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1、探究弹簧弹力和伸长量的关系教学设计滨海县五汛中学 吴正荣【教材分析】探究弹簧弹力和伸长量的关系是普通高中课程标准实验教科书物理必修1（上海科技教育出版社）第三章第二节中一个探究性实验，是学生了解弹簧弹力大小与其伸长量之间的关系和培养学生探究式学习的一个很好的机会，“弹力”是第三章“力与相互作用”这一章中介绍的第二种性质的力，是学生学习摩擦力的基础，而本章又是力的基础知识，是静力学和动力学所必需的预备知识，本章的内容与初中学过的力学知识联系密切，是初中知识的扩展与深化，在这一章里，主要讲述了两种重要性质的力弹力和摩擦力，以及对物体基本的受力分析，这些知识是进一步学习力学的基础。本节课是第二课时，
2、是在学生了解了弹力的产生，弹力有无的判断和常见几种弹力方向之后，进一步了解弹力的大小与其形变量的关系，那么，弹簧弹力的大小与形变有何关系呢，这就是我们本节课所要研究的问题。【学生分析】初中教材第十二章（新课程人民教育出版社）“力和机械”中的第二节就是“弹力”，在这一节中，讲了四个名词：弹性、塑性、弹性限度、弹力，还讲了弹力的大小可以用弹簧测力计测量，并简单介绍了弹簧测力计测弹力大小的原理，没有提到弹力的方向和胡克定律。初中物理课程标准对这一节的要求是知道什么是弹力，弹力产生的条件，能正确使用弹簧测力计，知道形变越大弹力越大。学生在初中已经学习了“弹力”的初步知识，对弹力的概念有一个初步的了解，
3、但对如何求弹力的大小和方向还不明确，通过第一节课的学习学生已经熟悉了弹力的概念，知道弹力产生的条件，一般有无弹力的判断，明确了弹力的方向，本节课我们就进一步了解弹力大小与形变量的关系，对弹簧弹力的大小与其形变量的关系做定量的研究。【教学目标】知识与技能1、加深弹力和形变关系的理解；2、了解弹簧弹力与形变量的正比关系；3、提高学生分析、解决实际问题的能力。过程与方法在探究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系的过程中体会物理学中一般研究问题的基本方法以及基本过程情感态度价值观培养学生的探索精神和团队协作精神，激发学生的求知欲；通过物理学史培养学生爱国主义思想；【教学重点】探究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系。
4、【教学难点】实验数据的处理方法。【教学方法】实验法、讨论法。 【课前准备】教师准备：（弹簧秤、钩码、直尺、铁架台）16套、CAI课件、多媒体展台。学生准备：三角板、笔、草稿纸。【课时安排】1课时【教学流程设计】提问投影思考并回答问题总结并提出问题引入新课开始分析并讨论分析指导课堂小结布置作业结束教师展示实验结果得出结论：总结实验步骤学生分组实验指导分析记录并处理实验数据学生汇报实验结果投影拓展分析学生练习 【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图复习知识1、 什么叫形变？2、什么是弹力？弹力产生的条件是什么？2、 弹力的方向如何？举例说明。根据学生回答纠正总结，并用多媒体展示答案:1、物体
5、的形状或体积的改变叫做形变；形变按性质可以分为弹性形变和范性形变（或塑性形变）。2、发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，就会对跟它接触使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫做弹力；弹力产生的条件是：两物体相互接触且发生弹性形变。3、弹力的方向总是与使物体发生形变的外力方向相反。思考并回答问题通过多媒体展示，使学生明确所思考的问题。通过多媒体展示使学生对比，加深对知识的理解。引入课题通过前面的学习我们了解了弹力的产生、产生条件以及它的方向，认识了弹力的大小跟形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力就随着消失，今天我们进一步认识弹力，既然弹力的大小与物体形变量有关，那么对弹簧而言，
6、弹簧形变产生的弹力与弹簧形变量具体有什么定量的关系吗？本节课我们就通过实验来探究这个问题。通过设问，使学生明确所要研究的问题，进而留有悬念，激发学生求知欲。实验探究在弹簧上先挂上钩码，随着钩码数量逐次增多，让学生观察并定性分析，引导学生提出疑问：怎样定量地描述弹簧弹力与弹簧形变量之间的关系？将学生分为四人一组，先阅读课文然后讨论实验的步骤，形成统一答案写在草稿纸上，准备派代表回答。在实验室巡视，并询问情况，请学生回答1、将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长时的长度；2、将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，平衡后测出弹簧的总长并计算钩码的重量，填在记录表格里；3、改变所挂
7、钩码的个数，重复上步实验多次，将实验数据记录在表格里；4、用=-计算出弹簧各次的伸长量，填入表格将仪器发给学生，每4人一套在实验室巡视，检查并指点，让学生进一步思考,抽查学生统计的表格，并在实验展台上展示,然后给出参考表格：根据学生设计表格中测量的数据，示范数据的处理方法：1、以弹力为纵坐标，弹簧的伸长为横坐标，建立平面直角坐标系；2、根据所测数据，在坐标纸上描点；3、按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线，所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相等。抽查学生数据处理情况，抽出几张结果在多媒体上展示，并进行点评，好的给予肯定，不好的进行修改和鼓励学生注意观察随着
8、钩码数量逐次增多弹簧弹力的大小，讨论并分析实验现象阅读课文并积极讨论。学生讨论并得到实验方法学生实验，并列表记录实验数据。学生处理数据教师演示通过学生分组，阅读并分析课文，锻炼学生自己分析解决问题的能力。师生共同总结并用多媒体展示学生通过做实验，体会科学家发现建立实验定律的基本过程，锻炼学生的实验操作能力。通过学生分析处理实验数据，培养学生数据处理的一般方法，有利于他们对未知领域的学习或发现。实验总结1、根据，猜测函数关系；2、函数关系式中常数的单位如何？常数与图象中的什么有关？学生思考并讨论归纳实验结论：在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长的长度正比。函数表达式中常数k的单位是：牛/米（N
9、/m），该常数叫劲度系数培养学生通过物理图象处理一般问题的方法，通过实验数据总结出物理规律。多媒体展示实验结论实验拓展前面我们探究了弹力和弹簧伸长的关系，并得到了结论，如果弹簧被压缩，则弹簧的弹力与弹簧压缩的长度之间又有什么关系呢？在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧压缩的长度X正比：学生探索实验师生共同讨论总结通过多媒体展示 课堂小结分析胡克的其它贡献以及我国东汉时期科学家郑玄在为考工记；分析讨论课本“讨论与交流”；布置作业。思考与讨论培养学生应用知识解决问题的能力；培养学生爱国情怀。【板书设计】胡克定律：在弹簧的弹性限度内，弹簧弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比： 其中 伸长（或缩短）的长度 为劲度系数，跟弹簧的粗细、材料、长度等因素有关，这个量反映了弹簧本 身的特性，与和无关。【教学反思】新课程理念提倡科学探究，“探究弹簧弹力和伸长量的关系”适合做一个比较简单但完整的实验探究，结合本节知识内容的特点和学生的认知水平，在本教学设计中，着重突出了提出问题、设计实验方案、分析实验数据和解决问题这四个探究过程，整个教学过程注重为学生创设发现问题与提出问题的情境，重视将教学活动建立在学生认知发展水平和已有的知识经验基础上，帮助学生建立新旧知识间的联系，强调学生学习过程的自主性思考，注重在教师引导下学生自我探索的过程，体现新课程理念。
