《探究弹力与形变的关系》教案(1)
第三章 2 第2课时 实验：探究弹簧弹力与形变的关系
第2课时实验：探究弹簧弹力与形变的关系[学习目标] 1.学会探究弹簧弹力与形变量之间的关系。
2.会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。
3.能根据F－x图像求出弹簧的劲度系数。
4.掌握胡克定律，会用F＝kx分析、解决有关问题。
一、实验：探究弹簧弹力与形变的关系1．实验器材铁架台，下端带挂钩的弹簧，100 g的钩码若干，刻度尺等。
2．实验原理(1)弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止时弹簧弹力的大小等于钩码所受重力的大小。
(2)弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝l－l0。
(3)图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与形变量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和形变量的关系。
3．实验步骤(1)如图甲所示，将弹簧挂置于铁架台的横杆上，测出弹簧的原长(自然长度)l0。
(2)如图乙所示，在弹簧下端依次挂上1个、2个……相同的钩码，分别测出弹簧静止时的长度l。
(3)计算出每次弹簧的伸长量x＝l－l0。
(4)把所测得的数据填写在下列表格中。
序号1234 5钩码所受重力G/N弹簧长度l/m弹力的大小F/N弹簧的伸长量x/m4.数据处理(1)以x为横轴，F为纵轴建立坐标系，根据表中的数据，在图丙的坐标纸上描点，画出F－x图像。
丙(2)以弹簧的伸长量为自变量，写出图像所代表的函数。
首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。
(3)分析弹簧弹力和形变量之间的关系，解释函数表达式中常数的物理意义。
5．注意事项(1)尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响。
(2)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超出弹簧的弹性限度。
(3)测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及形变量x三者之间的不同，明确三者之间的关系。
为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自由下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态。
(4)记录数据时要注意弹力及形变量的对应关系及单位。
专题九 探究弹簧弹力与形变量的关系(课件)人教版高三物理一轮复习(共35张PPT)
考点二 实验方案的改进
夯实考点
1.实验装置的改进：弹簧水平放置,消除弹簧自身重力对实验的影响。
2.实验器材的创新：利用传感器等现代化的手段来探究弹簧弹力与伸缩量的关系。
3.实验思路的创新：
（1）改变弹簧的固定方式,研究弹簧弹力大小与压缩量之间的大小关系。 （2）物体C下移的距离x为弹簧压缩量的变化量,即F=m0g+k(x0-x)=m0g+kx0-kx,故F-x 图线(图丙)斜率的大小为弹簧的劲度系数。
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、……钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度并记录
在表格内，然后取下钩码；
E．由E-l图像，进一步确定弹簧的劲度系数。
（2）下表是该实验记录的数据，弹簧始终在弹性限度内，每个钩码的质量均为，重力加速度取g=9.8m/s2。
根据表中数据在图乙中作出弹簧弹力F与弹簧长度l的图像F-l，并通过图线确定该弹簧劲度系数为k=
③.图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与形变量x的关系图像，根据图像可以分析 弹簧弹力和形变量的关系.
4.实验步骤：
①.将弹簧的上端固定在铁架台的横杆上，用 刻度尺测出弹簧 自然下垂 时的长度l0，即 原长 . ②.如图所示，在弹簧下端悬挂质量为m1的钩 码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1. ③.改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长 度，记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧长 度l2、l3、l4、l5…. ④.计算出每次弹簧的形变量x(x＝ l－l0 )和弹簧 受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格.
1.实验目的：探究弹簧弹力与形变量的定量关系。 2.实验器材：弹簧、 刻度尺 、钩码、铁架台、铅笔、坐标纸.
3.实验原理：
①.弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码处于平衡状态，弹力大小与 所挂钩码的重力大小 相等 ，即F＝ mg .
高中物理《弹力》教案
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高中物理弹力教案 弹力高中物理教案(优秀4篇)
高中物理弹力教案弹力高中物理教案（优秀4篇）弹力是高中物理重要的知识点之一，为了加深您对于高中物理弹力教案的写作认知，下面作者给大家整理了4篇弹力高中物理教案，欢迎您的阅读与参考。
高中物理弹力教学设计篇一环节一：新课导入回顾弹力产生的条件，弹力的方向。
从而引出本节新课弹簧弹力大小的探究环节二：规律建立提出问题：弹簧形变时的弹力跟它发生的形变有什么关系？并且做出引导，用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，系统静止时，弹簧的弹力等于所悬挂钩码的重力，弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出。
向学生提问：1.如何测量弹簧的形变量x?2.如何测量弹簧弹力F的大小？3.如何描绘F-x关系较简洁直观？学生讨论，并得到实验方法：将弹簧上端固定在铁架台的支架上，下端挂上钩码静止时，弹力大小等于重物受的重力，以此测量弹力的大小F，从固定于竖直支架上的刻度尺上测出悬挂重物时弹簧的伸长量x(或总长度)。
说明注意事项：1.本实验要求定量测量，因此要尽可能的减小实验误差，标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差，每次改变悬挂钩码个数后，要待系统稳定后在读数；2.说明书中以说明弹簧的弹性限度，注意不要超过它的弹性限度。
学生实验并列表记录实验数据。
教师巡视，并展示表格的参考格式(可以有多种)根据数学知识，以弹簧弹力为纵轴，弹簧伸长量为横轴建立坐标系，根据实验数据进行描点连线，找到弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系。
展示学生所化图像，并说一说弹力与弹簧伸长量之间的关系归纳总结：在弹性限度内，弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比环节三：规律的深化给出胡克定律的内容：弹簧发生弹性形变是，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x称正比，即：F=kx。
1.k为劲度系数，大小有弹簧本身的性质决定，单位：牛顿每米(N/m)。
2.适用范围：在弹簧劲度系数以内。
环节四：规律的应用提出问题：通过本节内容的学习，请同学们开放式地讨论1.从形变与弹力知识去思考，撑杆跳高运动员跳得这么高的主要原因是什么？2.跳水运动员在空中滞空时间主要由哪方面决定？环节五：小结作业总结回顾本节课的知识点。
实验：探究弹簧弹力与形变量的关系(时)
(2)某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验，他 先把弹簧水平放置在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原 长 L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的 长度 L，把 L－L0 作为弹簧的伸长量 x，由于弹簧自身重力的影 响，最后画出的图线可能是选项图中的________。
[解析] (1)弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，伸长量等于弹簧 的长度减去弹簧的原长，故 A 错误；在悬挂钩码时，在不超出量程 的前提下可以任意增加钩码的个数，故 B 错误；用悬挂钩码的方法 给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置，使钩码所受的重力等 于弹簧的弹力，要待钩码静止时再读数，故 C 正确；弹簧所受拉力 与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不 变的，不同的弹簧的劲度系数不同，故 D 错误。
解析：(1)根据实验步骤可知，实验中应先组装器材，即 C、B， 然后进行实验，即 D，最后进行数据处理，即 A、E、F。所以 实验的先后顺序为 C、B、D、A、E、F。
(2) 由 胡 克 定 律
F ＝ kx ， 得 劲 度 系 数 为 ： k
甲
＝
F Δx
＝
4 6×10－2
N/m≈66.7 N/m，k 乙＝ΔFx′′＝4×810－2 N/m＝200 N/m。
2．弹簧的长度可用刻度尺直接测出；形变量可由弹簧伸长后的 长度减去弹簧的原长求得。
3．建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小 F，以横坐标表示 弹簧的形变量 x，在坐标系中描出实验所测得的各组数据(x， F)对应的点，用平滑的曲线将这些点连接起来，根据实验所 得的图线，即可探究弹簧弹力与形变量间的关系。
弹簧附近竖直固定刻度尺 D．依次在弹簧下端挂上 1 个、2 个、3 个、4 个、…钩码，当
高中物理【实验：探究弹簧弹力与形变量的关系】
第2课时实验：探究弹簧弹力与形变量的关系一、实验目的1．探究弹簧弹力与形变量的关系。
2．学会利用图像研究两个物理量之间关系的方法。
二、实验原理1．弹簧的弹力F的测量：弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与所挂钩码的重力大小相等，即F＝mg。
2．弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝l－l0。
3．作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。
三、实验器材轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，铁架台，坐标纸。
四、实验步骤1．将弹簧的上端固定在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长。
2．在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1。
3．改变所挂钩码的质量，重复步骤2，记录m2、m3、m4、m5、…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、…。
4．计算出每次弹簧的伸长的长度x(x＝l－l0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格。
1234567F/ N0l/ cmx/ cm01．以弹簧的弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵轴，以弹簧伸长的长度x 为横轴建立直角坐标系，用描点法作图，作出F－x图像，如图所示。
2．以弹簧伸长的长度为自变量，写出弹力和弹簧伸长的长度之间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可根据F－x图线的斜率求解，k＝ΔF Δx。
3．得出弹力和弹簧伸长的长度之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。
六、误差分析1．偶然误差：由于读数和作图不准产生的误差，为了减小偶然误差要尽量多测几组数据。
2．系统误差：弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的误差，为减小系统误差，应使用较轻的弹簧。
七、注意事项1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度。
2．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。
粤教版必修一《探究形变与弹力的关系》评课稿
粤教版必修一《探究形变与弹力的关系》评课稿一、引言本评课稿旨在对粤教版必修一中的《探究形变与弹力的关系》这一教学内容进行评估与分析。
通过对这一单元的课程设计、教学方法、教材与评价等方面进行细致的探讨，以期提供有针对性的改进建议，进一步提高该单元的教学质量。
二、课程评估2.1 教学目标《探究形变与弹力的关系》这一单元的教学目标主要包括：•理解形变与弹力的基本概念和性质；•掌握弹性系数的计算方法与相关公式；•理解应变、应力和胡克定律之间的关系；•探究不同材料的形变规律与弹性特性。
2.2 教学内容本单元的教学内容主要围绕以下几个方面展开：•弹性与塑性的区别与联系；•弹簧的形变规律及胡克定律；•弹性系数的概念与计算；•弹簧串、并联的形变规律；•弹性势能的计算与利用。
2.3 教学设计教学设计是实施教学目标的关键环节，在本单元中的教学设计主要包括以下几个方面：•通过实验引入弹性与塑性的概念，调动学生的学习兴趣；•引导学生自主发现弹簧的形变规律，并引入胡克定律的概念与公式；•利用小组合作学习的方式，让学生通过实际操作，探究弹簧串、并联的形变规律；•结合生活实例，让学生了解弹性势能的概念及其应用；•设计开放性问题，培养学生的分析问题和解决问题的能力。
2.4 教材分析粤教版必修一中的《探究形变与弹力的关系》这一单元的教材编写严谨，内容详尽，符合学生的认知规律，教学重点突出，与教学目标相一致。
教材编写注重引导学生思考，通过举例、实验和应用等方式让学生更好地理解概念和性质。
三、教学方法与评价3.1 教学方法在本单元的教学中，应采用多种教学方法进行教学，包括：•实验教学：通过设计简单的实验，让学生亲自观察、测量，巩固对形变与弹力关系的理解；•情景模拟教学：通过设计生活实例，让学生感受弹性与形变的应用；•合作学习：通过小组合作学习，培养学生的合作意识和解决问题的能力；•提问导学：通过提问引导学生积极思考，加深对知识的理解。
探究弹簧弹力与形变的关系
提出问题 猜想 设计实验 进行实验 数据分析 评估
设计 方案
优化 方案
交流 方案
提出问题 猜想 设计实验 进行实验 数据分析 评估
实验步骤 悬挂弹簧 固定刻度尺 加挂钩码
读数
注意事项 上端固定、指针方向
刻度、竖直、距离 不要过分弯曲弹簧 静止、正对、有效数字
提出问题 猜想 设计实验 进行实验 数据分析 评估
拉力 F(N)
0 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94
指针对应刻度 x(cm) 25.53 27.27 29.02 30.79 32.55 34.32 36.08
伸长量 Δx(cm)
0.00 1.74 3.49 5.26 7.02 8.79 10.55
提出问题 猜想 设计实验 进行实验 数据分析 评估
F/N 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
0.00 5.00
F—Δx数据点
Δx/cm 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00
F/N
3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
0.00 5.00
F—Δx数据点
Δx/cm
10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00
F/N
2.5 2.0 1.5
F—Δx图像
F = 0.2412Δx R²= 0.9993
1.0
0.5
Δx/cm
0.0 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
前4个钩码
钩码 个数
0 1 2 3 4 5 6
拉力 F(N)
0 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94
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教学对
象简析
学生在学习本节知识之前，在初中阶段就对物体的形变、弹力的产生已经有了初步的了解，并能对弹力的大小能进行定性的分析。由于弹力在我们日常生活中普遍存在，学生亲身体验过的实验比较多，所以学生学起来比较感兴趣，并且比较容易接受。但学生对弹力产生的原因：“弹性形变”，特别是“微小的形变”还没有一个比较感性的认识，因此在对这个问题理解起来觉得有点困难
这里注重从学生熟悉的生活现象引入物理内容，体现了“加强课程内容与学生生活、现代社会及科技发展的联系”的课程理念；同时还要求学生通过实验了解物体的弹性，这里强调了学习的过程与结果．
教
学
目
标
知
识
①、知道常见的形变
②、了解弹性、弹性形变和弹性限度
③、知道胡克定律
能
力
①、经历实验探究弹力的过程，了解科学研究的方法
教材处
理与教
学方法
①在教学中应充分运用实际运动的事例和相应的思考、活动，发挥学生的主体作用，开展探究性学习。②充分利用课间模拟运动，在把条件理想化；③重组教材，突出重点，精选例题，以便培养学生判断分析问题的能力。
板
书
纲
要
第一节
一.形变:拉伸、压缩、弯曲、扭转等不同形式
二.弹力:发生形变的物体由于要恢复原状，它就会对与它接触的物体施加力的作用，这种力我们称它为弹力
结合深圳的发展变化，感受城市化的意义，燃起对城市化学习探究的热情。
让学生对比机械能守恒定律和牛顿第二定律得应用的区别.
学生自行练习
作 业
设 计
1．完成教材课本的练习
2．完成学习册上的部分练习题.
3.结合生活实际理解弹力
例：有一根弹簧的长度是15厘米，在下面挂上0.5千克的重物后的长度变成了18厘米，求弹簧的劲度系数。
小结:
①、形变的类型
②、弹力的成因
③、弹力的方向
④、胡克定律
细致观察分析第一个实例;
教师指导学生推导
导入本学习的基本内容
让学生用牛顿第二定律解答例题一
启发学生
做好上课准备
学生自行分析后两个实例
让学生进行讨论与交流调动学生的积极性培养学生的合作意识与交流能力,加强师生的互动性.
①、方向：
②、作用点：
三.胡克定律:在弹性限度内，弹簧的弹力F大小跟弹簧的形变量大小成正比
公式：F=kx（K叫劲度系数：它反映弹簧的“软硬程度”由弹簧决定）
教学过程
教学内容（第一课时）
教师指导
学生活动
课题导入：改革开放以来，许多大城市出现了不少超高层建筑物。这些看似静止高耸入云的建筑物，其实都会有不同程度类似于旗杆的摆动，在安全范围内都会有微小的弯曲变形。这是为什么呢？这种微小的变形与什么因素有关呢？
情
感
①、在探究探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣பைடு நூலகம்通过生活中的弹力认识物理规律的价值
教学
内容
精析
重点
①、知道常见的形变，了解物体的弹性，弄清弹力的发生、作用点和方向；体验通过实验探究未知世界的乐趣，领悟从特殊到一般的研究方法——归纳法．
难点
①、通过研究形变来探究弹力的发生、作用点和方向，使学生在理解形变与弹力知识的同时领悟其研究方法是本节课教学的重点；有效的引导学生进行思考、质疑和做好微小形变显示的实验是本节课教学的难点．
演示实验8：桌面的微小形变效应。
演示实验9：弯曲的锯条将小球弹出.
演示实验10：压缩弹簧将与之相毗邻的物理小车推出.
演示实验11：伸长着的橡皮筋将与之相连的物理小车拉过来.
演示实验12：扭转着的橡筋条使与之相系的螺旋桨转动
多媒体逐一把刚才前面四个实验模拟出来，并分析弹力方向与施力物体形变间的关系
前边我们定性地研究了弹力的大小，下面定量地研究弹簧的弹力跟哪些因素有关。
探究弹力与形变的关系
课标要求
（活动要求）
《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中的第二个二级主题“相互作用与运动规律”中涉及本课时内容的条目有“知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性”，该条目要求学生知道常见的形变。
课
标
解
读
弹力的概念是力学中重要的基础知识，在初中学生对它已有初步认识的基础上，在高中要进一步深化对它的理解，本节课将通过研究形变来探究弹力的由来、作用点和方向(下一课时研究弹力的大小及其应用)．在教学过程中，不仅要使学生知道常见的形变，了解物体的弹性，弄清弹力的发生、作用点和方向，而且要让学生经历对问题的探究过程，体验探究未知世界的乐趣，领悟从特殊到一般的研究方法——归纳法．
实验：在一个后面附有长度刻度的弹簧上面挂钩码，当钩码的数量增加时，弹簧中的弹力加大，弹簧的伸长增大，把读出的数据记录在表中。
分析实验数据可以得到胡克定律：弹簧弹力的大小f跟弹簧伸长的长度成正比。
写成公式为f=kx
k为劲度系数，跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关，这个量反映了弹簧的特性。
演示实验4：抓住海棉的两端，把海棉扭曲；
演示实验5：铁丝被弯成直角状；
演示实验6：用手把橡皮泥捏扁；
上述实验中观察到的现象是否普遍存在？并根据刚才的演示实验对形变进行分类。
请学生再观察，观察物体形状的微小变化，并利用多媒体讲解观察的方法——把微小效应“放大”的实验方法。
演示实验7：玻璃瓶的微小形变效应。
讲授新课:物理学是一门以实验为基础的学科，研究物理问题的方法往往是从实验入手，从观察启步。我们的研究也将这样进行，关于什么是形变？将演示一组实验，请同学们注意观察实验中物体发生的变化和变化发生的原因.
演示实验1：弹簧被拉长或压短；
演示实验2：钢锯条在手的作用下弯曲；
演示实验3：泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转；