物理必修1第4章 相互作用第2节 形变与弹力优质课教学设计

探究弹力和弹簧伸长的关系复习课教学设计

一、学习目标

1、进一步熟悉该实验的实验原理，所需的器材，实验的操作步骤，实验的注意事项

2、通过复习学会利用列表法 、图像法  函数法三种方法处理实验数据列表法 、图像法  函数法

3、利用针对训练提高学生在创新实验中的解题能力

二、教学中的重点

培养学生在创新实验中的解决问题的能力

三、学情分析和学法指导

由于学生学习基础相对薄弱，复习教学首先要注重基础，再通过精讲精练，才能实现提高能力

四、活学生动设计

学生课前预习；观看实验视频；总结出知识要点；针对训练与提高

五、教学复习活动的具体过程

【学生活动1】学生自学讨论完成基础知识的复习（约3分钟）：实验原理、实验器材、实验步骤、实验数据处理方法、使用注意事项

【学生活动2】学生观看实验视频进一步熟悉该实验（约6分钟）

【师生互动1】教师引导学生归纳，突破知识要点：

实验原理：钩码平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力越大。

实验器材：铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸

实验步骤：

数据处理方法：（1）列表法  （2）图像法  （3）函数法（满足F弹=kx）

注意事项：（1）弹簧不超过弹性限度  （2）需尽量多测几组数据  （3）读数：x的估读、注意统一单位  （4）实验器材安装时，刻度尺要保持竖直状态  （5）误差产生：形变量x的读数

【教师活动】板书（提纲式简书）

【师生互动2】例题（课堂训练）1、2；注：题目见PPT课件

【学生活动3】拓展训练与提高1、2、3

【师生互动4】课堂训练点评及课堂小结

1、某同学利用如图S2-6甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持           状态。

（2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长x0=         cm，劲度系数k=            N/m。

（3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x=          cm。

【答案】（1）竖直  （2）4  50   （3）10

【解析】（2）当弹力为零时，弹簧处于原长，由于可以得出，弹簧的原长x0= 4 cm，劲度系数k=N/m。

2、在“探究弹力和弹伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图S2—7甲所示连接起来进行探究。

（1）某次测量如图S2-8所示，指针式数为        cm.

（2）在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧的下端，得到指针A、B的示数LA和LB如下表，用表中数据计算弹簧I的劲度系数为         N/m（重力加速度 g取10m/s），由表中数据         （选填“能”或“不能”）计算出弹簧II的劲度系数。

【答案】（1）16.00  （2）12.5  能

【解析】（1）由图乙可知刻度尺能精确到0.1cm，读数时需要往后估读一位，故指针示数为16.000.05cm。

（2）由表中数据可知，每挂一个钩码，弹簧I的平均伸长量x14cm，弹簧II的平均伸长量x25.80cm，根据胡克定律可求得弹簧I的劲度系数为12.5N/m，同理也能求出弹簧II的劲度系数。

     3、(2014·新课标全国Ⅱ·23)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系.实验装置如图5所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结     图5

果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2).已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.

(1)将表中数据补充完整：________；________.

(2)以n为横坐标，为纵坐标，在图6给出的坐标纸上画出—n图象.

图6

(3)图6中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝________ N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系表达式为k＝________ N/m.

答案　(1)81.7　0.012 2　(2)见解析图　(3)(在～之间均可)　(在～之间均可)

解析　(1)根据胡克定律有mg＝k(x－x0)，解得k＝＝ N/m≈81.7 N/m，≈0.012 2 m/N.

(2)－n图象如图所示

(3)根据图象可知，k与n的关系表达式为k＝ N/m，k与l0的关系表达式为k＝.