人教版高中物理必修1教学设计

课题	重力与弹力	单元	3	学科	物理	年级	高一
学习CxM物理好资源网(原物理ok网) 目标	1、知识与技能目标CxM物理好资源网(原物理ok网) （1）知道重力产生原因。CxM物理好资源网(原物理ok网) （2）知道重力的三要素。CxM物理好资源网(原物理ok网) （3）知道简单的力的平衡方程。CxM物理好资源网(原物理ok网) （4）知道重心的概念，并生活中的运用。CxM物理好资源网(原物理ok网) （5）知道弹力定义和三要素，产生弹力的条件，和有无弹力的判断方法。CxM物理好资源网(原物理ok网) （6）掌握胡克定律。CxM物理好资源网(原物理ok网) 2、过程与方法目标CxM物理好资源网(原物理ok网) （1）让学生自己动手，找不规则薄板的中心培养学生动手的能力。CxM物理好资源网(原物理ok网) （2）通过“重心”的概念，要学会活学活用。CxM物理好资源网(原物理ok网) （3）通过观察和实验掌握掌握胡克定律，培养一定的观察能力和初步的分析能力CxM物理好资源网(原物理ok网) 3、情感态度与价值观CxM物理好资源网(原物理ok网) （1）通过本节内容的学习，增强学习物理知识、探究自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣，并生活中的运用。CxM物理好资源网(原物理ok网) （2）通过探究活动和小组合作培养学生善于将自己的见解公开和与他人交流和合作的能力和合作精神。
重点	1、重心的概念以及质量分布均匀的物体重心的位置。。CxM物理好资源网(原物理ok网) 2、弹力的产生条件和有无弹力的判断CxM物理好资源网(原物理ok网) 3、胡克定律的推导过程。
难点	1、重心概念的理解。CxM物理好资源网(原物理ok网) 2、弹力的产生条件和方向和掌握胡克定律的应用

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

请同学们观察图片并结合物理知识解释一下
出示图片：苹果落地；滴水的衣服；
思考讨论：苹果为什么会落向地面？衣服上的水为什么会向下？
出示动画：弹簧的拉伸和压缩。
思考讨论：弹簧为什么能被拉伸和压缩后能回到原来位置呢？
教师总结：这些现象都与我们今天要讲的重力、弹力有关。

学生出示图片，思考讨论图片中的问题。

通过学生观察、思考引出重力和弹力。

讲授新课

力有三要素，请同学们通过预习告诉我重力的三要素有哪些？
一、重力
1、由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力，符号G。
2、单位是牛顿，简称牛，符号用N表示。
3、重力的施力物体是地球，方向竖直向下。
出示图片：画出重力方向
教师总结：重力的方向总是竖直向下的，不能说垂直向下。
4、物体受到的重力G与物体质量m的关系是：G＝mg
（1）g是自由落体加速度。
（2）g的单位:N/kg，m/s2
1 N/kg＝ m/s2
（3）在没有空气阻力时，由静止下落的物体做自由落体运动。做自由落体运动的物体只受到重力的作用，g又叫做重力加速度。
出示图片：自由落体运动
巩固练习
1.关于重力的方向，下列说法中正确的是（　　）
A．重力的方向是指向地心的
B．重力的方向是垂直于地面的
C．重力的方向是竖直向下的
D．所有物体所受重力的方向都是相互平行的
【答案】C
2．关于重力以下说法正确的是( )
A．重力的方向总是垂直地面向下的
B．把空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小
C．挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力
D．同一物体在地球各处重力大小是不一定相同的
【答案】D
跳高运动中有很多跳高姿势，为什么运动员喜欢用背越式呢？
出示图片：运动员跳高姿势，背越式图片
5、重心
一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作这一点叫做物体的重心。

重心可以看作是物体所受重力的作用点。
（1）质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。
质地均匀、外形规则的物体的重心，在它的几何中心上。
出示图片：形状规则的均匀物体的重心
均匀细直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱体的重心在轴线的中点。
（2）质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。
出示图片：运载不同重物的货车
质量不均匀、外形不规则物体的重心可以用二力平衡的知识通过实验来确定形状不规则物体的重心位置。
方法：先在 A 点把物体悬挂起来，通过 A 点画一条竖直线 AB，由于A点悬线的拉力跟薄板的重力平衡，薄板的重心必定在AB连线上，然后，再选另一处D点把物体悬挂起来，过D点画一条竖直线DE，薄板的重心必定在DE连线上。因此，AB和DE的交点C，就是薄板的重心。

出示不规则物体重心视频
巩固练习
3．关于物体的重心，下列说法正确的是（　　）
A．任何物体的重心一定在这个物体上
B．在物体上只有重心受到重力的作用
C．一个球体的重心一定在球心处
D．一辆空载的货车装上货物后，重心会变化
【答案】D
4.如图所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一小孔，在水由小孔缓慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会（）

A．先降低后升高
B．一直上升
C．先升高后降低
D．一直下降
【答案】A
5．把一个月牙状的薄板悬挂起来，静止时如图所示．则薄板的重心可能是图中的（）

A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
【答案】D
6、力的表示方法
(1)力的图示
有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点。这种表示力的方法，叫作力的图示。

如图为力的图示：球所受的重力大小为6 N，方向竖直向下。
画力的图示时注意：
①.力的大小:用包括箭头在内的线段的长度表示力的大小。
②.力的方向:箭头表示力的方向.
③.力的作用点:线段的起点或终点表示力的作用点.
（2）力的示意图
从力的作用点开始，沿力的方向画出一条长度合适的线段，并在末端画出箭头。
针对练习：用力的示意图法表示电线对电灯6N的拉力；

通常只需画出力的作用点和方向。
观察图片，思考回答问题。
出示图片：

弹力字面意思是什么？弹力是不是只有弹簧才有？什么样情况下才有弹力？
二、弹力
1、接触力
（1）物体与物体相互作用时通过物体与物体接触时发生的，这种相互作用可以称为接触力。
（2）通常所说的拉力、压力、支持力等都是接触力。接触力按其性质可以分为弹力和摩擦力，下面我们先研究弹力。
2、形变：物体的形状或体积的改变叫做形变。
有时物体的形变很小，不易被觉察。一块剖面为三角形的有机玻璃压在另一块有机玻璃上，发生的形变肉眼不能看出。

形变后，当特殊的光通过有机玻璃不同部位时，产生的花纹会发生变化，利用仪器可以看到这种差异。
通过平面镜观察桌面的微小形变-视频
针对练习：在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点P．用力压桌面时，观察墙上光点位置的变化．下列说法中正确的是（　　）
A．光斑上移
B．光斑下移
C．光斑左移
D．光斑右移

答案B
解析：若在两镜之间桌面用力F下压，M、N将向中间倾斜，光束的入射角减小，由光的反射定律可知，光点会在刻度尺上由上向下移动；故选：B．
3.弹力
出示图片
被拉长的弹簧，要恢复原状，对相连接的小车产生了拉力F；
被跳水运动员压弯的跳板，要恢复原状，对上面的人产生了支持力。
（1）定义：发生形变的物体，由于要恢复原状对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
（2）产生条件：① 直接接触 ② 发生弹性形变
放在桌面上的书，它对桌面的压力F1以及桌面对它的支持力F2，都是弹力，其方向是跟接触面垂直指向被压或被支持的物体。

（3）弹力方向
①压力、支持力的方向：总是垂直接触面而指向受力物体。

曲面与平面间弹力方向

过接触点垂直平面指向

曲面与曲面之间弹力方向：过接触点垂直公切面指向受力物体。
②绳类的弹力方向
绳子的拉力，也是弹力，其方向是沿着绳子而指向绳子收缩的方向。

③轻杆的弹力
轻杆：杆的重力可以忽略不计的理想模型，杆的弹力不一定沿着杆。

被弯曲的细木棍把圆木推开
（4）判断有无弹力的方法：
①条件法：对于形变效果明显的情况，可由形变情况直接判断弹力的存在与否。如弹簧、橡皮筋等产生弹力的情况。
出示图片
形变情况一般不好判断，那么用假设法
②假设法：撤掉与之接触的物体，看放研究物体的状态是否改变，若改变则存在弹力，否则不存在弹力。
小心去掉斜面，球仍静止，说明斜面与球A之间无相互作用因而无弹力

若去掉斜面，小球则无法保持在原来的位置静止，这说明斜面对小球有相互作用的弹力．
三、胡克定律
1、弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变。
2、弹性限度
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，这个限度叫作弹性限度。
弹簧在形变时产生的弹力与弹簧的伸长量是有关系的。
3、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
（1）实验目的：探究弹簧弹力与形变量的关系。
（2）实验器材：弹簧、铁架台、50g钩码5只、刻度尺

（3）实验步骤:
①把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，记录原场L。
②在弹簧下端悬挂1个50g钩码平衡时在刻度尺上读出它的示数。
③继续在弹簧下端悬挂2、3、4、5个钩码平衡时在刻度尺上读出它的示数填入表格中。
④以弹簧受到的弹力 F 为纵轴、弹簧伸长的长度 x 为横轴建立直角坐标系。根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点，作出 F-x 图像。
（4）展示探究弹簧弹力与形变量的关系视频
（5）实验数据

钩码数量	L/cm	∆L/cm	F/mg
0	37.00	0..00	0.00
1	35.70	1.30	1.00
2	34.38	2.62	2.00
3	32.86	4.14	3.00
4	31.50	5.50	4.00
5	30.14	6.86	5.00

由 F-x 图像能得到的结论。
（6）实验结论
实验结果表明，弹簧发生弹性形变时，弹力F 的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x成正比。
4、胡克定律内容
1、内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比。
2、公式：F ＝ -k x
k为弹簧的劲度系数, 单位是N/m. 取决于弹簧的长短、粗细及材料,弹簧越长、越细,劲度系数就越小 x为弹簧伸长（或缩短）的长度。
生活中说有的弹簧 “硬”，有的弹簧 “软”，指的就是它们的劲度系数不同。
课堂练习
6.一根劲度系数为200 N/m 的弹簧, 在受到10 N 的压力作用时, 弹簧的长度为15 cm,当不受外力作用时, 弹簧的长度为（    ）
A．20 cm
B．15 cm
C．10 cm
D．5 cm
答案：A
7.如图所示，两根相同的弹簧S1和S2，劲度系数均为k=400N/m，悬挂的重物质量分别为 =2kg相 =4kg；若不计弹簧质量，g取10 m/s2，则平衡时弹簧s1、s2的伸长量分别为（      ）
A．10cm、 5cm
B．15cm、 10cm
C．15cm、 5cm
D．10cm、 15cm
答案：B
8、体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示。足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向是

A．沿v1的反方向
B．沿v2的方向
C．先沿v1的反方向后沿v2的方向
D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向
答案：D
9．如下图所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态．若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是( )

A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用
B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用
C．量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用
D．口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用
【答案】A
10．关于弹性形变，下列说法正确的是　　
A．物体受力后发生的一切形变都可视为弹性形变
B．当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变可视为弹性形变
C．物体在去掉外力后，能够恢复原来形状的形变为非弹性形变
D．物体在外力停止作用后仍存在的形变，叫弹性形变
【答案】B
11．如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高超的艺术技巧的结晶，是我国古代青铜艺术的稀世珍宝，骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为（　　）

A．马是空心的
B．马蹄大
C．马的重心在飞燕上
D．马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
【答案】D
12．在半球形光滑碗内斜放一根筷子，如图所示，筷子与碗的接触点分别为 A，B，则碗对筷子在、两点处的作用力方向分别为（    ）

A．均竖直向上
B．均指向球心
C．点处指向球心，点处竖直向上
D．点处指向球心，点处垂直于筷子斜向上
拓展提高
13．由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图象如图所示，求：

（1）该弹簧的原长为________cm，
（2）该弹簧的劲度系数为________N/m．
【答案】15    500
14．如图所示弹性杆上支持质量为的物体，则杆对物体的支持力大小为________，方向________。（重力加速度为）

【答案】 mg    竖直向上
15．如图所示，A、B两物体的重力分别是3N、4N。A用细绳悬挂在天花板上，B放在水平地面上，连接 A、B间的轻弹簧的弹力，则绳中张力及地面对B的支持力的可能值分别是（　　）

A． 7N和10N    B．5N 和2N
C． 1N和6N      D． 2N和5N
【答案】BC
一、弹力产生条件：
    ① 直接接触   ② 发生弹性形变
二、弹力方向
1.压力和支持力：
方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体。
2.拉力：绳的拉力沿着绳指向绳收缩的方向
三. 弹力大小：
1.弹簧弹力:胡克定律F ＝ k x 2.其它弹力:由物体受其它力和运动状态求解。

学生动手画出
重力方向

学生观察图片了解重心

阅读课文了解中心位置

学生动手找出不规则物体的重心

学生动手画力的图示

学生画出力的示意图

阅读课文说出怎样观察有机玻璃的形变

学生阅读课文，观察演示实验，掌握实验过程

学生练习

观察图片总结弹力的定义和产生条件

学生动手画出弹力的方向

画出绳子弹力

学生理解判断有无弹力的方法

学生阅读课文说出实验器材

学生阅读实验步骤

学生记录实验数据并画出实验图像

学生练习

掌握重力的方向

让学生认识重心是假设的点并不实际存在

掌握与重心有关的的因素，能找出质地均匀、外形规则的物体的重心

锻炼学生实验操作能力，掌握其原理

掌握画力的图示的方法应画出力的大小、方向、作用点。

知道力的示意图只要标出大小方向即可

锻炼学生的自主学习能力

通过实验确信微小形变的存在，体验‘放大’的实验方法及实验思想

理解光斑移动原因

锻炼学生的总结和理解能力，知道产生弹力的条件

掌握画各种情况下弹力方向的

掌握绳子的弹力，其方向是沿着绳子而指向绳子收缩的方向。

锻炼学生的逻辑思维能力

掌握实验的器材

锻炼学生的操作能力

锻炼学生处理数据的能力

巩固所学的知识

课堂小结

1、重力：物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力。
2、重力的方向：重力的方向总是竖直向下的。
3、质地均匀、外形规则的物体的重心，在它的几何中心上
4、物体所受的重力与物体的质量成正比。
表达式：G=mg
g= 9.8 N/kg，粗略计算时g =10 N/kg。
5、形变：物体的形状或体积的改变叫做形变。
6、定义：发生形变的物体，由于要恢复原状对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
7、产生条件：① 直接接触 ② 发生弹性形变
8、弹力的方向
9、胡克定律：F＝ kx²

梳理自己本节所学知识进行交流

根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。

板书

一、重力
1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．
2．大小：与物体的质量成正比，即G＝mg.可用弹簧测力计测量重力．
3．方向：总是竖直向下的．
4．重心：其位置与物体的质量分布和形状有关．
5．重心位置的确定
质量分布均匀的规则物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定．
二、形变、弹性、胡克定律
1．形变
物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变．
2．弹性
(1)弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力能够恢复原状的形变．
(2)弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度．
3．弹力
(1)定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力．
(2)产生条件：物体相互接触且发生弹性形变．
(3)方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反．
4．胡克定律
(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．
(2)表达式：F＝kx.
①k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定．
②x是形变量，但不是弹簧形变以后的长度．

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【最新2023】人教版高中物理必修一【3.1重力与弹力】教案

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