人教版高中物理必修1教學(xué)設(shè)計

課題	重力與彈力	單元	3	學(xué)科	物理	年級	高一
學(xué)習(xí) 目標(biāo)	1、知識與技能目標(biāo) （1）知道重力產(chǎn)生原因。（2）知道重力的三要素。（3）知道簡單的力的平衡方程。（4）知道重心的概念，并生活中的運用。（5）知道彈力定義和三要素，產(chǎn)生彈力的條件，和有無彈力的判斷方法。（6）掌握胡克定律。 2、過程與方法目標(biāo) （1）讓學(xué)生自己動手，找不規(guī)則薄板的中心培養(yǎng)學(xué)生動手的能力。（2）通過“重心”的概念，要學(xué)會活學(xué)活用。（3）通過觀察和實驗掌握掌握胡克定律，培養(yǎng)一定的觀察能力和初步的分析能力 3、情感態(tài)度與價值觀（1）通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，增強學(xué)習(xí)物理知識、探究自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理的興趣，并生活中的運用。（2）通過探究活動和小組合作培養(yǎng)學(xué)生善于將自己的見解公開和與他人交流和合作的能力和合作精神。
重點	1、重心的概念以及質(zhì)量分布均勻的物體重心的位置。。 2、彈力的產(chǎn)生條件和有無彈力的判斷 3、胡克定律的推導(dǎo)過程。
難點	1、重心概念的理解。 2、彈力的產(chǎn)生條件和方向和掌握胡克定律的應(yīng)用

教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)

教師活動

學(xué)生活動

設(shè)計意圖

導(dǎo)入新課

請同學(xué)們觀察圖片并結(jié)合物理知識解釋一下
出示圖片：蘋果落地；滴水的衣服；
思考討論：蘋果為什么會落向地面？衣服上的水為什么會向下？
出示動畫：彈簧的拉伸和壓縮。
思考討論：彈簧為什么能被拉伸和壓縮后能回到原來位置呢？
教師總結(jié)：這些現(xiàn)象都與我們今天要講的重力、彈力有關(guān)。

學(xué)生出示圖片，思考討論圖片中的問題。

通過學(xué)生觀察、思考引出重力和彈力。

講授新課

力有三要素，請同學(xué)們通過預(yù)習(xí)告訴我重力的三要素有哪些？
一、重力
1、由于地球的吸引而使物體受到的力，叫做重力，符號G。
2、單位是牛頓，簡稱牛，符號用N表示。
3、重力的施力物體是地球，方向豎直向下。
出示圖片：畫出重力方向
教師總結(jié)：重力的方向總是豎直向下的，不能說垂直向下。
4、物體受到的重力G與物體質(zhì)量m的關(guān)系是：G＝mg
（1）g是自由落體加速度。
（2）g的單位:N/kg，m/s2
1 N/kg＝ m/s2
（3）在沒有空氣阻力時，由靜止下落的物體做自由落體運動。做自由落體運動的物體只受到重力的作用，g又叫做重力加速度。
出示圖片：自由落體運動
鞏固練習(xí)
1.關(guān)于重力的方向，下列說法中正確的是（　　）
A．重力的方向是指向地心的
B．重力的方向是垂直于地面的
C．重力的方向是豎直向下的
D．所有物體所受重力的方向都是相互平行的
【答案】C
2．關(guān)于重力以下說法正確的是( )
A．重力的方向總是垂直地面向下的
B．把空氣中的物體浸入水中，物體所受重力變小
C．掛在繩上靜止的物體，它受到的重力就是繩對它的拉力
D．同一物體在地球各處重力大小是不一定相同的
【答案】D
跳高運動中有很多跳高姿勢，為什么運動員喜歡用背越式呢？
出示圖片：運動員跳高姿勢，背越式圖片
5、重心
一個物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫作這一點叫做物體的重心。

重心可以看作是物體所受重力的作用點。
（1）質(zhì)量均勻分布的物體，重心的位置只跟物體的形狀有關(guān)。
質(zhì)地均勻、外形規(guī)則的物體的重心，在它的幾何中心上。
出示圖片：形狀規(guī)則的均勻物體的重心
均勻細(xì)直棒的重心在棒的中點，均勻球體的重心在球心，均勻圓柱體的重心在軸線的中點。
（2）質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置除了跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān)。
出示圖片：運載不同重物的貨車
質(zhì)量不均勻、外形不規(guī)則物體的重心可以用二力平衡的知識通過實驗來確定形狀不規(guī)則物體的重心位置。
方法：先在 A 點把物體懸掛起來，通過 A 點畫一條豎直線 AB，由于A點懸線的拉力跟薄板的重力平衡，薄板的重心必定在AB連線上，然后，再選另一處D點把物體懸掛起來，過D點畫一條豎直線DE，薄板的重心必定在DE連線上。因此，AB和DE的交點C，就是薄板的重心。

出示不規(guī)則物體重心視頻
鞏固練習(xí)
3．關(guān)于物體的重心，下列說法正確的是（　　）
A．任何物體的重心一定在這個物體上
B．在物體上只有重心受到重力的作用
C．一個球體的重心一定在球心處
D．一輛空載的貨車裝上貨物后，重心會變化
【答案】D
4.如圖所示，一個空心均勻球殼里面注滿水，球的正下方有一小孔，在水由小孔緩慢流出的過程中，空心球殼和水的共同重心將會（）

A．先降低后升高
B．一直上升
C．先升高后降低
D．一直下降
【答案】A
5．把一個月牙狀的薄板懸掛起來，靜止時如圖所示．則薄板的重心可能是圖中的（）

A．A點 B．B點 C．C點 D．D點
【答案】D
6、力的表示方法
(1)力的圖示
有向線段的長短表示力的大小，箭頭表示力的方向，箭尾（或箭頭）表示力的作用點。這種表示力的方法，叫作力的圖示。

如圖為力的圖示：球所受的重力大小為6 N，方向豎直向下。
畫力的圖示時注意：
①.力的大小:用包括箭頭在內(nèi)的線段的長度表示力的大小。
②.力的方向:箭頭表示力的方向.
③.力的作用點:線段的起點或終點表示力的作用點.
（2）力的示意圖
從力的作用點開始，沿力的方向畫出一條長度合適的線段，并在末端畫出箭頭。
針對練習(xí)：用力的示意圖法表示電線對電燈6N的拉力；

通常只需畫出力的作用點和方向。
觀察圖片，思考回答問題。
出示圖片：

彈力字面意思是什么？彈力是不是只有彈簧才有？什么樣情況下才有彈力？
二、彈力
1、接觸力
（1）物體與物體相互作用時通過物體與物體接觸時發(fā)生的，這種相互作用可以稱為接觸力。
（2）通常所說的拉力、壓力、支持力等都是接觸力。接觸力按其性質(zhì)可以分為彈力和摩擦力，下面我們先研究彈力。
2、形變：物體的形狀或體積的改變叫做形變。
有時物體的形變很小，不易被覺察。一塊剖面為三角形的有機玻璃壓在另一塊有機玻璃上，發(fā)生的形變?nèi)庋鄄荒芸闯觥?span style="display:none">2pX物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

形變后，當(dāng)特殊的光通過有機玻璃不同部位時，產(chǎn)生的花紋會發(fā)生變化，利用儀器可以看到這種差異。
通過平面鏡觀察桌面的微小形變-視頻
針對練習(xí)：在一張大桌子上放兩個平面鏡M和N，讓一束光依次被兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個光點P．用力壓桌面時，觀察墻上光點位置的變化．下列說法中正確的是（　　）
A．光斑上移
B．光斑下移
C．光斑左移
D．光斑右移

答案B
解析：若在兩鏡之間桌面用力F下壓，M、N將向中間傾斜，光束的入射角減小，由光的反射定律可知，光點會在刻度尺上由上向下移動；故選：B．
3.彈力
出示圖片
被拉長的彈簧，要恢復(fù)原狀，對相連接的小車產(chǎn)生了拉力F；
被跳水運動員壓彎的跳板，要恢復(fù)原狀，對上面的人產(chǎn)生了支持力。
（1）定義：發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。
（2）產(chǎn)生條件：① 直接接觸 ② 發(fā)生彈性形變
放在桌面上的書，它對桌面的壓力F1以及桌面對它的支持力F2，都是彈力，其方向是跟接觸面垂直指向被壓或被支持的物體。

（3）彈力方向
①壓力、支持力的方向：總是垂直接觸面而指向受力物體。

曲面與平面間彈力方向

過接觸點垂直平面指向

曲面與曲面之間彈力方向：過接觸點垂直公切面指向受力物體。
②繩類的彈力方向
繩子的拉力，也是彈力，其方向是沿著繩子而指向繩子收縮的方向。

③輕桿的彈力
輕桿：桿的重力可以忽略不計的理想模型，桿的彈力不一定沿著桿。

被彎曲的細(xì)木棍把圓木推開
（4）判斷有無彈力的方法：
①條件法：對于形變效果明顯的情況，可由形變情況直接判斷彈力的存在與否。如彈簧、橡皮筋等產(chǎn)生彈力的情況。
出示圖片
形變情況一般不好判斷，那么用假設(shè)法
②假設(shè)法：撤掉與之接觸的物體，看放研究物體的狀態(tài)是否改變，若改變則存在彈力，否則不存在彈力。
小心去掉斜面，球仍靜止，說明斜面與球A之間無相互作用因而無彈力

若去掉斜面，小球則無法保持在原來的位置靜止，這說明斜面對小球有相互作用的彈力．
三、胡克定律
1、彈性形變：物體在發(fā)生形變后，如果撤去作用力能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫作彈性形變。
2、彈性限度
如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個限度叫作彈性限度。
彈簧在形變時產(chǎn)生的彈力與彈簧的伸長量是有關(guān)系的。
3、實驗：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系
（1）實驗?zāi)康模禾骄繌椈蓮椓εc形變量的關(guān)系。
（2）實驗器材：彈簧、鐵架臺、50g鉤碼5只、刻度尺

（3）實驗步驟:
①把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，觀察彈簧自由下垂時下端所到達的刻度位置，記錄原場L。
②在彈簧下端懸掛1個50g鉤碼平衡時在刻度尺上讀出它的示數(shù)。
③繼續(xù)在彈簧下端懸掛2、3、4、5個鉤碼平衡時在刻度尺上讀出它的示數(shù)填入表格中。
④以彈簧受到的彈力 F 為縱軸、彈簧伸長的長度 x 為橫軸建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點，作出 F-x 圖像。
（4）展示探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系視頻
（5）實驗數(shù)據(jù)

鉤碼數(shù)量	L/cm	?L/cm	F/mg
0	37.00	0..00	0.00
1	35.70	1.30	1.00
2	34.38	2.62	2.00
3	32.86	4.14	3.00
4	31.50	5.50	4.00
5	30.14	6.86	5.00

由 F-x 圖像能得到的結(jié)論。
（6）實驗結(jié)論
實驗結(jié)果表明，彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力F 的大小跟彈簧伸長（或縮短）的長度 x成正比。
4、胡克定律內(nèi)容
1、內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小 F 跟彈簧伸長（或縮短）的長度 x 成正比。
2、公式：F ＝ -k x
k為彈簧的勁度系數(shù), 單位是N/m. 取決于彈簧的長短、粗細(xì)及材料,彈簧越長、越細(xì),勁度系數(shù)就越小 x為彈簧伸長（或縮短）的長度。
生活中說有的彈簧 “硬”，有的彈簧 “軟”，指的就是它們的勁度系數(shù)不同。
課堂練習(xí)
6.一根勁度系數(shù)為200 N/m 的彈簧, 在受到10 N 的壓力作用時, 彈簧的長度為15 cm,當(dāng)不受外力作用時, 彈簧的長度為（    ）
A．20 cm
B．15 cm
C．10 cm
D．5 cm
答案：A
7.如圖所示，兩根相同的彈簧S1和S2，勁度系數(shù)均為k=400N/m，懸掛的重物質(zhì)量分別為 =2kg相 =4kg；若不計彈簧質(zhì)量，g取10 m/s2，則平衡時彈簧s1、s2的伸長量分別為（      ）
A．10cm、 5cm
B．15cm、 10cm
C．15cm、 5cm
D．10cm、 15cm
答案：B
8、體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺，如圖所示。足球與斜臺作用時斜臺給足球的彈力方向是

A．沿v1的反方向
B．沿v2的方向
C．先沿v1的反方向后沿v2的方向
D．沿垂直于斜臺斜向左上方的方向
答案：D
9．如下圖所示，將一個鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角燒杯中，鋼球與各容器的底部和側(cè)壁相接觸，處于靜止?fàn)顟B(tài)．若鋼球和各容器的接觸面都是光滑的，各容器的底面均水平，則以下說法中正確的是( )

A．各容器的側(cè)壁對鋼球均無彈力作用
B．各容器的側(cè)壁對鋼球均有彈力作用
C．量杯的側(cè)壁對鋼球無彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對鋼球均有彈力作用
D．口大底小的普通茶杯的側(cè)壁對鋼球有彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對鋼球均無彈力作用
【答案】A
10．關(guān)于彈性形變，下列說法正確的是　　
A．物體受力后發(fā)生的一切形變都可視為彈性形變
B．當(dāng)你坐在椅子上時，椅面發(fā)生的微小形變可視為彈性形變
C．物體在去掉外力后，能夠恢復(fù)原來形狀的形變?yōu)榉菑椥孕巫?span style="display:none">2pX物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
D．物體在外力停止作用后仍存在的形變，叫彈性形變
【答案】B
11．如圖所示，“馬踏飛燕”是漢代藝術(shù)家高超的藝術(shù)技巧的結(jié)晶，是我國古代青銅藝術(shù)的稀世珍寶，駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因為（　　）

A．馬是空心的
B．馬蹄大
C．馬的重心在飛燕上
D．馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上
【答案】D
12．在半球形光滑碗內(nèi)斜放一根筷子，如圖所示，筷子與碗的接觸點分別為 A，B，則碗對筷子在、兩點處的作用力方向分別為（    ）

A．均豎直向上
B．均指向球心
C．點處指向球心，點處豎直向上
D．點處指向球心，點處垂直于筷子斜向上
拓展提高
13．由實驗測得某彈簧所受彈力F和彈簧的長度L的關(guān)系圖象如圖所示，求：

（1）該彈簧的原長為________cm，
（2）該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m．
【答案】15    500
14．如圖所示彈性桿上支持質(zhì)量為的物體，則桿對物體的支持力大小為________，方向________。（重力加速度為）

【答案】 mg    豎直向上
15．如圖所示，A、B兩物體的重力分別是3N、4N。A用細(xì)繩懸掛在天花板上，B放在水平地面上，連接 A、B間的輕彈簧的彈力，則繩中張力及地面對B的支持力的可能值分別是（　　）

A． 7N和10N    B．5N 和2N
C． 1N和6N      D． 2N和5N
【答案】BC
一、彈力產(chǎn)生條件：
    ① 直接接觸   ② 發(fā)生彈性形變
二、彈力方向
1.壓力和支持力：
方向都垂直于接觸面指向被壓或被支持的物體。
2.拉力：繩的拉力沿著繩指向繩收縮的方向
三. 彈力大小：
1.彈簧彈力:胡克定律F ＝ k x 2.其它彈力:由物體受其它力和運動狀態(tài)求解。

學(xué)生動手畫出
重力方向

學(xué)生觀察圖片了解重心

閱讀課文了解中心位置

學(xué)生動手找出不規(guī)則物體的重心

學(xué)生動手畫力的圖示

學(xué)生畫出力的示意圖

閱讀課文說出怎樣觀察有機玻璃的形變

學(xué)生閱讀課文，觀察演示實驗，掌握實驗過程

學(xué)生練習(xí)

觀察圖片總結(jié)彈力的定義和產(chǎn)生條件

學(xué)生動手畫出彈力的方向

畫出繩子彈力

學(xué)生理解判斷有無彈力的方法

學(xué)生閱讀課文說出實驗器材

學(xué)生閱讀實驗步驟

學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)并畫出實驗圖像

學(xué)生練習(xí)

掌握重力的方向

讓學(xué)生認(rèn)識重心是假設(shè)的點并不實際存在

掌握與重心有關(guān)的的因素，能找出質(zhì)地均勻、外形規(guī)則的物體的重心

鍛煉學(xué)生實驗操作能力，掌握其原理

掌握畫力的圖示的方法應(yīng)畫出力的大小、方向、作用點。

知道力的示意圖只要標(biāo)出大小方向即可

鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

通過實驗確信微小形變的存在，體驗‘放大’的實驗方法及實驗思想

理解光斑移動原因

鍛煉學(xué)生的總結(jié)和理解能力，知道產(chǎn)生彈力的條件

掌握畫各種情況下彈力方向的

掌握繩子的彈力，其方向是沿著繩子而指向繩子收縮的方向。

鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力

掌握實驗的器材

鍛煉學(xué)生的操作能力

鍛煉學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力

鞏固所學(xué)的知識

課堂小結(jié)

1、重力：物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力。
2、重力的方向：重力的方向總是豎直向下的。
3、質(zhì)地均勻、外形規(guī)則的物體的重心，在它的幾何中心上
4、物體所受的重力與物體的質(zhì)量成正比。
表達式：G=mg
g= 9.8 N/kg，粗略計算時g =10 N/kg。
5、形變：物體的形狀或體積的改變叫做形變。
6、定義：發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。
7、產(chǎn)生條件：① 直接接觸 ② 發(fā)生彈性形變
8、彈力的方向
9、胡克定律：F＝ kx²

梳理自己本節(jié)所學(xué)知識進行交流

根據(jù)學(xué)生表述，查漏補缺，并有針對性地進行講解補充。

板書

一、重力
1．產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力．
2．大小：與物體的質(zhì)量成正比，即G＝mg.可用彈簧測力計測量重力．
3．方向：總是豎直向下的．
4．重心：其位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)．
5．重心位置的確定
質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體，重心在其幾何中心；對于形狀不規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板，重心可用懸掛法確定．
二、形變、彈性、胡克定律
1．形變
物體在力的作用下形狀或體積的變化叫形變．
2．彈性
(1)彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力能夠恢復(fù)原狀的形變．
(2)彈性限度：當(dāng)形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個限度叫彈性限度．
3．彈力
(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫作彈力．
(2)產(chǎn)生條件：物體相互接觸且發(fā)生彈性形變．
(3)方向：彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反．
4．胡克定律
(1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比．
(2)表達式：F＝kx.
①k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質(zhì)決定．
②x是形變量，但不是彈簧形變以后的長度．

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【最新2023】人教版高中物理必修一【3.1重力與彈力】教案

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