高中物理_形变与弹力教学设计学情分析教材分析课后反思

《形变与弹力》教学设计

一、设计思想

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图片设计，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和玻璃瓶的微小形变实验，使学生感悟科学的探究方法和强化创新的意识。在学生分组实验中，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、学科素养要求

1、物理观念

①知道什么是弹力及弹力产生的条件；

②知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中正确画出力的方向。

2、科学思维

①以“弹簧”为例来研究弹力，引导学生物理模型的建构；

②通过实例介绍放大法、假设推理法，巩固列表法、图像法，注重对学生进行物理方法的渗透和引导。

3、实验探究

①通过实验探究研究影响弹力大小的因素及胡克定律;

②会用胡克定律解决生产、生活中的实际问题，会确定实际问题中的弹力方向。

4、科学态度与责任

观察和实验，培养学生对科学的好奇心和求知欲。

五、重点、难点分析

1、教学重点

①弹力有无的判断和弹力方向的判断。

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。

2、教学难点

弹力有无的判断及弹力方向的判断。

六、教具媒体

1．演示形变用的弹簧、橡皮条、太空泥、铜丝、激光器、平面镜、玻璃瓶等。

2．演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码、中垂线、坐标纸等。

3．多媒体课件

七、教学过程

(一)引入新课

多媒体运动员撑杆跳和射箭的图片，引导学生分析它们产生弯曲形变的原因，是因为受到力的作用，引入新课。

展示本节课学科素养要求。

（二）教学过程设计

1、形变

回顾初中学过的知识，得出形变的定义以及包含的几种情况。

再次回忆形变的分类，可分为弹性形变和范性形变。

[体验形变]

学生利用实验用品，体验形变，并回答弹簧及橡皮条与太空泥和铜丝的形变有何不同，引出形变的分类。

形变的类型：弹性形变：撤去外力后，物体能够恢复原来形状的形变。

范性形变：撤去外力后，物体不能够恢复原来形状的形变

教师鼓励学生举一些身边的或生活中范性形变的例子，指出高中阶段重点研究的是弹性形变。

举例说明，用力不当时，容易对仪器产生损害，出示拉坏的弹簧图片，引出弹性限度。

弹性限度（定义）：当弹性形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能恢复原状，这个值叫弹性限度。

[教师总结]物体在力的作用下发生形变，但不同物体形变程度是不一样的。

举例：弹簧发生的是明显形变

提问：手按压桌面，桌面有没有发生形变呢？同学回答不能用肉眼观察到。

[教师演示]微小形变（属于弹性形变）

把激光器和平面镜放在学生课桌面上，打开激光器照射平面镜，发现墙面上出现了红点，同学回答说是由于激光被平面镜反射。然后邀请同学上台使劲按压桌面，让同学们观察红点有什么变化，并分析红点的移动方向，得出桌面在手的作用下发生了微小形变，并且是弹性形变。

再演示装有红墨水的玻璃瓶在手的按压下能不能发生形变？通过观察细玻璃管中水柱的变换，发现玻璃瓶在手的作用下也发生了形变，还是弹性形变。

学生体会和感受其中“放大方法”的精妙之处。

2、弹力

1）弹力定义

举例，手拉弹簧，弹簧发生弹性形变，此时手明显感觉到弹簧对手的拉力，为什么会产生这个拉力呢，这是因为弹簧要恢复原状，就对手产生拉力的作用，这个拉力就是弹簧对手的弹力。

总结出弹力定义，条件。

2）弹力的方向

以图表为例：

向。得出弹力方向的规律。

b、小结：①压力和支持力：方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体

②拉力：绳的拉力沿着绳指向绳收缩的方向

随堂练习

练习几种常见接触面间的弹力方向的判断，总结出一般规律。

3）弹力的大小

分析：不同物体发生形变时所产生的弹力的大小要视具体情况确定，一般而言是比较复杂的。人们通过对各种不同的物体发生形变时所产生的弹力的情况的研究，发现弹簧弹力的大小与弹簧的形变量之间是有一定的规律可循的，本节课就以弹簧为例来探究弹簧的弹力的大小与形变量之间的关系。

如何研究呢？就要进行实验探究。先介绍桌子上的实验装置，有铁架台，铁架台上挂着弹簧和重锤，弹簧旁边固定有刻度尺，刻度尺下边有坐标纸，桌子上有钩码。下面请同学们利用桌子上的实验装置来设计实验，构思实验步骤，讨论以下三个问题：

（1）如何测量弹簧的形变量x？

（2）如何测量弹簧弹力的大小F？

（3）怎样分析F和x之间的关系？

学生讨论、分析，提问学生回答以上三个问题，得出实验方法，教师进一步引导，分析列表法和图像法。

介绍实验装置的改进，在铁架台上固定坐标纸，弹簧悬挂钩码后发生弹性形变，在读弹簧形变刻度的同时，在坐标纸上点上该位置，挂几个弹簧，就点几个点。过这几个点和坐标原点连线，就画出了坐标轴X，标出了各个形变量，不再需要通过图表中的数值进行描点确定形变量的位置，这样改进后减少了实验时间，提高了实验效率。