物理:探究弹簧弹性与伸长量的关系。
这节课的教学内容新颖,形式生动,有讲解,有实验,有演示,有讨论,有归纳,有习题,可以是一节典型的探究式实验教学课。我们改变了课堂视角,在培养学生科研方法的教育上做了一些探索,让学生重新走上科学家的探索之路,领略科学家的探索精神。
教学目标
1,加深对弹力与变形关系的理解,知道弹力产生的条件;
2.通过实验得出弹力与弹簧伸长量的关系;
3.学习本题使用的科学方法;
4.培养学生的探索精神和团队合作精神,激发学生的好奇心;
5.提高学生分析和解决实际问题的能力,体验成功的快感。
教学重点
弹簧力与弹簧伸长量的关系。
教学困难
实验数据的处理方法。
教学方法
实验方法,交谈方法。
课前准备
教师准备:(弹簧秤,钩码,直尺,铁架子)12套,CAI课件,多媒体展台。
学生准备:三角板,笔,草稿纸。
教学场所
物理多媒体实验室。
班级安排
1课时。
教学过程
一、复习知识,引入话题
老师:【多媒体演示】1。什么是弹性?弹性的方向是什么?举例说明。
2.弹力的条件是什么?
3.什么是形变和弹性形变?
学生:回忆并回答。
教师:根据学生的回答进行纠正和总结,并用多媒体展示答案。
1,变形的物体,因为要恢复原状,会对与之接触的物体产生一个力。这个力叫做弹力。
比如,一本书放在水平的桌面上,受到桌面对书的弹力,弹力的方向垂直于桌面,指向书;桌面上弹力的方向垂直于桌面向下。
挂在电线下的电灯受到电线对电灯的弹力,弹力的方向指向绳子沿绳子收缩的方向。
2.弹力的条件是两个物体相互接触,发生弹性变形。
3.物体形状或体积的变化叫做变形;当物体变形时,如果去掉外力,物体可以恢复原状。这种变形称为弹性变形。
老师:[投影上显示]用手拉弹簧,弹簧会拉伸。力越大,弹簧伸长越大。用手放开弹簧,弹簧会立刻恢复原状。请分析演示的实验原理。
健康:...
老师:分析提问。
弹簧受拉时会拉伸,弹簧的弹力等于外力。弹簧伸长越大,弹力越大。可见:伸长(原因)→变形(原因)→弹性。那么弹性和伸长率之间的定量关系是什么呢?在这堂课中,学生通过实验探索这种关系。
第二,实验探索
老师:【多媒体投影思考题】
1.用什么方法对弹簧施力?
2.弹力怎么确定?
3.需要测量哪些数据?如何记录数据?
4.弹簧会不会拉伸过度?
5.弹簧的伸长量是多少?用什么度量?
老师:读课文,前后桌四人一组讨论问题,形成统一答案写在草稿纸上,准备派代表回答。
学生:阅读课文,积极讨论。
老师:在实验室周围巡视,询问情况。
……
老师:请逐一回答问题。
老师和学生* * *一起总结:
1.通过悬挂钩码对弹簧施加张力;
2.根据二力平衡条件,钩码平衡时,弹簧产生的弹力等于钩码的重力。
3.实验中要测的数据是:弹簧的原始长度和每次钩码对应的弹簧长度。数据可以记录在表格中或有序实数中。
4.施加在弹簧上的张力不能太大,以免弹簧被过度拉伸超过其弹性极限。
5.弹簧钩住时的长度和没有用尺子钩住时的长度之差,就是弹簧的伸长量。
老师:把乐器发给学生,每四个人一套。
学生:学生讨论并获得实验方法:
将弹簧的上端固定在铁架的支架上,下端的挂钩静止时,弹力与重物的重力相等,从而测得弹力F,从固定在垂直支架上的秤上悬挂重物时,测得弹簧的伸长量X(或总长度)。
学生:学生做实验,把实验数据记录在一个列表里。
老师:在实验室巡视,检查,指点,让学生进一步思考。抽查学生统计表的表格(可能有很多表格),在实验摊位上展示。那么参考表给出如下:
1
2
三
四
五
六
七
八
九
10
x
x0
x1
x2
δx
δx 1
δx2
m
m1
货币供应量之二
F
F1
第二子代
指导学生将表中的数据转换成有序实数对:(f,δx)
1 、( F1,δx 1)2 、( F2,δx2)3 、( F3,δx3)……
运用数学知识,有助于学生在F-δ X直角坐标系中画点。
教师:根据学生设计的表格中的测量数据,演示数据处理方法。
[多媒体演示]演示图形:
1.建立以弹力为纵坐标,弹簧伸长量为横坐标的平面直角坐标系;
2、根据测量数据,在坐标纸上描点;
3.根据图中各点的分布和走向,尽量画出一条平滑的曲线(包括直线)。画出来的点不一定完全在这条曲线上,但要注意使曲线两边的点大致相同。
学生:学生处理数据...
老师:抽查学生的数据处理,在多媒体上展示一些结果,并做评论。对好的给予肯定,对差的进行修改和鼓励。
老师:1,根据F-δx图像猜测F-δx的函数关系;
2.函数关系中常数的单位是什么?图像中由决定的常数是什么?
生:讨论回答。
老师:【投影显示】1。根据图像猜测,得到函数:f = kx
2.函数表达式中常数的单位为:N/m,称为刚度系数。
第三,根据实验总结
老师:根据实验过程,总结实验步骤。
学生:学生在草稿纸上总结。
老师:【多媒体演示】总结几组学生。
1,测量弹簧的伸长量(或总长度),和拉力(或钩码质量),列表记录,尽可能多的测试多组数据;
2、将记录的数据转换成有序实数对;
3.以力为纵坐标,弹簧伸长量为横坐标,根据测量数据在坐标纸上描点;
4.根据图中各点的分布和走向,尽量画出一条平滑的曲线(包括直线)。将点连接起来,使尽可能多的点落在曲线上,不能落在曲线上的点应大致对称分布在两条曲线上。
5.写出以弹簧伸长量为自变量的曲线所表示的函数。
老师:总结实验结论。
生:在弹性极限内,弹簧力F的大小与弹簧伸长的长度δ x成正比。
第四,实验拓展
老师:同学们,前面我们探讨了弹性和弹簧伸长量的关系,得到的结论是:如果弹簧被压缩,弹簧的弹性和弹簧被压缩的长度有什么关系?
学生:学生探索实验...
得出结论,在弹性极限内,弹簧力F的大小与弹簧压缩长度δ x成正比。
动词 (verb的缩写)实例分析
老师:【多媒体演示】题目:实验测得弹簧的长度L与弹力的关系如图。查找:
(1)弹簧的原始长度是多少?
(2)什么是刚度系数?
学生:学生思考并表达他们的观点。
老师:【多媒体给出求解过程】解法:弹簧无弹力时的长度等于原长度。根据图可知,弹簧的原始长度为l0 = 15cm。
根据刚度系数的定义:
从图中可以看出,当弹簧伸长量δx =(25cm-15cm)= 10cm时,弹力δ f = 50n,所以n/m = 500n/m..
六、课堂练习(潜能开发,思维向上)
老师:[多媒体]先展示问题,等学生做完再展示答案。
例:在探索弹性与弹簧伸长量的关系时,一位同学根据实验数据在图上画出了A、B、C、D四个坐标点。
(1)根据A、B、C、D四个坐标点绘制F-δx图;
(2)根据图表,如果弹簧的原始长度为50cm,需要多大的拉力才能使弹簧伸长到75cm(仍在弹性极限内)?
分析求解:(1)如图,判断四个坐标点基本在一条直线上,使其均匀分布在直线两侧,可以减少偶然误差。
(2)问题k = 600/20 (n/cm) = 30n/cm。根据f = kδ L,拉力f = 30× (75-50) n = 750n。
七、家庭巩固练习
1.实验表明,弹簧力F的大小与弹簧的变形X有如下关系F = KX,下列说法正确的是()。
公式中的k反映了特定弹簧的属性。
B.k与弹簧上的外力成正比。
C.x是弹簧伸长或缩短后的长度。
d把一根弹簧分成两段,k的大小会减少一半。
2.有三根相同的弹簧,原长度为10cm,每根弹簧挂一个重物G后,弹簧伸长量为1cm..现在把三根弹簧串联起来组成一根长弹簧,再挂上重物G,那么三根弹簧的总长度是()
31厘米
33厘米
长约36厘米
直径30.3厘米
3、一根轻弹簧,上端固定,下端挂一个重量为g的物体,弹簧长度为L1。如果弹簧的下端固定,同样的重量放在上端,弹簧长度为L2,弹簧的自然长度为,刚度系数为。
4.因为原来的弹簧损坏了,所以用新弹簧更换了弹簧秤。经测试,不挂砝码时指标为2N,挂100N砝码时为92N。然后,当读数为20N时,悬挂砝码的实际重量为。
教学指导
这节课的内容很简单,最终归结为胡克定律:f = kx。如果强迫学生死记硬背,训练应付考试,98%都能掌握,同时还能省一节教课。但在中学物理教学中,我们应该从思想上探索教材。对学生进行物理科学研究方法的教育,培养实验研究,探索理论的兴趣,投身科学事业。这些教育应该渗透到具体的课堂教学中。探究弹性与弹簧伸长量关系的教学不仅注重学生用F=kx解题能力的培养,更注重学生在物理科学中研究方法的影响。在这节课的教学中,突出了一个学习物理科学的一般方法:“观察现象,初步分析→实验研究→猜测→画规律→重复实验,检验结论。”
这种科学方法教育,在教授具体知识的同时,使学生了解研究物理规律的一般方法,这与学习具体物理知识同等重要,因为它对学生终身有益。
参考资料:
[1]《体育文化对话》姜水根北京科学出版社2002年
[2]《智宏优化设计》任志宏海南南方出版社2004。
[3]《教科书精编》丁姜启实北京人民教育出版社延边教育出版社2002。
[4]全日制普通高级中学(必修)《物理学》第一册人民教育出版社
[5]中国中学教学大百科全书(物理卷)严金峰沈阳出版社1990。