关于胡克定律的教学反思

新课程标准明确提出“新课程学习要以探究为核心”。课程标准还就科学探究方面对学生提出了明确的要求:知道科学探究涉及的主要活动,理解科学探究的基本特征;能通过对身边自然事物的观察,发现和提出问题;能运用自己所掌握的知识作出对问题的猜想,并制定简单的科学探究活动计划;能通过贯彻、实验、・制作等活动进行探究;会查阅、整理从书刊及其他途径获得的科学资料;能在已有知识、经验和现有信息的基础上,通过简单思维加工,作出自己的解释或结论,并知道这个结果应该是可以重复验证的。能用自己擅长的方式表达探究结果,与别人进行交流,并参与评议,能够对别人研究的结论提出质疑。

探究是学生获得知识的重要途径,学生是学习的主体。引导学生在学习过程中掌握科学探究方法,提高科学探究的能力,形成尊重事实、善于质疑、勇于探究的科学态度是新课程教学的主要任务。那么如何培养学生的科学探究能力呢?应该从以下几方面来探索培养:

1、创设科学探究的情境,培养学生的科学探究意识;

2、引导学生自主探究,培养学生科学探究的能力;

3、在科学实践活动中,培养学生的探究能力;

4、在合作交流、讨论辩论中培养学生的探究能力;

5、在科学探究中,发展学生的思维。

在发展学生思维方面,我是这样做的:

(1)先设置问题情境,引发学生的思维;

(2)动手之前先动脑,提升思维的严密性;

(3)动手之后再动脑,发展思维的抽象性。

现行高中物理教材中,安排了探究性实验,例如在研究胡克定律时,要求学生通过实验探索弹力F与弹簧伸长x的关系,并画出F-x图线,由此得出弹簧的弹力与伸长量的定量关系,从而完成对胡克定律的实验探究过程。

在实验过程中,绝大多数学生画出的F-x图线是一条通过坐标原点的直线,只有少数同学画出的F-x图线是初始段弯曲的图线,究竟F-x图线应该是过原点的直线还是曲线呢?让我们亲自实验得出结论。

一、实验目的

通过实验探究胡克定律,培养科学探究能力,逐步形成实事求是的科学态度和科学精神。

二、研究方法

实验探究法、图线分析、比较法

三、实验器材

铁架台、直尺、三角板、弹簧(不同劲度系数)、钩码(10g、50g、100g若干)

四、实验步骤

1.将铁架台置于水平桌面上,将弹簧上端固定在铁架台上,并量出原长L0;

2.将10g钩码悬挂于弹簧下端,测出此时的弹簧长度l求出伸长量x=L-Lo,并记入表1中;

3.逐渐增加钩码,依次记录每次的伸长量,如表1所示:

表1(k1=2.5N/m)

4.换用另一种不同劲度系数的弹簧重复以上过程,记入表2:

表2(k1=11.1N/m)

5.整理实验器材,处理实验数据,画出F-x图线

6.进行分析研究,交流评价,得出正确结论。

五、注意事项

1.测量时,要保持直尺竖直并靠近弹簧。

2.读数时,要用三角板与直尺刻度垂直,视线垂直于刻度,力求读数准确。

3.开始时,钩码质量要小,要多取几组数据,这样才能使曲线的起始段真实地表现出来,所挂钩码不能太重,以免超过弹簧的弹性限度。

4.描点作图时要使点数均匀分布于曲线两侧。

六、实验结论

1.F-x图线不是过坐标原点的直线。弹簧劲度系数k越大,初始段的弯曲现象越明显,仅在实验图线的中间区域,F与x才存在线性关系。

2.弹簧的弹力与伸长量在一定范围内满足胡克定律,这一范围是可以测量的,如弹簧2的线性范围是弹簧的伸长量x在5.7~22cm。图线的上弯曲点就是教材所讲的弹性限度,图线的下弯曲点是线性关系的起点。可见,胡克定律是有一定的适用范围的。

3.图线的斜率反映了弹簧的劲度系数,k=F/x,注意一定要在线性范围内取值计算,否则无意义。

七、实验探究反思

物理教材把胡克定律表述为F=kx,并说明了胡克定律只在弹性限度内适用。单F-x实验图线表明,弹簧开始发生形变的某一范围,虽然也在弹性限度内,但胡克定律并不适用,可见教材对胡克定律的叙述有一定局限性。通过实验探究,学生画出了F-x的真实曲线,发现了教材的不足。

这一发现引发了学生的好奇心和求知欲,培养了学生的批判精神和求证精神,这正是科学探究精神的具体表现。

新课程提倡探究学习,这是对教师角色提出的更高要求。本实验中,若教师角色不到位,引导无方,学生对弹簧和钩码不做选择,一开始就给弹簧挂上50g的大钩码,再由F=kx的数学公式想当然,必然画出一条过坐标原点的直线。这就失去了科学发现的机会,哪还有什么科学精神可言呢?

由此可见,如何走进新课程,给每位教师提出认真思考的新课题。

作者单位:

山西介休第一中学

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