习题教学设计和教学实录

《探究弹簧弹力与伸长量的关系》

北京市大兴区第一中学 王明辉

一、教学分析

1、

教材分析

《探究弹簧弹力与伸长量的关系》是普通高中课程标准实验教科书物理必修1（教育科学出版社）第二章第三节中一个探究性实验，是学生了解弹簧弹力大小与其伸长量之间的关系和培养学生探究式学习的一个很好的机会。“弹力”是第三章“力与相互作用”这一章中介绍的第二种性质的力，是学生学习摩擦力的基础。本节课是弹力教学的第二课时，是在学生了解了弹力的产生、弹力有无的判断和常见几种弹力方向之后，进一步了解弹力的大小与其形变量的关系。

2、学情分析

学生在初中已经学习了“弹力”的初步知识，简单了解弹簧测力计测弹力大小的原理，知道形变越大弹力越大，但对弹力与弹簧形变量的定量关系并不清楚。学生已经掌握二力平衡的知识及弹簧测力计的基本使用，具有进行探究实验的理论基础和实验操作能力。

二、设计思路

本节课之前让学生搜集自己身边各种各样的弹簧并分析其作用。上课时展示分享学生搜集的弹簧照片，使学生了解生活中弹簧的广泛应用并了解弹簧的的各种用途。通过软硬弹簧对比，引导学生正确的操作顺序，并为学生建立“轻质弹簧”的理想化模型奠定基础。通过探究活动使学生建立起弹簧弹力与形变量关系，形成正确物理观念。通过对郑玄的贡献介绍，使学生了解中国传统文化中蕴含的物理知识，激发学生爱国热情和为祖国发展而努力的社会责任感。通过课后思考题，拓展学生的思维，加深学生对弹簧弹力与形变量关系的理解。 三、教学目标

1、加深弹力与形变量关系的理解，知道胡克定律，理解弹簧与物体相互作用的特点，形成正确的相互作用观。

2、在探究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系的过程中体会物理学中一般研究问题的基本方法以及基本过程。提高学生分析、解决实际问题的能力。

3、培养学生的探索精神和团队协作精神，激发学生的求知欲；通过物理学史介绍激发学生爱国热情及为祖国发展而努力的社会责任感。

四、教学重点

探究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系

五、教学方法

对比法、实验法、讨论法

六、课前准备

教师准备：弹簧秤、钩码、直尺、铁架台、多媒体。

学生准备：三角板、笔、草稿纸。提前搜集身边的弹簧并分析其作用。

七、教学过程

环节

教师活动

引入

通过前面的学习我们了解了弹力的产生、产生条件以及它的方向，认识了弹力的大小跟形变的大小有关课题

系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力就随着消失，今天我们进一步认识弹力，既然弹力的大小与物体形变量有关，那么对弹簧而言，弹簧形变产生的弹力与弹簧形变量具体有什么定量的关系吗？本节课我们就通过实验来探究这个问题。

猜想并设计实验

展示学生搜集的身边的弹簧

学生活动

设计意图

从定性理解通过设问，使学到定量探究

生明确所要研究的问题，进而留有悬念，激发学生求知欲。

学生搜集身边的形形色色的弹簧

明确所研究1、

选择什么样的弹簧

的主要是拉高中主要考虑螺旋弹簧的拉伸和压缩形变 伸、压缩形 形变量  x=L原长-L现长 变。

2、如何使弹簧形变，并且弹力可测？

在没有弹簧测力计的年代，你如何是弹簧形变，并且思考，并提发生该形变时弹簧内部弹力可测？

出自己的方

悬挂已知质量的物体， 法



当重物静止时，所受弹力与重力平衡。



通过改变悬挂等质量重物个数，实现弹力按倍数

增加。

（不超过弹性限度）

3、需要哪些器材？

弹簧、铁架台、钩码、直尺 根据实验方法选择器材

4、记录哪些信息？

钩码数

0

1

2

3

4

5

设计表格

l（cm）

x（m）

F（mg）

思考实验的步骤，操作5、如何测弹簧长度（或者形变量）

先后顺序及展示不同硬度的弹簧，突出弹簧自重的影响。

提问：应该水平放置测原长还是竖直悬吊测原长？

减小误差的

先竖直悬挂弹簧，再测原长或末端位置（排除自方法。

重影响） 

整个实验中尺子固定不动，依次读出每次弹簧末

端对应刻度

6、如何寻找F与x的关系

使学生了解弹簧在生活中的广泛应用及不同弹簧的作用和形变情况

引导学生用初中所学的二力平衡来得到弹簧弹力大小。

使学生体会科学家设计实验的过程。

引导学生注意实验中排除自重的影响，自主形成“先自由悬挂再测原长”的实验步骤顺序。

为学生形成“轻质弹簧”模型奠定基础。

使学生注意实

通过画图像寻找弹簧弹力与伸长量的关系

进行学生四人一组，分组进行实验

实验

在实验室巡视，并询问情况，请学生回答……

1、将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用

刻度尺测出弹簧自然伸长时的长度l0；

分组进行实2、将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，平衡后测出验

弹簧的总长l并计算钩码的重量，填在记录表格里；

3、改变所挂钩码的个数，重复上步实验多次，将实

验数据记录在表格里；

4、用x=l-l0计算出弹簧各次的伸长量，填入表格

将仪器发给学生，每4人一套

在实验室巡视，检查并指点，让学生进一步思考,

抽查学生数据处理情况，随机选两组学生展示实验数分享实验结据，并电脑拟合出图像。

果，总结贵

大

验中尽量减小误差的方法。

学生通过做实验，体会科学家发现定律的基本过程，锻炼学生的实验操作能力。

通过学生分析处理实验数据，培养学生数据处理的一般方法，有利于他们对未知领域的学习或发现。

培养学生通过物理图象处理一般问题的方法，通过实验数据总结出物理规律。

师生共同讨论总结通过多媒体展示

使学生了解科学家的不懈钻研精神，激发学生的爱国热情及为祖国发展而努力的社会责任感

分析结果，讨论交流

根据所得到的F—x图分析两者的关系。

分析实验结结论：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F与弹簧形变量x正比。

果总结出规F弹=kx

律

劲度系数k：描述发生单位形变量产生的弹力大小。

单位是：牛/米（N/m）

由弹簧本身结构决定（与弹簧的材料，弹簧丝的粗细，

弹簧圈的直径，单位长度的匝数，弹簧的原长有关）

以上定律是英国科学家胡克首先发现的，顾命名

为“胡克定律”。

简介罗伯特.胡克在物理学上的贡献，简介郑玄对弹力与形变量关系的解释。

思考

1、

如何利用你手边的物品，得出所给弹簧测力计中所用弹簧的劲度系数？

2、

为什么弹簧测力计的刻度是均匀的？

3、

实验中得到弹力与弹簧形

培养学生应用思考与讨论

知识解决问题的能力。

变量关系如图，你认为造成该图的原因可能是什么？ 4、

若实验中末端标识位置不同(分别标在图中1、2、3），对实验测出的劲度系数是否有影响

以实验为基础进一步拓展学生的思维，引导学生关注物理规律的本源。

八、板书设计

1、猜想

2、设计实验

3、进行实验及数据处理

4、结论：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F与其形变量x正比。（胡克定律）

表达式：F弹=kx

劲度系数k：描述发生单位形变量产生的弹力大小。单位是：牛/米（N/m） 由弹簧本身结构决定（与弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单位长度的匝数，弹簧的原长有关）