1、第2节弹力教材解读本节内容是在学习了力的概念的基础上对生活中常见的力弹力进行研究,是高中进一步学习弹力的基础;弹簧测力计是力学中重要的测量仪器,是今后研究重力、摩擦力、浮力、机械效率的基础。因此本节内容在教材中起到了承前启后的作用。弹力是一种很常见的力,日常生活中应用弹力的地方很多。对于弹力只要求了解它是怎样产生的,不必去分析它的三要素;教学重点应放在探究弹簧测力计的使用上。素养目标物理观念1.知道什么是弹力,及弹力产生的条件。2.了解弹簧测力计的原理。3.会正确使用弹簧测力计测量力的大小。科学思维通过对比撑竿跳的视频中撑竿的不同形变,知道形变的不同类型,建构弹力的概念和产生条件。科学探究经历
2、探究弹簧测力计的使用过程,进一步掌握使用测量工具的基本方法。科学态度与责任1.对周围生活中弹力应用的实例有浓厚的兴趣,体会科学技术的价值。2.通过对弹簧测力计使用的探究,培养学生探索日常用品中的科学道理的兴趣,提高学生探索新器件的能力。3.在实验中养成严谨的科学态度。重难点处理重点:弹簧测力计的正确使用。建议教师以学生分组实验的方式进行教学,课前准备足够多的弹簧测力计,通过学生实验的完成,引导学生对实验过程进行评估、交流,从而分析归纳出弹簧测力计的正确使用方法。难点:弹力的概念及产生条件。建议按照“从生活走向物理”的理念,充分利用学生的生活经验,多举一些日常生活中的事例,帮助学生加深理解。 合
3、 作 探 究探究课题:通过测量头发承受力探究弹簧测力计的使用。探究步骤:(1)观察弹簧测力计的量程、分度值及指针是否指零。(2)将一根头发拴在弹簧测力计的挂钩上,慢慢用力拉头发,读出头发被拉断的瞬间弹簧测力计的示数,即为头发的承受力。(3)用同样的方法,多测几名同学的头发,比一比谁的头发承受力更大。讨论交流:(1)怎样避免弹簧、指针或挂钩与外壳的摩擦?(使用前轻轻拉动几次;使用过程中保证弹簧的轴线方向与拉力方向一致)(2)若指针不指零且无法调节,如指在0.2 N处,直接用它测出的结果是偏大还是偏小?若示数为1.6 N,则头发的实际承受力是多少?(偏大;1.4 N)(3)在竖直使用弹簧测力计时,
4、若将弹簧测力计拿反,把头发系在了拉环上,测量结果较头发实际承受力有什么变化?(偏大,因为示数中包含了弹簧测力计自身对弹簧的拉力)教学反思关于弹簧测力计的使用探究:物理测量类器材在使用前,首先要了解器材的量程和分度值,并对器材进行调零,这是一个常识;在具体的使用过程中应该注意:避免弹簧和外壳间有过大摩擦,测量时拉力的方向应与弹簧的轴线方向一致,读数时视线与刻度线垂直,这些都是学生在学习中应该掌握的内容。另外在条件允许的情况下,教师应尽可能设置一些课外的活动,比如用三个测力计分别在两端施加力,观察测力计的示数,以达到“会正确使用弹簧测力计”的技能目标。 教学设计教师活动学生活动设计意图【导入新课】
5、多媒体播放视频巴黎奥运会杜普兰蒂斯打破撑竿跳世界纪录夺冠和奥运赛场上跳高撑竿折断两个视频。观察并思考:奥运会上撑竿跳这一运动深受大家的喜爱,请仔细观察两位运动员手中撑竿和运动员身体的变化,思考产生这种变化的原因是什么?观看视频并积极思考。回答:第一个视频中撑竿先变弯后恢复原状,运动员从地面向上跃起,过横杆后向下落去。第二个视频中撑竿先变弯后折断,运动员从地面向上跃起,但中途掉落,未过横杆。这些变化的原因是受到了力。感受力与美的结合,体会物理与生活的密切关系,激发学习兴趣。【探究新知】一、弹力(一)探究点一:弹性和塑性你可以举出生活中类似视频一和视频二中撑竿的形变的例子吗?分别有什么特点?总结:
6、像第一个视频中的撑竿和同学们举例的物体一样,受力时发生形变,不受力时,又恢复原来的形状,物体的这种特性叫弹性,发生的形变叫弹性形变。像第二个视频中的撑竿和同学们举例的物体一样,受力时发生形变不能恢复原来的形状,物体的这种特性叫塑性,发生的形变叫塑性形变。(二)探究点二:弹力(1)为了模拟运动员撑竿跳高的过程,我们来进行以下活动:活动:请各组同学,尝试用塑料尺或钢尺将粉笔头弹出去,比比哪个小组的粉笔头弹出最远。思考:不让塑料尺发生形变,能把粉笔头弹出去吗?当使塑料尺发生形变的同时,你的手有何感觉?当塑料尺形变量更大时,手的感觉有何变化?这又说明了什么呢?实验中我们发现,有一组同学在弹出粉笔头时,
7、将塑料尺掰断了,请问这组同学,撤去弹力后塑料尺还能恢复原状吗?引出弹性限度的概念。归纳总结:物体的弹性有一定的限度,超过这个限度,物体就不能恢复原状。弹力产生的条件:物体互相接触;物体发生弹性形变。同学们,你能给第二个撑竿跳高运动员一些选竿的建议吗?二、弹簧测力计(一)探究一:探究并验证弹簧的伸长量与所受拉力的关系老师提问:弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力有什么关系吗?请提出猜想,并设计一个小实验来验证一下。演示一:将弹簧挂在黑板上,此时弹簧不受外力,从弹簧上端到下端指针的距离叫弹簧的原长。(用彩条显示“原长”)当弹簧受到拉力时,它的长度会怎样?举例:交流讨论、总结特点。归纳总结:任何物体只要发
8、生弹性形变就一定会产生弹力,同一物体,弹性形变量越大,产生的弹力越大。日常生活中经常遇到的对支持面的压力、物体受到的支持力、绳的拉力等,其实质都是弹力。建议:选择弹性限度较大的撑竿、革新撑竿材料等。培养学生对生活的观察能力,感受弹性和塑性,提升归纳总结的能力。将物理与体育竞技联系,提高学生的学习兴趣。演示二:把一个钩码挂在弹簧上,此时,从弹簧上端到下端指针的距离叫弹簧的长度。(用彩条显示“总长”)请一名学生指出哪一段是由于弹簧受到拉力而伸长的长度。(用彩条显示“伸长”)教师点拨:此时弹簧的总长减去弹簧的原长就是弹簧伸长的长度。当弹簧受到的拉力增大时,它伸长的长度会怎样?教师做演示实验:分别在弹
9、簧下挂1个、2个、3个、4个完全一样的钩码,学生依次在下面的坐标图中记下弹簧受到的拉力和弹簧伸长的长度。分析数据,得出结论:在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。过渡语在一定限度内,拉力越大,弹簧伸长越长,生活中我们是怎样利用弹簧这个性质的呢?(二)探究二:探究弹簧测力计的制作和使用思考:根据物体的形变与外力大小的对应关系,能否制造一个测量力的大小的工具?出示弹簧测力计,让学生知道测量力的大小的工具。学生通过思考、观察、实验、讨论等方式认识弹簧测力计,知道其用途、原理、结构。让学生说出弹簧测力计的量程、分度值,加在弹簧测力计上的力能否超过其最大测量值?如果指针不指零应该怎么办?老师
10、总结使用弹簧测力计的注意事项:(1)要先轻轻拉挂钩几次,以避免测量时指针被刻度盘卡住;(2)被测的力要施加在挂钩上,弹簧的轴线方向要与被测力的方向一致,以防摩擦或其他阻碍;(3)加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值;(4)当指针相对于刻度盘静止时方可读数,读数时视线必须和刻度盘垂直。老师提问:同学们可以自己制作一个简易弹簧测力计吗?(老师提供素材,学生利用现有素材进行分组实验)(1)将一块光洁平整的硬纸板竖直地固定在铁架上。再将一根下端带有挂钩的弹簧的上端固定在纸板上。弹簧自然下垂时记下弹簧最下端的位置,在纸板上做好记号。(2)将0.5 N的钩码挂在弹簧上,记下弹簧最下端的位置并在纸板
11、上做上记号。(3)分别将1 N、1.5 N、2 N的钩码依次挂在弹簧上,并在硬纸板上分别记下弹簧最下端对应的位置。(4)在对应的位置上标出所用钩码的规格,这样就做成了一个弹簧测力计。拓展:为了满足不同的测力需求,人们还制作了其他形式的测力计,如握力计、拉力计等。课堂小结(略)课堂练习(略)布置作业(略)实验、感受、思考、交流、回答。学生动手实验、仔细观察、认真思考、讨论交流。实验简单易行,学生能够参与教学,提高兴趣和探究能力。通过多种学习方式,充分调动学生学习的积极性,让学生始终处于学习的主体地位,培养他们获取新知识的能力。温馨提示:为满足广大一线教师的不同教学需求,特新增“典案二教学设计”,
12、内含多种授课方式不同的教学设计案例,word排版,可编辑加工,方便使用。内容详见电子资源。典案三 导学设计学点1:弹力1.认识弹性根据实际情况选择性地完成如图725所示实验,并回答问题。图725问题:以上实验说明力能改变物体的形状。对比图中的情形,可以再次进行分类,图(a)(b)中,橡皮泥、面团发生形变后不能(选填“能”或“不能”)自动地恢复到原来的形状,物体的这种性质叫作塑性;图(c)(d)中,弹簧、橡皮筋受力时会发生形变,不受力时,又能(选填“能”或“不能”)恢复到原来的形状,物体的这种性质叫作弹性。2.认识弹力阅读教材P7相关内容,回答下面的问题。问题:(1)我们把弹簧、橡皮筋拉长时,可
13、以感受到它们对手有力的作用。物体由于发生弹性形变而产生的力叫作弹力。(2)物体的弹性有一定的限度,超过这个限度物体就不能(选填“能”或“不能”)恢复原来的形状。3.认识压力、支持力观察图726,回答下面的问题。图726问题:如图甲所示,挑水时,扁担会对肩膀施加压力,同时会看到扁担发生了弹性形变,故压力属于弹力;如图乙所示,塑料直尺会向下弯曲而发生弹性形变,故支持力属于弹力。生活中还有很多由于压力和支持力而导致的物体形变不易直接观察到,需要借助其他器材进行探究发现。综上所述,压力、支持力都属于弹力。学点2:弹簧测力计1.弹簧测力计的工作原理提出问题:弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力有什么关系?实验过
14、程:按图727所示过程进行实验,并将每次的实验结果记录在下面的表格中。图727实验次数施加拉力/N弹簧原长/cm弹簧的长度/cm弹簧的伸长量/cm102.502.500212.503.000.50322.503.501.00432.504.001.50542.504.502.00分析论证:分析表中数据可知,在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。当该弹簧受到6 N的拉力时(在弹性限度内),其长度为5.50cm,弹簧伸长了3.00cm。实验结论:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。2.弹簧测力计的使用观察如图728所示弹簧测力计,完成下列问题。图728问题:(1)原理:根
15、据弹簧测力计的结构拆分,可以知道弹簧测力计的工作原理是:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。(2)结构:根据上图可知弹簧测力计的结构主要分为指针、刻度盘、挂钩、弹簧等几部分。(3)使用观察量程、分度值:观察你使用的测力计,了解弹簧测力计的量程和分度值。图中弹簧测力计的量程为05 N,分度值为0.2 N。校零:检查测力计的指针是否指在零刻度线上,如果不在,调节弹簧测力计,使指针与零刻度线重合。顺拉:测量前,要先拉几下挂钩,防止弹簧卡在外壳上,防止弹簧与外壳之间存在摩擦。测量:将被测力作用在挂钩上,使弹簧的伸长方向与所测拉力方向一致。静止后读出弹簧测力计的示数,读数时,视线与刻度板面垂直。整理实验器材。
