《形变与弹力》教学设计.pdf
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1、 1 形变与弹力教学设计 一、设计思想 高一新生正处于从初中物理向高中物理跨越阶段的特点,本节教材在文字叙述上非常简洁并配有大量的插图.内容直观、感性,较易为学生接受,加上学生们在初中时对弹力已有了一定的感性认识与理论基础,若只是照本宣科,教学会很空泛。教师觉得“没戏可唱,学生则有“炒冷饭”之感。因此将弹力这节课设计成了探究性学习课,采用了“参与体验内化外延”的物理课堂教学模式,由教师创设情景,让学生自己提出想要知道的问题,在教师的引导下,通过全班同学的讨论,自评和互评来不断完善。教师在教学中通过具体的实例、实验,激发学生的求知欲望,让学生主动参与到探究的过程,成为学习的主体,积极主动地获取知
2、识和能力 本教学设计特别强调了对实验的挖掘.通过引入新课时设计的实验,培养学生的问题意识和激发学生的学习兴趣。通过教学中的若干个演示实验的设计,特别是精心设计了研究桌面的微小形变实验,使学生感悟科学的探究方法和强化创新的意识。学生在互动和探索的过程中,培养学生的合作精神、获得探究的成功体验,使原本平淡的课堂教学变得充实、饱满、有声有色。二、教材分析 形变与弹力是高中物理新课程(必修 1)第四章第二节的内容,是力学的核心内容之一,在整个高中物理中占有相当重要的地位,是以后正确进行受力分析的基础.其重点是弹力产生的原因及弹力的方向,难点是常见的弹力方向的确定。教材从物体的明显形变引入,继而通过放大
3、的思想演示“微小形变的过程中,用实例引出了形变、弹性形变和弹力的概念。并通过研究形变来探究弹力产生的原因、弹力的方向和作用点,探究支持力、压力和绳子的拉力这几种弹力产生的原因和方向.对于胡克定律的教学,要先让学生亲身经历体验,然后引导学生设计实验“探索弹力的大小与形变量大小之间的关系”,这种先从感性认识出发,上升到理性认识,再通过实验检验并进行具体运用的研究办法十分重要,在教学过程中应注意渗透.三、学情分析 通过前面的对“重力及相互作用的学习,学生已经对力的三要素及作用效果等有了一定的了解.而且在初中阶段的学习过程中,也对弹力有了初步感性的认识和一定的理念基础。在高中教学中要进一步帮助学生深化
4、对弹力的理解.弹力产生的原因及其方向的判定,是学生普遍感到难以把握的问题。为此,在这节课的教学中要精心设计实验,通过形象直观的实验教学帮助学生突破难点,并让学生在亲历探究的过程中,体验到探究未知世界的乐趣,领悟科学探究的真谛.四、三维教学目标 (一)知识与技能 1知道形变和弹性形变,能识别常见的形变。知道任何物体都会发生形变.2知道弹力及弹力产生的条件,会判断弹力的有无及弹力的方向。3知道胡克定律的表达式,了解劲度系数的单位、符号及物理意义,并能运用胡克定律解决有关问题 4知道胡克定律的图象的意义,掌握利用图象法计算劲度系数的方法。(二)过程与方法 1培养学生根据弹力产生的条件分析弹力方向的能
5、力。2通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验,培养学生自己动手设计实验和操作实验的能力,提高学生自主、探究和合作学习的能力。2 3知道实验数据处理中常用的方法,尝试使用图象法进行处理数据。(三)情感态度与价值观 1真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程中的重要作用。在用简单器材显示微小形变的过程中,体会放大法的实验思想,感受学习物理的乐趣。2通过学习弹力在生产和生活中的应用,发展将知识服务于人类的愿望。3从任何物体都能发生形变入手,培养学生用实事求是的科学态度去认识事物本来面目,不被表面现象所迷惑的科学观。五、重点难点 (一)教学重点 1弹力有无的判断和弹力方向
6、的判断。2自主设计实验探索弹簧的弹力与伸长量的关系及实验操作.(二)教学难点 弹力有无的判断及弹力方向的判断.六、教学策略与手段 本课以探究式教学模式为主,结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。1、本节课流程设计:实验引入(产生疑问)设计实验学生探究分析归纳得出结论(解决问题)拓展应用(产生新疑问).2、对探究实验设计好实验的内容、步骤和表格,便于学生的探究。3、教学中通过设计演示实验,多媒体课件动画演示创设物理情景,把复杂抽象的问题形象化,以便于学生的思考分析。七、教具准备 细钢丝、钢锯条、弹簧、海绵、橡皮泥、白纸,通过橡皮塞插有细玻璃管的椭圆形玻璃瓶、激光光源、平面镜
7、及支架(两套)、小车、橡皮筋、气球、纤维板、演示胡克定律用的米尺、弹簧、钩码、力传感器等等.八、教学过程 (一)活动中感悟 亲历体验 (课前每小组分发一根细钢丝,让学生在课前自己动手绕制一个小弹簧)(学生实验)用细钢丝绕制的小弹簧,轻轻地拉一拉或压一压,感受弹簧被拉伸或压缩的同时,手受到了力的作用。【思考】这种力是什么性质的力?它产生的条件是什么?它的大小、方向和作用点又如何呢?让学生亲身感受弹力的存在,从而揭示课题形变与弹力。(演示实验)让学生了解物体的形变。图 1 3 (小组讨论)图 1、图 2 的这些形变有什么特点:有的形变可以恢复原状,有的不可以恢复原状。【结论】能恢复原状的形变,叫弹
8、性形变;不能恢复原状的形变,叫范性形变。让学生举例在日常生活中所发现或观察到的一些形变,看看哪些是弹性形变哪些是非弹性形变.(播放视频):钓鱼时钓鱼杆的形变,绳的扭转,皮球与地面接触时,网球与球拍接触时都有形变。观看视频,形成印象,物体的形变、由于形变而产生的弹力在现实生活中很常见的。让学生感觉到,物理很实用,物理就在我身边,从而调动起其学习物理的兴趣。(二)放大形变 突破难点 一本书放在桌子上,我们知道书本对桌子有压力,桌子对书本有支持力。【提问】那么压力和支持力又是怎样产生的呢?会不会也象弹簧一样由于物体的形变而产生的呢?若有这个形变与弹簧、橡皮条的形变有什么不一样?【学生猜想】没有,可能
9、发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来。我们怎样来体现微小的形变量。在课堂教学中引导渗透微观放大的物理思想方法.设计微小形变实验,如图 3,在一个大桌上放两个平面镜,用小型激光源发射激光照射平面镜 M,用力压桌面,让一束光依次被两面镜子反射,通过反光镜的放大原理可以使墙上的光点移动很大的距离。通过放大的思想演示“微小形变”的过程,让学生认识到任何物体受到外力作用后都会发生形变的事实。【体验】如图 4 所示,用手压扁平瓶子半长轴的不同部位,以细线标记处为基准点,发现细管中的液面上升或下降,通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变.请几个学生上台体验表演,激发了学生的积极心,信心,进一步
10、体会自然科学的乐趣,领悟科学探究的真谛。(演示实验)弹簧在较大的力作用下始终处于拉伸状态,不能恢复原状。引导学生得到原因,发生弹性形变的物体要恢复原状是有条件的,不能超过一定的限度,超过一定的限度,即使撤去力的作用,也不会恢复原状,这种限度叫做弹性限度.从而说明,弹簧秤不能称量过大的物体的原因。图 2 图 4 图 3 4 【引出概念】我们把这种发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。像上面我们所熟知的拉力、压力和支持力就是最常见的几个弹力.(三)分析类比 引出条件 (对比实验)如图 5,被拉长的弹簧使小车右运动,处于原长的弹簧使小车保持静止,橡皮泥被小车
11、压缩,放手后小车不动(如图 6).引导学生分析实验现象,得出弹力产生的条件有两个:直接接触并且发生弹性形变.力是矢量,弹力也是矢量,设计师生共同完成演示实验,体会弹力方向。(演示实验)如图 7,A书本(装水气球)与桌面(纤维板)间相互挤压,并让学生完成表 1中的内容(加括号的内容).B如图 8,用电线悬挂着的电灯(用水气球替代灯泡,用橡皮筋代替电线)与电线的相互拉伸,并让学生完成表 1 中的内容(加括号的内容)表 1:内容 弹力方向 施力物体 施力物体形变的方向 施力物体恢复形变的方向 受力物体形变的方向 书本对桌面的压力(向下)(书本)(向上)(向下)(向下)桌面对书本的支持力(向上)(桌面
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