(2021新人教版)高中物理必修第一册3.1重力与弹力 教案.doc

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1、3.1 重力与弹力重力与弹力 教学目标:教学目标: (一)知识与技能(一)知识与技能 1、了解重力产生的原因,会确定重力的大小和方向理解重心的概念。 2、知道力的三要素,会画力的图示和力的示意图。 3、知道形变的概念,理解弹性形变和弹性限度。 4、知道弹力的定义及产生条件,会判断两个物体间是否存在弹力,并会判断弹力的方向。 5、掌握胡克定律并能解决有关问题。 (二)过程与方法(二)过程与方法 1、通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理方法。 2、能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关。 3、通过体验微小形变的存在,培养学用“放大”的实验方法观察微小形变的实验思

2、想。 4、通过实验探究,理解物体的形变,从而认识弹力产生的条件。 (三)情感态度与价值观(三)情感态度与价值观 1、养成用科学的质疑的态度去学习知识的习惯,善于在学习的过程中提出问题。 教学重难点:教学重难点: 重点: 1、力的概念、图示以及力的作用效果。 2、重力的概念及重心的理解。 3、弹力有无的判断和弹力方向的判断。 4、弹力大小的计算。 5、实验设计与操作 难点: 1、力的概念。 2、重心的概念和位置。 3、弹力有无的判断和弹力方向的判断 教学过程:教学过程: 一、导入新课:一、导入新课: 为什么熟了的苹果总是落向地面? 二、讲授新课:二、讲授新课: 1、重力、重力 【教师引导】自然界

3、的物体不是孤立存在的,它们之间具有多种多样的相互作用。正是由于这些 相互作用,物体在形状、运动状态等许多方面会发生变化。如何来研究这些相互作用呢? 【教师总结】 1)力:物体与物体之间的相互作用,称作力。 1力不能脱离物体而存在,一定同时存在施力物体和受力物体。 2力的作用是相互的,一个物体是受力物体的同时也是施力物体。 3发生相互作用的两个物体不一定相互接触。 2)力的作用效果:改变物体的运动状态使物体发生形变。 3)力的三要素:大小、方向、作用点。 4)力的单位:牛顿,符号:N。 【教师提问】为什么熟了的苹果总是落向地面? 【学生回答】因为受到重力作用。 【教师提问】重力是怎样产生的呢?

4、【教师引导】由于地球的吸引。 【教师提问】物体的重力就是地球的吸引力? 【讨论总结】重力只是地球吸引力的一部分,地球的引力是使物体在地球上,另一部分使物体随 地球自转而转动。 【教师总结】 1)重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。 一切物体都受重力作用,物体所受重力的施力物体是地球 物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关 2)重力的大小:G=mg 其中 g 是自由落体加速度,g=9.8m/s2或 10m/s2 3) 重力的方向:竖直向下 竖直向下指垂直于水平面向下,不是垂直于支持面向下。 【教师提问】重力作用点在哪? 【教师引导总结】 重心:等效看成受重力的作用点。 定义: 一个物体

5、的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重 力集中作用于一点,这一点叫做物体的重心。 重心的位置:A:形状规则,质量均匀分布的物体,它的重心在其几何中心处。 例如,均匀细 直棒的重心在棒的中点,均匀球体的重心在球心,均匀圆柱体的重心在轴线的中点。 B: 质量分布不均匀的物体, 重心的位置除了跟物体的形状有关外, 还跟物体内质量的分布有关。 载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化。通过多媒体课件动图展示:汽车货物不同, 重心也不同的动图。 C:重心的位置是变化的。 E:悬挂法(二力平衡)确定薄板重心的位置。例如,要 确定薄板的重心位置,可以先在 A 点把物体悬挂起来,

6、通过 A 点画一条竖直线 AB, 由于 A 点悬线的拉力跟薄板的重力平衡, 薄板的重心必定在 AB 连线上; 然后, 再选另一处 D 点把物体悬挂起来,过 D 点画一条竖直线 DE,薄板的重心必定在 DE 连线上。因此, AB 和 DE 的交点 C,就是薄板的重心。 通过多媒体课件动图展示:矩形框和圆环通过悬挂法找到重心的动图。 观察图可得 D:重心不一定在物体上。 5、力可以用有向线段表示。 力的表示方法有两种,分别是力的图示和力的示意图。 1力的图示:用一根带有箭头的线段来表示力。力的图示可以精确的描述力的大小、方 向和作用点。如图所示,带箭头的线段,箭头表示力的方向,线段的长度和标度一起

7、 表示力的大小,线段的起点表示力的作用点。作图时注意分度的选取。 力的示意图: 只在图中画出力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到 了力。在不需要准确标度力的大小时我们选用力的示意图,较为方便,所以平时我们用的绝大多数 都是画力的示意图。 6、作力的图示的步骤 选取合适的标度; 从作用点开始沿力的方向画一条线段,线段的长短按选定的标度和力的大小画出,线段上标 出刻度,注意必须是整数倍; 在线段的末端加箭头表示力的方向; 标上力的大小和名称。 2、弹力、弹力 【教师引导】通过日常生活中的很多相互作用,引出接触力的概念。 【教师总结】 接触力:物体与物体接触时发生的力。 【教师引导】通过多媒体

8、课件动图展示:撑杆跳高、锻打工件的场景。引出形变概念。 形变:物体在力的作用下的形状或体积会发生改变。 【思考讨论】在力作用下一切物体都会发生形变吗? 【教师总结】任何物体都可以发生形变, 有些较为明显, 有些极其微小, 需要通过仪器才能观察到。 【实验演示】 通过平面镜观察桌面的微小形变 在一张大桌子上放两个平面镜 M 和 N,让一束光依次被这两面镜子反射,最后射 到墙上,形成一个光点。按压两镜之间的桌面,观察墙上光点位置的变化。这个现象说 明了什么? 通过多媒体课件动图展示: 通过平面镜观察桌面的 微小形变。观察两个动图当有压力在桌面上时,光点 的位置发生变化,压力越大变化就越明显。这个现

9、象 说明了桌子发生了微小形变。 【教师总结】 1)弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状,对与它接触的物体发生力的作用,这种力叫 做弹力。 注意: 弹力不是指“弹簧产生的力” 。 某一弹力的产生是施力物发生弹性形变产生的。 2)弹力产生的条件 直接接触发生弹性形变 3)弹力的方向:垂直于接触面 4)几种常见的弹力及方向: 曲面与平面间弹力方向:过接触点垂直平面指向受力物体 点与平面间弹力方向:过接触点垂直平面指向受力物体 点与曲面间弹力方向:与过接触点的切面垂直并指向受力物体 曲面与曲面间弹力方向:与过接触点的公切面垂直并指向受力物体 绳子拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向 轻杆的弹

10、力(不计质量不发生形变的杆) :可拉可压;杆所受的力不一定沿杆的方向。 【教师提问】碎了的花瓶还有弹力吗? 【教师引导】物体在发生形变后,如果撤去作用力能够恢复原状,这种形变叫作弹性形变。不能 够回复原状的叫作塑性形变。 通过多媒体课件动图展示:弹性形变和塑性形变。如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后 物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。 【教师提问】弹簧在形变时产生的弹力与弹簧的伸长量有什么关呢? 【实验演示】 实验探究弹簧弹力与形变量的关系 实验思路 探究弹簧弹力与形变量的关系,需要测量多组弹簧弹力和形变量的数据,如何测量?说出你的 想法。 进行实验 要完成这个实验探究

11、,我们可以通过如图所示的装置进行实验。把弹簧上堆固定在铁架台的横 杆上,观察弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置。 在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录弹簧在不同弹力下伸长的长度(弹簧弹力等于钩码的重 力)。 数据处理 为了找出弹簧弹力与形变量的关系,我们以弹簧的弹力 F 为纵轴、 弹簧伸长的长度 x 为横轴建立直角坐标系。 根据表格 中的实验数据,在坐标纸上描点,作出 F-x 图像。 由 F-x 图像,你得出了什么结论? 通过多媒体课件动图展示:探究弹簧弹力与形变量的关系 实验的结论是:弹性限度内,弹力大小与形变量成正比。 3、胡克定律、胡克定律 【教师总结】 英国科学家胡克经过研究发现,在弹性限

12、度内,弹簧发生弹性形变时,弹力 F 的大小 跟弹簧 伸长(或缩短)的长度 x 成正比,即: F = k x k 称为劲度系数,单位 N/m,由弹簧的材料,粗细,长度等自身性质决定。 既适用于弹簧拉伸,也适用于弹簧压缩, x 是弹簧的形变量(压缩或伸长)。 随堂练习:见 ppt 【板书设计】【板书设计】 3.1 重力与弹力重力与弹力 一、重力 1、定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。一切物体都受重力作用,物体所受重力的施力物体是 地球。 2、大小:G=mg,单位是牛顿,简称牛,符号用 N 表示。物体所受的重力与它所处的运动状态、速 度大小无关。 3、方向:方向竖直向下。 4、重心:等效看成受重力的作用点。 5、力可以用有向线段表示。 力的图示:用一根带有箭头的线段来表示力。 力的示意图:只在图中画出力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到了力。(粗略,常用) 二、弹力 1、形 变:物体在力的作用下的形状或体积会发生改变。 2、弹力:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用。 3、弹力产生的条件:直接接触挤压,发生弹性形变。 三、胡克定律 F = k x k 称为劲度系数,单位 N/m,由弹簧的材料,粗细,长度等自身性质决定。 既适用于弹簧拉伸,也适用于弹簧压缩, x 是弹簧的形变量(压缩或伸长) 。 【教学反思】【教学反思】

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