3.1 重力與彈力（第1課時）

〖教材分析〗
本節內容通過接觸力和非接觸力來對重力和彈力的劃分來引入彈力的知識。通過放大法讓學生觀察到有機玻璃和桌面的的微小形變。拓寬學生的認識，在課中加入許多的動態圖更加激發學習興趣。本節的概念比較多，實驗也多，所以整體的內容比較多，需要精細化安排。學生對彈力有一定的認識的，但是不知道拉力、壓力和支持力與彈力之間的內在聯系，也不清楚彈力的產生原因，無法理解彈力的方向是與物體形變方向相反的專業術語。因此這節課要利用動圖增加課題趣味的同時，讓學生更加容易的理解好彈力的大小方向，產生條件等知識。
〖教學目標與核心素養〗
物理觀念：理解彈力產生的原因和條件；知道胡克律。
科學思維：通過體驗微小形變的存在，培養學用“放大”的實驗方法觀察微小形變的實驗思想。
科學探究：通過實驗探究，解物體的形變，從而認識彈力產生的條件。
科學態度與責任：養成用科學的質疑的態度去學習知識的習慣，善于在學習的過程中提出問題。
〖教學重點與難點〗
重點：1、彈力有無的判斷和彈力方向的判斷。

彈力大小的計算。
實驗設計與操作。

難點：彈力有無的判斷和彈力方向的判斷
〖教學方法〗
教師啟發引導與實驗探究相結合，并輔以問題法、演示法、歸納法、假設法等多種教學方法。
〖教學準備〗
彈簧、多媒體課件。
〖教學過程〗
一、新課引入
課件展示推、拉、提、舉的生活場景。

日常生活中的很多相互作用無論是對物體推、拉、提、舉。它們都是在物體接觸時產生的力。還有就是列車的牽引，鍛打工件、擊球、彎弓射箭等，它們都是在物體接觸時產生的力。
通過多媒體課件動圖展示：列車的牽引，鍛打工件、擊球、彎弓射箭。
接觸力：物體與物體接觸時發生的力。
教學設計說明：從自身實際出發，懂得相互聯系，延伸到物體上，創設問題情境，激發探究動機，引導學生發現問題。借機進行感恩教育。
結合前面學習的重力，發現重力是不需要和地球接觸的，還有磁力也是，也就是說力可以分為接觸力和非接觸力。
非接觸力有重力、萬有引力、磁場力、電場力；接觸力主要又可以分為兩類：彈力和摩擦力。彈力又可以分為：彈簧彈力、拉力、壓力、支持力。摩擦力也可以分為靜摩擦力、動摩擦力。這些在本章書我們都將會學到。
我們首先來學習的是彈力。
二、新課教學
（一）彈力
通過多媒體課件動圖展示：撐桿跳高、鍛打工件的場景。

形狀變化，例如這位運動手里的竹竿，本來是直的在力的作用下變彎曲了，
形狀改變了。還有鍛打工件，在不斷的敲打下工件原先是方形，后邊變成圓形
的，而且在不斷的敲打過程中體積也在變小了。
1、形變：物體在力的作用下的形狀或體積會發生改變。
既然在力的作用下物體就會發生形變，那么我用力推墻或者牙桌子的時候怎么不見它們發生形變啊？
也是會發生形變的，因為有力的作用在該物體上了，滿足形變的發生條件。只不過有時物體的形變很小，不易被覺察。我們要想看到這種微小的形變，需要通過儀器才能觀察到。
結論：任何物體受力時都會產生形變

物體在外力作用下會發生形變，有的形變明顯，有的形變微小，只能用實驗放大的方法顯示出來。
例如一塊剖面為三角形的有機玻璃壓在另一塊有機玻璃上，發生的形變肉眼不能看出。但是形變后，當特殊的光通過有機玻璃不同部位時，產生的花紋會發生變化，利用儀器可以看到這種差異。通過多媒體課件動圖展示：放大法觀察玻璃瓶的形變。
教學設計說明：通過放大法，給學生一種“原來如此”的感覺。感覺這個世界發生的一些微小的變化我們不知道，用一些特殊的方法就可看到了。給學生一種震撼。這個實驗是非常貼近生活的。
演示：通過平面鏡觀察桌面的微小形變

在一張大桌子上放兩個平面鏡M和N，讓一束光依次被這兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個光點。按壓兩鏡之間的桌面，觀察墻上光點位置的變化。這個現象說明了什么？

通過多媒體課件動圖展示：通過平面鏡觀察桌面的微小形變。觀察兩個動圖當有壓力在桌面上時，光點的位置發生變化，壓力越大變化就越明顯。這個現象說明了桌子發生了微小形變。
通過多媒體課件動圖展示：彈簧被拉伸的動圖和跳水運動員壓彎的跳板動圖。被拉長的彈簧，要恢復原狀，對相連接的小車產生了拉力F；被跳水運動員壓彎的跳板，要恢復原狀，對上面的人產生了支持力。
定義：發生形變的物體，要恢復原狀，對與它接觸的物體會產生力的作用，這種力叫作彈力。
在這里彈力的施力物體是發生形變的物體，受力物體是與它接觸的物體。
注意：彈力不是指“彈簧產生的力”。某一彈力的產生是施力物發生彈性形變產生的。所以也就是說拉力和支持力都是彈力的范疇，因為它們都發生了形變，和前面我們講的一樣。任何物體都會發生形變，知識形變程度不同而已，所以說任何物體都會彈力存在。

通過多媒體課件動圖展示：壓力（支持力）水平面的變化情況和拉力的情況。

例如：壓力（支持力），放在地板上的物體，它對地板的壓力以及地板對它的支持力，都是彈力，其方向是跟接觸面垂直的；
同樣拉力也是如此，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。
教學設計說明：通過對生活中常見現象的展示，增加趣味性，從而體驗物理與生活的密切聯系。
本來想輕輕壓一下這個花瓶看看是不是贗品，這個花瓶，太不經敲，碎了。問：還有彈力嗎？

物體在發生形變后，如果撤去作用力能夠恢復原狀，這種形變叫作彈性形變。不能夠回復原狀的叫作塑性形變。
通過多媒體課件動圖展示：彈性形變和塑性形變。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原來的形狀，這個限度叫作彈性限度。
由此我們可以得到彈力產生的條件：①直接接觸擠壓，②發生彈性形變。
（二）胡克定律
彈簧在形變時產生的彈力與彈簧的伸長量是有關系的。那么，彈簧在彈性
限度內，彈力大小與其伸長量有什么關呢？
自由閱讀，實驗探究彈簧彈力與形變量的關系的內容。
實驗思路
探究彈簧彈力與形變量的關系，需要測量多組彈簧彈力和形變量的數據，如何測量？說出你的想法。
進行實驗
要完成這個實驗探究，我們可以通過如圖所示的裝置進行實驗。把彈簧上堆固定在鐵架臺的橫桿上，觀察彈簧自由下垂時下端在刻度尺的位置。
在彈簧下端懸掛不同質量的鉤碼，記錄彈簧在不同彈力下伸長的長度(彈簧彈力等于鉤碼的重力）。
數據處理

為了找出彈簧彈力與形變量的關系，我們以彈簧的彈力F為縱軸、彈簧伸長的長度x為橫軸建立直角坐標系。根據表格中的實驗數據，在坐標紙上描點，作出F-x圖像。
由F-x圖像，你得出了什么結論？
通過多媒體課件動圖展示：探究彈簧彈力與形變量的關系
英國科學家胡克經過研究發現，在彈性限度內，彈簧發生彈性形變時，彈力 F的大小跟彈簧伸長（或縮短）的長度 x 成正比，即：
F = k x
① k 稱為勁度系數，單位 N/m，由彈簧的材料，粗細，長度等自身性質決定。
②既適用于彈簧拉伸，也適用于彈簧壓縮， x 是彈簧的形變量（壓縮或伸長）。
所以實驗的結論是：彈性限度內，彈力大小與形變量成正比。

例1：某同學在豎直懸掛的彈簧下加鉤碼，做實驗研究彈力與彈簧伸長量的關系。他將實驗數據記錄在表格中。實驗時彈力始終未超過彈性限度，g取10N/kg。

根據實驗數據在坐標紙上作出彈力F跟彈簧伸長量x關系的F-x圖像。
根據計算彈簧的勁度系數。

解：（1）在本實驗中，彈簧彈力與鉤碼重力大小相等。根據表格，可知道彈簧的原長為6.0cm，由鉤碼質量和G=mg，可得相應的彈簧彈力大小。在原有的表格基礎上有：

彈力	0	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5
鉤碼質量	0	30	60	90	120	150
彈簧總長度cm	6.0	7.2	8.3	9.5	10.6	11.8
彈簧伸長量m	0	0.012	0.023	0.035	0.046	0.058

根據數據繪圖如下：
（2）由胡克定律可知，勁度系數

生活中說有的彈簧“硬”，有的的彈簧“軟”,指的就是它們的勁度系數不同。
通過多媒體課件動圖展示：軟硬兩種彈簧。教學設計說明：通過對生活中常見現象的展示，增加趣味性，從而體驗物理與生活的密切聯系。

〖板書設計〗

3.1重力與彈力（第2課時）
< >彈力形變：物體在力的作用下的形狀或體積會發生改變。彈力：發生形變的物體，要恢復原狀，對與它接觸的物體會產生力的作用。本節課難以自然過渡的是接觸力那里，要不要提前進行力的分類，課本又沒有，不分類直接引入彈力又顯得太過于突然。理解彈力的產生原因是比較難的，這時我們可以采用鮮活的物理實例，如用壓彎直尺的方法模擬跳水，獲得彈力。這節課大量運用了假設法，如彈力方向判斷，彈力有無的判斷等。通過彈力的學習，發現學生對于運用胡克定律來解決實際問題的能力很薄弱，遇到題目不知道從哪方面入手，以及彈簧測力計的使用等，都把握不好，今后應當加強。

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3.1重力和彈力(第2課時）— 【新教材】人教版高中物理必修第一冊教案

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