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1、
初中物理《彈力 彈簧測力計》教學(xué)案例
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識與技能:
1、知道什么是彈力,彈力產(chǎn)生的條件。
2、了解彈簧測力計測力的原理。
3、能正確使用彈力測力計。
二、過程與方法:
1、通過觀察和實驗了解彈力測力計的結(jié)構(gòu)。
2、通過自制彈簧測力計以及彈簧測力計的使用,掌握彈簧測力計的使用方法。
三、情感態(tài)度與價值觀:
通過探究物體形變大小與外力的關(guān)系、使用彈簧測力等活動,提升學(xué)生的探究和實驗?zāi)芰Γ囵B(yǎng)學(xué)生主動參與物理學(xué)習(xí)、樂于探究、勤于動手的習(xí)慣和意識,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。
【教學(xué)重與難點】
重點:彈簧測力計的正確使用。
難點:彈簧測力計制作方案的
2、探究及其制作過程。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
教師:彈弓、彈簧、玩具小車、厚玻璃瓶(帶插細(xì)玻璃管的橡皮塞,裝有紅水)、青蛙玩具(能上弦)、彈簧測力計。
學(xué)生:橡皮筋、彈簧、直尺、氣球、鋁導(dǎo)線、橡皮泥、木塊、鉤碼、木板、支架、彈簧測力計。
【教學(xué)過程】
一、情境導(dǎo)入,明確任務(wù)
師:有沒有同學(xué)玩過彈弓?老師今天準(zhǔn)備了一個,有誰愿意上來表演一下自己玩彈弓的本領(lǐng)?
一名學(xué)生表演玩彈弓,其余的學(xué)生觀察所發(fā)生的變化。
師:請大家思考一下,必要時可以相互討論。為什么彈弓能把粉筆頭彈出去,黑板在被粉筆頭碰擊之后為什么發(fā)出“砰”的聲音而且還會留下粉筆?。?
學(xué)生思考討論。
生:因為彈弓有能量。
師:對,
3、我們把這個力叫彈力。這就是我們今天要學(xué)習(xí)研究的新知識。
板書課題:彈力 彈簧測力計
投影:學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、了解彈性、塑性及其在生活中的應(yīng)用;知道什么是彈力,彈力產(chǎn)生的條件。
2、研究彈簧伸長的長度與拉力的關(guān)系。
3、探究彈簧測力計的制作方案,并學(xué)會它的制作。
4、學(xué)會使用彈簧測力計。
二、動手操作,感知彈力
1、彈性、塑性
師:下面請同學(xué)們利用桌面上的任意器材,自己設(shè)計實驗證明“力可以改變物體形狀”這一觀點的正確性。要求設(shè)計盡量多的實驗;實驗過程中請同學(xué)們注意觀察實驗現(xiàn)象。
學(xué)生設(shè)計并操作實驗。
1 / 6
師:請一個小組把他們設(shè)計的實驗展示給大家。
生:用力拉彈
4、簧,彈簧伸長了。(失去拉力,彈簧恢復(fù)原來長度。)鋁導(dǎo)線用力折彎,變彎了。(失去拉力不恢復(fù)原狀。)直尺,用力壓變彎了。(失去力后恢復(fù)原狀。)橡皮泥用力捏,扁了。(失去力不恢復(fù)原狀。)
師:還有不同實驗嗎?
生:氣球用力壓,扁了。(失去力后恢復(fù)原狀。)
師:請各小組討論:以上這么多的實驗現(xiàn)象,有哪些共同點、哪些不同點呢?
學(xué)生思考交流。
生:共同點是:這幾種實驗器材都是物體受到力的作用時發(fā)生了變形。不同點是:有的不受力時恢復(fù)了原狀,有的不受力時卻不能恢復(fù)原狀。
師:受力時發(fā)生形變,不受力時又恢復(fù)原狀的是哪些器材?
生:彈簧、直尺、橡皮筋、氣球。
師:彈簧受力時發(fā)生形變,不受力則又恢
5、復(fù)到原來的形狀。我們把像彈簧這類物體所具有的這種特殊性質(zhì),叫彈性。
師:誰能給彈性下個定義呢?
生:受力時發(fā)生形變,不受力時又恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)叫彈性。
師:像橡皮泥,在受力時發(fā)生形變,不受力時不能恢復(fù)原來形狀的性質(zhì),在物理上,我們把物體的這種性質(zhì)叫塑性。
2、彈力
師:剛才同學(xué)們在彎尺子、拉橡皮筋(或彈簧)、壓扁氣球時,有什么感覺呢?
生:我拉彈簧時,感覺到它對手也有力的作用。
師:我們把這種力就叫做彈力,彈力是怎樣產(chǎn)生的?它的施力物體是誰呢?
學(xué)生討論。
生:我們不拉彈簧也不壓彈簧時,彈簧對手就沒有作用力,如果用手去壓或拉彈簧時,彈簧的形狀改變,對手就會有力的作用,所以
6、彈力是由于物體發(fā)生形變而產(chǎn)生的力,彈力的施力物體是發(fā)生形變的物體。
生:力的作用是相互的,只要你對別的物體施力,物體肯定也會對你有力的作用,所以我認(rèn)為物體不發(fā)生形變也會有力的作用。
師:(積極鼓勵同學(xué)們互相辯論,發(fā)表不同的意見引導(dǎo)同學(xué)們通過實驗來分析和解決問題).請同學(xué)們一起來觀察下面的實驗。
[演示]
(1)放在平面上靜止的小車,用手推動后運動起來,力改變了小車的運動狀態(tài)。
(2)將小車和一端固定、處于自由伸縮狀態(tài)的彈簧挨放在一起,小車的運動狀態(tài)不會改變。
(3)將小車和一端固定且被壓縮的彈簧挨放在一起,松開彈簧后,彈簧恢復(fù)原狀,小車向右運動(如右上圖)
師:分析上面的實驗,
7、你有什么收獲嗎?
生:小車受到力以后運動狀態(tài)才會改變.和自由伸縮的彈簧挨靠在一起的小車運動狀態(tài)沒有改變,說明彈簧不發(fā)生形變時,對車沒有力的作用;和被壓縮的彈簧靠在一起的小車在彈簧被松開后,在彈簧的作用下運動狀態(tài)改變,說明受到了彈簧的彈力,說明只有彈簧發(fā)生形變,才能產(chǎn)生彈力。
師:進(jìn)一步向同學(xué)們說明,任何物體只要發(fā)生形變就一定會產(chǎn)生彈力,有些物體發(fā)生的彈性形變是用肉眼"無法"觀察到的,如:用手捏一個厚玻璃瓶,玻璃瓶會發(fā)生彈性形變,但我們是無法觀察到的。我們?nèi)绻谄恐泄酀M有色的水。把細(xì)玻璃管通過帶孔的橡皮塞插入厚玻璃瓶中,用手輕捏厚玻璃瓶并觀察細(xì)玻璃管中水面的高度變化,就能知道厚玻璃瓶是否發(fā)生
8、了形變
。日常生活中經(jīng)常遇到的支持物的壓力、繩的拉力等,其實質(zhì)都是彈力。
師:彈力在生活中有廣泛的應(yīng)用,例如這只小青蛙(出示實物),給它上弦后,放在地上就會自己跳起來(演示),你知道生活中還有哪些地方用到彈力?
同學(xué)們討論后匯報交流。
生:我們用的自動鉛筆和一些圓珠筆里面要利用彈簧的彈力。
生:跳水運動中1m板和3 m板的跳水都是利用了彈力。
生:射箭運動員利用了弓的彈力才能把箭射出去。
生:撐桿跳高運動員利用了桿形變后產(chǎn)生的彈力。
生:體操比賽中,跳馬運動員利用踏板的彈力才能騰空,跳遠(yuǎn)運動員也要利用踏板的彈力。
生:自行車的支架上也有利用彈簧的彈力。
生:拉力器也
9、是利用了彈簧的彈力。
師:同學(xué)們講得都非常好.大家能說出這么多利用彈力的例子,說明在平時的生活中大家一定是注意仔細(xì)觀察,認(rèn)真思考了,以后還要繼續(xù)保持這種好習(xí)慣.
師:彈力的產(chǎn)生離不開形變,而形變又離不開外力,那么,物體形變的大小與外力的大小有沒有關(guān)系呢?請同學(xué)們思考,再設(shè)計一個小實驗來驗證一下。
學(xué)生根據(jù)自己的猜想設(shè)計并進(jìn)行實驗。
生1:用手拉彈簧,逐漸增大拉力,彈簧被拉得越長。
生2:用手壓氣球,壓力越大,氣球被壓得越扁。
生3:將直尺搭放在兩個木塊之間,觀察直尺的形變,然后在尺中央放一個鉤碼、兩個鉤碼,觀察到直尺的形變越來越明顯。
師:在剛才的實驗中,你們能得出什么結(jié)論?
10、生:作用在物體上的外力越大,物體的形變也越大。
三、探究彈簧測力計
1、彈簧測力計的原理
師:在剛才的實驗中,我們知道了拉力越大,彈簧的伸長就越長。那么彈簧伸長的長度與拉力之間有沒有什么具體的數(shù)量關(guān)系呢?請同學(xué)們利用支架上的彈簧和一把老師自制的刻度尺進(jìn)行探究。
師:首先請觀察一下老師自制的刻度尺??潭瘸叩牧憧叹€沖齊了彈簧未掛鉤碼時的下邊沿。這樣就可以直接讀出彈簧伸長的長度了。
師:另外我還要告訴大家,每個鉤碼的質(zhì)量是50g,所以一個鉤碼對彈簧的拉力為0.5N。下面請同學(xué)們設(shè)計實驗方案并進(jìn)行實驗。
學(xué)生分別將1個、2個、3個、4個、5個鉤碼掛在彈簧下,讀出并記錄彈簧伸長的長度。
師
11、:下面請**組展示探究結(jié)果。
生:投影記錄表格
彈簧受到的拉力/N
0.5
1
1.5
2
2.5
彈簧伸長的長度/cm
1
2
3
4
5
通過實驗數(shù)據(jù)分析,我們得出的結(jié)論是:彈簧伸長的長度與拉力成正比。
師:彈簧伸長的長度與拉力成正比,根據(jù)這一原理制成了一種非常有用的工具——彈簧測力計。
2、彈簧測力計的制作
師:要制成彈簧測力計,需要哪些器材呢?請各小組做出選擇。然后討論如何制作彈簧測力計,即具體制作方案。
學(xué)生交流討論。
生1:我們選的材料是:木板、彈簧。制作步驟:①定零刻線:不掛物體時,記下
12、彈簧最下端所對位置即零刻線。②在彈簧掛鉤上掛1個鉤碼,在彈簧最下端對應(yīng)的位置畫出對應(yīng)的刻線。③量出從零刻度線到掛上鉤碼后彈簧最下端對應(yīng)的刻度線的長度,平均分成5份,每一份是0.1N,并畫出刻線。④按0.1N的長度依次畫出刻線.
生2:我們選的材料是:木板、彈簧。制作步驟:①定零刻線:不掛物體時,記下彈簧最下端所對位置即零刻線。②定終刻線:掛四個鉤碼,記下彈簧最下端所對位置即為2N。③根據(jù)最小刻度的要求,在0~2N 之間平均分格,畫出所有刻線。
……
師:同學(xué)們的制作方案都很好,請用你們認(rèn)為的最佳方案制作彈簧測力計。我們統(tǒng)一要求:制作出來的彈簧測力計的量程為2N,分度值為0.1N。制作過程
13、中請注意相互配合好。
學(xué)生制作彈簧測力計。
師:你是否覺得我們的彈簧測力計還有需要進(jìn)一步完善的地方?
學(xué)生思考交流。
生:可以把彈簧下面加了一根線,可以方便掛上物體測量。
生:可以在彈簧的最下端固定了一根指針,可以使讀數(shù)更方便。
師:老師再在你們共同制作的測力計上加一個拉環(huán),就變成了實驗室常用的彈簧測力計。
3、彈簧測力計的使用
師:(出示彈簧測力計),同學(xué)們來觀察一下常用的彈簧測力計的結(jié)構(gòu)。
生:實驗室常用的彈簧測力計由彈簧、掛鉤、拉環(huán)、刻度、指針等幾部分組成。
師:實驗室常用的彈簧測力計和同學(xué)們自己制作的測力計比較,有什么不同?
生:實驗室常用的測力計刻度盤是活動的
14、,使用前,如果測力計的指針沒有指在零點,可以方便地調(diào)整。
師:現(xiàn)在請一位同學(xué)給我們演示一下用彈簧測力計測一個物體的重力,同學(xué)們注意觀察,看他使用的對不對。
學(xué)生演示,結(jié)束后同學(xué)們交流。
生:讀數(shù)時視線應(yīng)該和刻度線正對(學(xué)生示范)。
生:拿彈簧測力計的時候,一般用手拉住吊環(huán)而不應(yīng)該用手抓著外殼。
生:使用前要先估計被測物重力,以免被測物重力太大,損壞彈簧測力計。
演示:一根彈簧在持續(xù)增加的外力作用下被拉直。
師:剛才同學(xué)們看到的演示實驗,說明了什么問題?
生:彈簧的彈性有一定的限度,超過了這個限度,即使撤銷外力,彈簧也不會恢復(fù)原狀,所以,使用彈簧時不能超過它的彈性限度,否則會使彈
15、簧損壞。
師:現(xiàn)在請同學(xué)們將一根頭發(fā)拴在彈簧測力計的秤鉤上,用力拉頭發(fā),讀出頭發(fā)被拉斷時拉力的大小。然后歸納彈簧測力計的使用規(guī)則。
學(xué)生實驗并交流。
使用測力計應(yīng)注意下面幾點:
(1)所測的力不能大于測力計的測量限度,以免損壞測力計。
(2)使用前,如果測力計的指針沒有指在零點,那么應(yīng)該將彈簧測力計的指針調(diào)到零點。
(3)使用時力的方向必須和彈簧的軸線方向一致,使彈簧測力計能自由伸縮而不受阻礙、若指針與外殼有摩擦,應(yīng)及時消除。
(4)觀察彈簧測力計的量程與最小刻度值,以便正確讀數(shù)。
(5)彈簧測力計穩(wěn)定時才可讀數(shù),讀數(shù)時視線應(yīng)正對刻度線,與刻度板面垂直。
師:生活中除
16、了彈簧測力計外還有許多其他形式的測力計。
投影:形形色色的測力計。
四、梳理整合,遷移提高
1、師:請同學(xué)們想一想:本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容有哪些?它們之間有什么內(nèi)在的聯(lián)系?請用你喜歡的圖示方法表示出來。
學(xué)生思考交流并嘗試畫圖。
2、各小組推出代表進(jìn)行展示、交流。學(xué)生在互評、自評中取長補短,知識框架得到修正、完善。
3、引導(dǎo)學(xué)生尋找知識的脈絡(luò)和內(nèi)在聯(lián)系。
【教學(xué)反思】
1、關(guān)于彈簧,學(xué)生已有一定的生活經(jīng)驗和初步認(rèn)識,但遠(yuǎn)沒有形成完整的知識鏈,對其性質(zhì)和原理的認(rèn)識幾乎是空白。課堂教學(xué)設(shè)計的思路就是通過一系列的體驗,探究和測量的學(xué)習(xí)活動,使學(xué)生對彈力和彈簧測力計形成一個完整的知識鏈,同時
17、課堂學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生樂于參與,勇于創(chuàng)新的意識。
2、提倡使用自己身邊的物品進(jìn)行物理實驗。課堂教學(xué)一開始,就讓學(xué)生具體感知了彈弓、直尺、彈簧、橡皮筋、一段鋁導(dǎo)線、氣球等生活中常見的物品,讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)和社會、科學(xué)和日常生活的關(guān)系。
3、注重學(xué)生的自主探究。探究過程的高度開放性既重視學(xué)生按照自己的思路設(shè)計各種實驗方案,又鼓勵學(xué)生大膽嘗試,積極主動地思維。教學(xué)過程中,不管是對問題的討論還是設(shè)計制作,都給了學(xué)生充分發(fā)揮思考的余地;實驗室提供的器材也有許多可以互相代替的,并且允許學(xué)生自己尋找材料,這充分培養(yǎng)了學(xué)生的自主性、積極性、創(chuàng)造性。
4、不足之處:學(xué)生的交流合作、團(tuán)結(jié)互助精神可能不夠,從而影響教學(xué)進(jìn)程和教學(xué)效果。
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