高一物理《重力、彈力》教案設計

2021-04-06 教案

　　【教學內容】

　　第一單元第3節第1課時：“重力、彈力”。

　　【教學目標】

　　知識與技能：知道力是物體對物體的作用，能在具體問題中區分施力物體與受力物體。知道力既有大小又有方向，是矢量；了解重力的概念，知道重力的方向及大小計算；了解彈力的概念及其產生條件。

　　過程與方法：通過聯系生產生活中的力現象，通過各種力現象的區別比較，培養觀察概括能力及分析綜合能力。

　　情感態度價值觀：通過對微小形變現象的實驗觀察，培養嚴謹求實的科學態度。

　　【教學重點】

　　重力、彈力的概念。

　　【教學難點】

　　彈力的產生條件及方向確定。

　　【教具準備】

　　彈簧、彈簧秤、小車、砝碼、橡皮泥、PPT課件等。

　　【教學過程】

　　◆創設情境──引出課題

　　一、力

　　1．回顧初中所學內容：

　　（1）什么是力？

　　力是物體對物體的作用。這里的作用指的是一個物體提、壓、推、拉另一個物體，所以一提到力，至少有兩個物體，一個物體施加出力，稱為施力物體，另一個物體受到力，稱為受力物體，力不能離開物體而存在。

　　（2）力作用在物體上，能產生什么效果？

　　力作用在物體上，可以改變物體的運動狀態，使物體產生加速度；也可以改變物體的形狀。

　　（3）力的三要素是什么？

　　力有大小、方向、作用點，稱為力的三要素。意思是說，力作用于物體，所產生的作用效果與力的大小、方向、作用點有關系。要明確說明一個力，就要說明白力的大小是多少牛頓，方向朝什么方向，作用在受力物體上的什么位置（點）。

　　力是矢量。

　　（4）力的單位是什么？

　　在國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，用字母“N”表示。

　　（5）力的大小能測量嗎？

　　力的大小可用測力計來測量。

　　（6）如何用圖示表示一個力？

　　用圖示表示一個力，就是運用圖形表示出力的三要素。具體做法是：從力的作用點起，沿力的方向按一定的標度（比例）畫一條帶箭頭的線段，這樣，線段的起點就代表力的作用點，線段的長度表示力的大小，箭頭的方向表示力的方向。

　　在以后的學習中常常需要分析一個物體的受力情況，用受力示意圖表示分析結果，相當于畫出每個力的圖示，不過對線段的長度沒有嚴格要求，不需要確定標度。

　　2．教師講述

　　在物理學的力學部分，按照力的產生過程，即力的性質，把力分為重力、彈力、摩擦力。

　　◆合作探究──新課學習

　　二、重力

　　1．回顧初中所學內容

　　（1）什么是重力？

　　由于地球的吸引而使物體受到的力是重力。需要注意的是，重力是由于地球對物體的吸引而產生的，但重力不等于地球對物體的吸引力。

　　（2）重力的方向是怎樣的？

　　重力的方向是豎直向下的。

　　（3）怎樣測量重力的大小？

　　演示并講解：將物體掛在彈簧秤彈簧自由端的掛鉤上，提起彈簧稱外殼上的掛鉤，使彈簧秤和物體靜止在空中，此時彈簧秤指鐘所指出的值，就是被測物體所受重力的大小。

　　（4）物體所受的重力大小與它的質量有什么關系？

　　在地球上的同一地點，物體所受的重力的大小與物體的質量成正比，用公式表示就是：，式中的，表示質量1kg的物體受到的重力是9．8牛頓。

　　若已知物體的質量，利用此式可以求出物體的重力大小。

　　物體的質量不隨它的'地理位置的變化而變化，但不同地理位置處的g值不一樣，所以同一物體在地球上的不同位置（緯度）所受重力大小不同。

　　（5）怎樣確定重力的作用點？

　　物體有一定的大小和形狀，它的各個部分都受到重力作用，我們可以把各部分的重力等效成物體上的一個點所受到的重力，這個點稱為物體的重心。

　　2．交流評價──關于重心的討論

　　（1）重心的確定：對于形狀規則且質量分布均勻（各處密度相同）的物體，它的重心就在它的幾何中心。如均勻球體的重心在球心，均勻細桿的中心在它的中點，均勻圓柱體的重心在其軸線的中點。

　　質量分布不均勻的物體的重心位置，隨物體中質量分布的變化而變化；有些物體的重心不一定在物體上，可能在物體之外。

　　（2）重心與穩度

　　把物體豎直放置在支持面上，物體的重心位置越低，物體受到讓它晃動的力以后，越不容易翻到，重心位置越高，越容易翻到。

　　在建筑中，建筑物的重心應盡量低；裝載貨物的車輛、船只的重心要盡量低。

　　三、彈力

　　1．舉例并演示

　　（1）物體的形變：物體受力作用后，形狀發生變化。

　　（2）兩種形變：用橡皮筋、彈簧、橡皮泥等演示并說明：有些物體，當引起形變的外力撤去后不能恢復原狀；有些物體，當引起形變的外力撤去后，能夠恢復原狀，這種形變叫彈性形變，能夠發生彈性形變的物體具有彈性。

　　（3）彈力的演示：用彈簧與小車演示被壓縮或拉長的彈簧能夠對別的物體（使它形變的物體）產生力的作用，想把使它形變的物體彈開，這種力是由于物體發生了彈性形變而產生的，稱為彈力。

　　2．探究彈力的產生條件

　　（1）兩物體直接接觸。

　　（2）兩物體的接觸處發生彈性形變。

　　這兩條必須同時具備，才會出現彈力。接觸處是否發生彈性形變，可根據其中一個物體所受已知力的方向確定，如對另一物體在接觸處造成擠壓或拉伸效果，則接觸處一定發生彈性形變。如將書本放在水平桌面上，書本受到向下的重力，書本向下擠壓桌面，使桌面向下彎曲，桌面產生向上的彈力F2，作用給了書本，支持著書本，按這個效果，可稱它為支持力；同時桌面向上擠壓書本的下表面，使其向上彎曲，書本產生向下的彈力F1作用給了桌面，向下壓桌面，可稱為壓力。

　　3．彈力方向探究

　　（1）壓力、支持力的方向：垂直于接觸面指向被壓物體或被支持的物體。

　　（2）拉力的方向：線、繩子等只能產生伸長形變，所以只能產生拉力，拉力沿著線、繩子指向它們縮短的方向

　　4．彈力大小的探究

　　（1）與物體的彈性形變大小有關，彈性形變越大，彈力越大。

　　（2）彈性限度：學生閱讀課本相關內容。

　　5．彈簧彈力大小探究──胡克定律

　　（1）內容：在彈性限度內，彈簧的彈力的大小跟彈簧伸長（或縮短）的長度成正比。用公式表示就是：。式中的x是彈簧伸長或縮短的長度，單位是m，k稱為彈簧的勁度系數，單位是N/m，F是彈力，單位是N。

　　（2）彈簧的勁度系數：

　　胡克定律公式中的k稱為勁度系數，它的大小只由彈簧自身因素決定，如彈簧的長度、材料、粗細等，與彈力大小及形變大小無關。

　　（3）應用：彈簧測力計測量力的大小，緩沖裝置等。

　　◆案例研究──歸納小結