資源簡介

3.2 力的存在（第2課時）（教學設計）
年級 七年級 授課時間
課題 3.2 力的存在（第2課時）
教學 目標 科學觀念：知道力的單位；了解彈簧的彈力；了解彈測力計的原理；會正確使用彈簧測力計測量力的大小； 科學思維：從原有的認知結構中學習新的知識，理解彈簧測力計的結構與原理；從而掌握彈簧測力計的使用與正確讀數； 探究實踐：通過小組合作完成小實驗，感受彈力，了解彈簧伸長的長度與力的關系，學習彈簧測力計的正確使用，提高觀察的意識和能力； 態度責任：形成樂于探究的態度和嚴謹、求實的科學探究精神。
教學 重難點 重點：了解彈簧測力計的原理；學會使用彈簧測力計測量力的大小 難點：正確使用彈簧測力計
學情 分析 本節內容選自浙教版七下第三章第2節，本節主要內容：力的概念、力的作用效果及力的性質、力的單位和測量工具、力的示意圖（三要素）。在本節課之前，學生已經學習了有關運動、速度等基礎知識，本節需要通過充分聯系學生的生活經驗，感受力的存在，從而便于學生理解較為抽象的力的概念。學習本節課的知識后學生將近一步學習力學，因此本節課的內容是學習力學的基礎，為后續知識如壓強、做功、簡單機械等知識做鋪墊，在教材上具有承上啟下的作用。另外，教材內容在學生具有充分的生活經驗的基礎之上密切聯系現代生活、生產和科學技術，具有濃郁的生活氣息。 本節內容擬用3課時完成教學，第1課時主要內容為力的存在、力的作用效果、力的作用是相互的；第2課時主要內容為力的測量；第3課時主要內容為力的三要素、力的示意圖。
教學 準備 課件、課本等
教學過程
教師活動 學生活動
新 課 導 入 大象舉起粗大的樹干要用力，螞蟻搬動輕小的樹葉也要用力，但兩個力的大小可謂天壤之別。運動員舉重也需要很大的力，那么怎樣測量力的大小呢？ 知道力有大小，思考怎樣測量力。
新 知 講 授 一、力的單位 跟測量長度需要規定長度的單位一樣，要測量力的大小，首先也需要規定力的單位。 在國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，符號為N。它是以英國物理學家牛頓的名字命名的。 那么，生活中一般使用的力都是多大的呢？我們以生活中常見的力為例子感受一下力的大小。 感受力的大小： 手托2只雞蛋的力約為1牛 拉開易拉罐所用的力約為20牛 一般成年男子手的最大握力約為560牛 拓展閱讀：牛頓 牛頓（Isaac Newton，1643～1727）， 英國著名的物理學家、數學家和天文學家，1643年出生于離倫敦不遠的林肯郡沃爾基索普村的一戶農家。 牛頓是人類歷史上最偉大的科學家之一，在科學的許多方面作出了卓越的貢獻。在力學方面，他在伽利略（Galileo Galilei）等科學家工作的基礎上進一步深入研究，先后建立了成為經典力學基礎的牛頓運動三大定律。在天文學方面，他在開普勒（Johannes Kepler）等科學家研究的基礎上，建立了萬有引力定律。他還初步考察了行星運動規律，解釋了潮汐現象，預言了地球不是正球體。在光學方面，他發現了太陽光是由不同顏色的光構成的，從而確定了光譜分析的基礎。在熱學方面，他確定了冷卻定律。在數學方面，他建立了著名的二項式定理，他還是微積分的創始人之一。 牛頓雖然對科學作出了重大的貢獻，但他總是謙遜地說：“我不知道世人會怎樣看我，不過，我覺得自己好像是一個在海濱玩耍的孩子，有幸拾到美麗的貝殼，而真理的大海，我還是沒有發現。” 二、彈力 測量力的大小的工具叫做測力計。彈簧測力計是一種常用的測力計，它的內部裝有可以伸縮的彈簧，要了解彈簧測力計，首先要了解彈性和彈力。 活動： 1．如圖所示，把彈簧的上端固定在長方形木板上，用手向下拉彈簧的下端，觀察彈簧長度的變化。這時，你的手有什么感覺？ _____手會感覺受到彈簧向上的力_______。 2．將彈簧拉得更長，手的感覺有什么變化？__感覺受到的力變大_。 3．撤去拉力，彈簧的長度將發生什么變化？__彈簧逐漸恢復原長__。 由以上活動可知： 彈性：彈簧受到手的拉力會發生形變，不受力時又會恢復到原來的狀態，彈簧的這種性質叫做彈性。 彈力：手拉彈簧時也會感受到彈簧反抗拉伸的作用，這種力叫做彈力。 上述實驗還表明，彈簧受到的拉力越大，彈簧的長度也越長。 接下來我們進一步分析一下彈力。 1.彈力：物體由于發生彈性形變時所產生的力，生活中的推力、拉力、壓力、支持力等都是彈力。 彈性形變：物體形變后，撤去外力就能恢復原狀，這種形變叫做彈性形變。 生活中踢足球，打籃球過程中都會產生彈力，由此可知： 2.彈力的產生條件： ①兩個物體必須接觸（彈力是接觸力，物體不接觸不會產生彈力）；②發生彈性形變。 3.彈力方向：彈力向著恢復原狀的方向。 思考與討論：彈力的大小與哪些因素有關？ 由拉伸彈簧的活動可知，將彈簧拉得更長時，手會感覺到受到彈簧的力更大，故我們可推測出彈力與形變量有關，若我們換用不同材質的彈簧，拉伸相同長度，可能感覺到的彈力也不相同，故可推測彈力與物體材料也是有關系的。具體可設計實驗來驗證。 想要進行實驗驗證需要具體的數據，首先要學習一下力的測量工具——彈簧測力計的使用和注意事項。 三、彈簧測力計 活動： （1）觀察彈簧測力計。了解指針、零刻度線、量程和最小刻度值。 （2）用手拉彈簧測力計的秤鉤，感受1牛和5牛力的大小。 （3）在彈簧測力計的秤鉤上掛文具盒或課本等物品，測出彈簧測力計對它們的拉力。 1.彈簧測力計的原理：在一定范圍內（彈性限度內），彈簧受到的拉力越大，彈簧的長度也越長（形變量與所受的外力成正比）。 2.彈簧測力計使用注意事項： ①明確量程，不能超量程； ②明確分度值，以便讀數； ③觀察指針是否對準零刻度線，不指向0時要進行調節； ④使用前要拉動彈簧防止彈簧與外殼摩擦影響讀數； ⑤拉力方向必須沿著彈簧的軸線方向，防止摩擦； ⑥讀數時，視線要與指針所指的刻度面板垂直； ⑦不能倒置測量，防止受到外殼重力影響； ⑧在掛鉤施加多大的力，讀數即為多少，與外殼上（圓環）施加的力無關。 探究彈力大小的影響因素 實驗猜想：彈力大小與形變量和物體材料有關。 實驗步驟：1.將彈簧固定在鐵架臺上，旁邊放一刻度尺，記下彈簧下端的初始位置，然后在彈簧下端逐個增掛鉤碼，使彈簧所受的拉力逐漸增大，通過刻度尺讀出每次彈簧的伸長量ΔL（彈簧伸長量是指彈簧形變后的長度與原長的差值），將數據記錄在下表中。 實驗次數123456鉤碼個數012345彈簧伸長量ΔL（cm）00.511.522.5
2.換用不同材質的彈簧重復上述實驗。 實驗分析與結論：1.一定范圍內，彈簧伸長量越大，彈力越大（可畫圖分析）； 2.換用不同材質的彈簧進行實驗，鉤碼個數相同時，彈簧伸長量不同，故彈力與物體材質有關。 彈力大小：與物體材料和形變量有關，在彈性限度內，形變量越大，彈力越大。 了解力的單位，感受力的大小。 體會彈力的產生，總結彈力的大小、方向等特點。 觀察圖片，了解生活中的彈力。 總結彈力產生的條件及彈力的方向 思考彈力的大小與哪些因素有關，設計實驗驗證。 了解彈簧測力計的結構，總結使用的注意事項。 探究彈力大小的影響因素。
課 堂 練 習 典例1 如圖所示，ABCD順序表示了射箭的整個過程，運動員先將箭搭在弓上，然后慢慢拉弓，將弓拉滿后松手，箭疾馳而飛，在以上過程中，弓的彈力最大的時刻是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】拉弓時，弓發生了彈性形變，形變越大、彈力越大，將弓拉滿后，弓的彈性形變最大，彈力最大。故ABD不符合題意，C符合題意。 故選C。 典例2 小軍和小明分別購買了兩種橡膠球。小軍說：“我的球彈性比你的好。”小明回答說：“我希望你能證實你的說法。”請你幫助小軍選擇下列哪個方案來解決這個問題（ ） A.把兩球向墻擲去，測量它們撞擊時在墻上痕跡的深淺 B.用手觸摸兩球，看哪一個球較軟 C.讓兩球于離地等高處墜下，測量哪一個反彈得高 D.把兩球向地面擲下，測量它們反彈的高度 【答案】C 【解析】A.兩球向墻扔去，兩球反彈的大小與用力的大小有關，不能根據反彈時離墻的距離區分它們彈性的大小，故A不符合題意； B.球的硬度不能決定彈性的大小，故B不符合題意； C.兩球于離地等高處由靜止下落，除了球自身所受到的重力，不受其它作用力，比較它們反彈的高度，這種辦法是合理的，故C符合題意； D.把兩球向地面擲下，小球反彈的高度與用力的大小有關，故D不符合題意。 故選C。 典例3 如圖所示的彈簧測力計，在使用前，往往要輕輕來回拉動它的掛鉤幾次，這樣做的好處是_______________。由圖可知它的量程是________N，其分度值是________N，圖示中的讀數為________N。 【答案】避免彈簧卡殼；0-5；0.2；2.4 【解析】如圖所示的彈簧測力計，在使用前，往往要輕輕來回拉動它的掛鉤幾次，這樣做的好處是避免彈簧卡殼，由圖可知它的量程是0-5N，其分度值是0.2N，圖示中的讀數為2.4N。 典例4 學校項目化學習小組的同學準備自己動手制作彈簧測力計，他們選取了甲、乙兩種規格的彈簧進行測試，繪出如圖1所示的圖像。請回答： （1）圖中OA段、OB段是彈性形變，若要制作精確程度較高的彈簧測力計，應選用 （“甲”或“乙”）彈簧。 （2）用彈簧乙制成彈簧測力計，在面板上標上刻度，如圖2是面板上刻度的一部分，在0.5cm處標上力的大小為 牛。 【答案】（1）甲（2）1 【解析】（1）由圖可知，甲彈簧形變改變6cm所需拉力增大4N，乙彈簧形變改變2cm所需拉力增大4N，因此制作精確程度較高的彈簧測力計應選甲彈簧。 （2）由圖可知，乙彈簧形變改變2cm所需拉力增大4N，在0.5cm處標上力的大小為1N。 典例5 為研究橡皮筋是否與彈簧有類似的性質，某興趣小組的同學對A、B兩根長度相同粗細不同的橡皮筋進行研究，并做成橡皮筋測力計。將橡皮筋的一端固定，另一端懸掛鉤碼(圖甲所示)，記錄橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸長量Δx，根據多組測量數據畫出的圖線如圖乙所示。 （1）分析實驗數據可以得到結論是：在橡皮筋的彈性范圍內，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量 （選填“越大”“越小”或“不變”)； （2）當在橡皮筋B上懸掛重力為0.5牛的物體時，橡皮筋B的伸長量為 厘米； （3）分別用這兩根橡皮筋制成測力計，用橡皮筋 (選填“A”或“B”)制成的測力計測量的精確程度高； （4）興趣小組的同學將A、B橡皮筋如丙圖方式連接起來，能夠測量力的最大值為 （選填“1”或“1.5”）牛。 【答案】（1）越大（2）5（3）A（4）1 【解析】（1）根據圖乙可知，在彈性范圍內，橡皮筋伸長的長度與受到拉力的變化圖像為一條斜線，即二者成正比，那么得到：在橡皮筋的彈性范圍內，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量越大。 （2）根據圖乙可知，在橡皮筋B上懸掛重力為0.5牛的物體時，橡皮筋B的伸長量為5厘米。 （3）根據圖乙可知，當受到0.5N的拉力時，橡皮筋B伸長5cm，A伸長10cm，則用橡皮筋A制成的測力計精確度更高。 （4）根據圖乙可知，橡皮筋B的最大測量值為1.5N，而橡皮筋A的最大測量值為1N，二者串聯時都會伸長，則測量力的大小以小的為準，即能夠測量力的最大值為1N。
課 堂 小 結 一、力的單位 （1）單位：牛頓，簡稱牛，符號為N。它是以英國物理學家牛頓的名字命名的。 （2）感知力的大小：拿起兩個雞蛋的力是1N，背起一個初中生的力是500N。 二、彈力 （1）彈性：物體受力發生形變，不受力自動恢復原來形狀的特性叫彈性。 （2）彈力：物體由于發生彈性形變時所產生的力，生活中的推力、拉力、壓力、支持力等都是彈力。 ①產生條件：物體接觸；發生形變。 ②彈力方向：向著恢復原狀的方向。 ③彈力大小：與物體材料和形變量有關，在彈性限度內，形變量越大, 彈力越大。 ④測量工具：測量力的大小的工具叫做測力計。彈簧測力計是一種常用的測力計。 三、彈簧測力計 （1）彈簧測力計的原理：彈簧受到的拉力越大，彈簧的長度也越長。彈簧測力計就是利用這個原理制造出來的。 （2）彈簧測力計使用注意事項：①明確量程，不能超量程；②明確分度值，以便讀數；③觀察指針是否對準零刻度線；④使用前要拉動彈簧防止彈簧與外殼摩擦影響讀數；⑤拉力方向必須沿著彈簧的軸線方向，防止摩擦；⑥讀數時，視線要與指針所指的刻度面板垂直；⑦不能倒置測量，防止受到外殼重力影響；⑧掛鉤施加多大的力，讀數即為多少，與外殼上施加的力無關。
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