(中职)103第三节--重力--弹力--摩擦力电子教案.docx

（中职）103第三节 重力 弹力 摩擦力电子教案
主题一 运动和力
第三节 重力 弹力 摩擦力 教学设计案例
课程内容
第三节 重力 弹力 摩擦力
课程类型
启发讲授课
课时
2 学时
教材内容分析
本节主要让学生了解重力的概念，知道重力的方向特点，了解重力是物体与地球之间相互作用的结果。了解弹力的概念及其产生条件；通过实验了解胡克定律及其公式，并能利用其制作简单仪器。知道静摩擦力和滑动摩擦力的概念；通过实验，了解静摩擦力和滑动摩擦力的方向特点，知道静摩擦力大小的变化特点；能运用公式计算滑动摩擦力的大小。
学情分析
学生在初中虽然学习过重力、弹力、摩擦力，但只是一些粗略地感性认识，没有涉及定量计算。因此本节的重点是让学生更加准确、定量地了解重力、弹力、摩擦力等内容，同时了解等效、放大、演绎等科学方法。
教学目标
1．理解力的概念，巩固物体间是相互作用的、力可使物体的形状和运动状态发生改变等物理观念。了解重力、弹力、摩擦力的概念和特点，形成重力是地球表面附近的物体由于地球的吸引而受到的力、弹力是由于相互接触的物体发生了形变而产生的、摩擦力是两个相互接触的物体发生相对运动或具有相对运动的趋势时产生的等物理观念。能分析生产、生活中的运动物体的受力情况，能应用胡克定律和滑动摩擦力的计算公式等解决简单的实际问题。
2．了解用有向线段表示力的图示方法，了解描述重力时使用的等效方法，了解观察桌面的微小形变时使用的放大法，了解观察摩擦力时使用的演绎方法。
3．通过观察归纳胡克定律的实验、桌面微小形变的实验、研究摩擦力特点的实验等，增强实验观察能力。通过制作简易测力计等实践活动，增强操作技能和探究设计等能力。
4．通过实践活动，增强工匠精神和交流合作意识。通过了解我国古代墨家对力学、郑玄对弹力的研究成果，增强科技传承的核心素养。通过对“复兴号”动车组列车上空气弹簧特点的了解，培养家国情怀。
教学重点
让学生了解力的图示方法，建构弹力的概念，了解弹力的方向特点。建构静摩擦力和滑动摩擦力的概念，了解摩擦力的大小和方向特点。
教学难点
了解弹力的方向特点，了解静摩擦力和滑动摩擦力的大小和方向特点。
教学策略
让学生通过自主学习与合作学习了解新知识，形成新观念，提高实验观察能力，受到科学方法熏陶。
主要教法
启发式讲授、演示实验、组织合作学习
主要学法
观察演示实验、小组合作学习
教学资源
多媒体课件展示系统、铁架台、长约20 cm规格5 N的螺旋弹簧、量程为50 cm的刻度尺、质量为50 g的钩码五只、夹子、桌子1张、平面镜2个、激光灯1个、长80 cm、宽10 cm的木板、质量约0.5 ~1 kg的滑块、量程为5~10 N的测力计、玻璃板、质量约100 g的砝码等。
课堂实施
教学
环节
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
课前
准备
1. 什么是力？如何判断一个物体受到了力的作用？
2. 什么是力的图示？什么是力的示意图？
3. 什么是重力？重力与质量的关系是什么？重力的方向是怎样的？
4. 重力为什么画在物体的重心上？ 什么是等效方法？
5. 什么是弹力？什么是弹性形变？什么是弹性限度？
6. 胡克定律是什么？
7. 什么是放大法？
8. 弹力的方向有什么特点？
9. 什么是静摩擦力？其大小和方向各有什么特点？
10.什么是滑动摩擦力？其大小如何计算？方向如何？
1. 安排学生进行预习（阅读教材、观看老师提供的微课视频）。
2. 就学生提出的问题进行有针对性地备课，准备在课堂上学生讨论时给予指导。
对教材和教学视频进行学习和思考，并与同学讨论其中发现的问题，将疑问反馈给老师。
让学生通过课前自主学习，发现自己不理解的问题，准备到课堂上与同学讨论，与老师交流，解决疑问。
课堂
实施
新课引入
创设情境：我们平时在地面上都能够潇洒自如地行走，而穿上滑冰鞋学习滑冰时，就变得步履蹒跚，容易摔跤。
展示图片、提问：
从力学的角度分析，为什么在冰面上行走变得如此困难？
思考
激发学生学习动力，明确学习目标
新课教学
俗话说，“火车跑得快，全靠车头带”“墙头草，随风倒”等。
通过长期实践，人们认识到：物体运动状态的改变或物体形状的改变，都是物体间相互作用的结果。于是人们归纳出，力是物体间的相互作用。
讲述

倾听
通过列举实例，归纳和巩固力的概念
公元前5世纪我国战国时期的墨家归纳出力是由人体肌肉动作产生的，在《墨经》中有“力，刑之所以奋也”等文字描述，这是人类对力的最早的理性认识。
讲述、提问：
“力，刑之所以奋也”是什么意思？
讨论、回答：
力是促使物体由静而动、动而愈速的原因。
让学生增加对我国古代科技成就的了解
写字时，手对笔施力才能自如地用笔书写，同时笔对手也施了力而使手指变形；踢足球时，脚对足球施力而使它向前飞去，同时足球对脚也施了力而使脚受到震动，……
列举实例、提问：
从这些事例中可以归纳出什么结论？

小组讨论、回答：
如果一个物体的运动状态或形状发生了改变，则可知该物体受到了力的作用。
引导学生归纳判断力存在的依据。
力的大小可以用测力计测量出来。在国际单位制中，力的单位是N（牛）。
讲述
倾听、记忆
再引导学生了解力的测量方法和国际单位。
力是矢量，既有大小，又有方向。
力的作用效果不仅与力的大小、方向有关，还与力作用在物体上的作用点有关。
例如，用力推一个放在桌面上的矿泉水瓶，如果推力的大小、方向和作用点不同，则产生的作用效果会不同。
因此，要把一个力准确地表达出来，就要表明力的这三个要素。
通过实例讲述力的作用效果与力的三要素有关。
倾听、记忆
让学生巩固力的三要素。
在物理学中，使用数学上的有向线段来表示这个抽象的力。线段是按一定标度画出的，它的长短表示力的大小，它的箭头指向表示力的方向，箭尾表示力的作用点。这种表示力的方法，称为力的图示。例如，一个大小为100 N、与水平方向夹角为30°的拉力的图示，如图所示。
有时只需画出力的示意图，即只画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力，如图所示。
展示图片、讲述力的图示和示意图的区别，为下一节学习力的合成做准备。
倾听、理解、记忆
让学生了解力的图示和示意图。
英国物理学家牛顿发现，宇宙中所有的物体之间都具有相互吸引的力的作用，这种力称为万有引力。
物理学中，通常把地球表面附近的物体由于地球的吸引而受到的力称为重力，用G表示。物体所受重力G与物体质量m的关系是
G = mg
讲述重力的产生及其与质量的关系。
倾听、记忆
让学生巩固重力的概念。
重力的方向总是竖直向下的，并可认为是作用在物体的重心上。
物体所受重力的示意图如图所示。此处用一个重力代替物体上无数微小部分所受重力的方法是等效方法。
展示图片、讲述重力的方向特点。
倾听、理解、记忆
让学生记住重力的方向特点。
等效方法就是在特定的意义上，在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、容易的、易处理的问题的一种逻辑思维方法。
讲述等效方法。
倾听、理解
让学生了解等效方法。
观察教材图1-3-5中处于不同运动状态的物体，尝试画出各物体所受重力的示意图。
组织学生进行合作学习。
思考、画出重力后，与本学习小组的同学相互检查，帮助画错的同学改正。
边讲边练，巩固所学。
物体在力的作用下形状或体积会发生变化，这种变化称为形变。发生形变后的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力。物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变称为弹性形变。如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状，这个限度称为弹性限度。
展示图片、讲述。
倾听、记忆
建构弹力、弹性形变、弹性限度等概念。
演示实验：研究弹簧弹力与形变量之间的关系
将一根长约20 cm的弹簧与刻度尺固定在铁架台上。读出弹簧自然伸长时的长度。
在弹簧的下端依次挂上五只质量为m的钩码，待钩码静止后，分别读出对应的弹簧长度L，将数据填入表中。
根据所测数据，计算出弹簧的形变量△L，填入表中。
绘制弹簧弹力与形变量的关系图线，研究其规律。
进行演示实验，提问：
弹簧的弹力与形变量近似存在什么关系？
观察、思考、讨论、回答：
弹簧的弹力与形变量近似成正比。
带领学生研究弹簧的弹力与形变量的关系。
1676年，英国物理学家胡克发现，在弹性限度内，弹簧发生形变时，弹力的大小F与弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即
F = kx
式中，k为弹簧的劲度系数，单位是N/m（牛/米），不同弹簧的劲度系数一般是不同的，这个规律称为胡克定律。
讲述胡克定律
倾听、理解、记忆
了解胡克定律。
我国汉代的郑玄发现：“假令弓力胜三石，引之中三尺……每加物一石，则张一尺。”即弓具有弹性限度以及线性弹力的特点，该发现比胡克发现胡克定律早了约1 500年。
讲述我国古代对弹力的研究成果。
了解、记忆

了解我国古代的科学成就。
有时，物体的形变很小，不易观察。例如，一本放在水平桌面上的书与桌面间由于相互挤压，书和桌面也都会发生微小的形变；用螺丝刀拧螺丝钉时，螺丝刀与螺丝钉也会发生微小形变。
讲述物体的微小形变
倾听、理解记忆
让学生了解微小形变。
演示实验：观察桌面的微小形变
在桌面上放置两个平面镜，让一束方向固定的激光依次被这两个平面镜反射后，照射到远方的墙上，形成一个亮斑。用力按压两个平面镜中间的桌面时，如图所示，观察桌面和墙上亮斑的位置是否发生了明显的变化。
进行演示实验，提问：
能观察到桌面的明显变化吗？
能观察到墙上亮斑位置的明显变化吗？
观察、回答：
可以观察到桌面无明显的变化，墙上亮斑的位置有明显的变化。
让学生增加对微小形变的感性认识。
在实验观测过程中，有些物理量由于太小而不易直接观察和测量，就要借助于声、光、电等方法，将待测量放大后再去观测，这就是放大法。
讲述放大法
倾听、理解
让学生了解实验方法。
由于书的形变，它对桌子产生向下的弹力，即书对桌子的压力F1，桌子是受力物体，因此将压力的作用点画到桌子上；由于桌子的形变，它对书产生向上的弹力，即桌子对书的支持力F2，书是受力物体，因此将支持力的作用点画到书上。两个物体所受弹力的示意图如图所示。
压力和支持力都是弹力，压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面。
展示图片、讲述。
倾听、理解
通过实例，帮助学生理解由微小形变产生的弹力。
拉力也是一种弹力。如图所示的水桶受到绳的拉力F，方向总是沿着绳，指向绳收缩的方向。
展示图片，讲解绳对物体产生的拉力特点。
听讲、理解
让学生理解绳对物体产生的拉力特点。
观察教材图1-3-12所示各个静止物体所处的位置，尝试画出各物体所受弹力的示意图。
组织学生进行合作学习。
思考、讨论、画出弹力后，与本学习小组的同学相互检查，帮助画错的同学改正。
边讲边练，巩固所学。
学生自主学习“‘复兴号’动车组列车上的空气弹簧”。
巡视、答疑
阅读、学习
了解弹力在实践中的应用。
摩擦是一种常见的现象。两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在它们的接触面上产生阻碍它们相对运动的力，这种力称为摩擦力，常用Ff表示。
一个物体与另一个物体保持相对静止时所受到的摩擦力，称为静摩擦力。
讲述
倾听、记忆
进一步认识摩擦力，建构静摩擦力的概念。
演示实验：观察静摩擦力的特点
将滑块静止地放置在水平木板上，用测力计沿水平方向拉滑块，拉力由小到大逐渐增大，观察滑块运动状态变化与测力计拉力大小之间的关系。
进行实验，提问：
观察到摩擦力了吗？
观察、思考、讨论、回答：
看到摩擦力，但可根据物体的平衡条件，判断出存在一个静摩擦力。
让学生观察实验现象，增加经验感知，体会演绎方法。
演绎方法是从已知的一般公理、原理、定理、法则或科学概念出发，推出新结论的一种逻辑思维方法。运用演绎方法不但可以使人们深化原有的科学知识，而且可以根据演绎结论作出科学假设，为科学的发展提供启示性的线索。
讲述
倾听
了解演绎方法。
静摩擦力的大小总是随外力的增大而增大，方向与物体相对运动趋势的方向相反。静摩擦力有一个最大限度，这个限度称为最大静摩擦力。当外力大于最大静摩擦力时，原来相对静止的物体才会滑动。
讲述
倾听、理解、记忆
让学生了解静摩擦力的大小和方向特点。
演示实验：观察滑动摩擦力的特点
继续使用前面的实验器材，将滑块放在水平木板上，用测力计沿水平方向拉住滑块，并与地面保持相对静止。
1. 往相反方向抽动木板，使滑块与木板发生相对滑动，观察测力计的示数变化。
2. 在滑块上增加砝码，再抽动木板，观察测力计的示数变化。
3. 去掉砝码，在木板上铺上橡胶垫（或玻璃板），再抽动木板，观察测力计的示数变化。
进行演示实验，提问：
通过观察实验，可得出什么结论？
观察、思考、讨论、回答：
可得出滑动摩擦力的大小与物体与接触面的正压力和材料有关。
让学生增加对滑动摩擦力的感性认识。
大量实验表明：滑动摩擦力比最大静摩擦力略小，方向总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动方向相反。
滑动摩擦力Ff的大小与相对运动速度等因素无关，只与接触面间的正压力FN的大小成正比，可表示为：
Ff =μFN
式中，μ是比例常数，称为动摩擦因数。它的数值与接触面的材料及粗糙程度等因素有关。
归纳总结
理解、记忆
让学生了解滑动摩擦力的特点。
滑冰运动员所穿的冰鞋下面安装冰刀就是因为钢和冰之间的动摩擦因数很小，易于在冰面上滑行。在一些寒冷地区，常用驯鹿、狗拉雪橇运送货物，也是因为雪橇和冰雪之间的动摩擦因数很小。
讲述

倾听、记忆
让学生了解滑动摩擦力在实践中的应用。
观察教材图1-3-17所示斜面上物体的运动状态，尝试画出两物体所受摩擦力的示意图。
组织学生进行合作学习。
思考、讨论、画出摩擦力后，与本学习小组的同学相互检查，帮助画错的同学改正。
边讲边练，巩固所学。
示例 冰壶比赛（图1-3-18）是北京2022年冬奥会的正式比赛项目，在该项比赛中，运动员将质量约20 kg的冰壶从40 m远处沿水平冰面投向大本营（直径为3.66 m的圆圈），最终以离大本营中心最近的冰壶数多者为胜。冰壶由花岗岩石制成，若已知冰壶与冰面之间的动摩擦因数为0.02，试估算冰壶被掷出后所受的摩擦力的大小。
讲解计算滑动摩擦力的形式和方法
观看、思考、记忆
学习计算滑动摩擦力的形式和方法
学生自主学习滚动摩擦力和“滚珠丝杠”。
巡视、答疑
阅读、学习
了解滚珠丝杠的结构及应用。
摩擦力有时会给生产、生活带来不便。摩擦力有时也能给生产、生活带来益处。可以说离开了摩擦力，人类就无法生活。
讲述
倾听、理解
了解摩擦力在生产生活中的应用。
自由讨论
本节的主要内容讲完了，同学还有哪些疑问，自由提问，小组讨论，自由抢答。
组织学生自由提问、讨论，或回答问题。
向老师提出自己的疑问、回答同学的问题。
通过思想的碰撞，发展学生质疑创新的核心素养。
归纳总结
本节学习了重力、弹力、摩擦力等概念，了解了它们的大小和方向特点，了解了等效法、放大法、演绎法等科学方法。
归纳总结本节所学内容。
倾听、记忆
帮助学生巩固所学。
课后
提升
书面作业
实践与探索1—3中第1、2、3、5题，选做2题，独立完成。
实践活动
实践与探索1—3中第4、6、7题，任选一题，与同学合作完成。
板书
设计
略。
评价
反馈
本节课堂上学生回答问题得到的分数，学生作业批改后将评语及时反馈给学生。
教学
反思
反思本节是否让学生通过自主学习进行了预习？授课过程中是否考虑到新旧知识的衔接？是否注意由浅入深地进行引导？教学难点的处理方法是否恰当？是否调动了全体学生的学习积极性？是否采用了合作学习、探究学习的教学策略？是否给学生提供了思维方法指导？学生是否进行了动手实践活动？是否注重了学生正确价值观、爱国主义思想等的培养？思考自己的讲授、启发、提问、组织、指导、回答等方面有哪些需要改进的地方。

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