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弹力教学设计

俗话说,居安思危,思则有备,有备无患。教师要准备好教案,这是教师需要精心准备的。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,帮助教师提高自己的教学质量。您知道教案应该要怎么下笔吗?小编特地为大家精心收集和整理了“弹力教学设计”,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。

弹力教学设计

【教学目的】通过本课教学,在初中对弹力已有认识的基础上,进—步深化对弹力的来由、性质、效果的认识,并学习研究物理问题的“实验——观察——思考——归纳”科学方法.

【教学用具】钢锯条、弹簧、泡沫塑料块、铜皮、面团、白纸、墨水瓶(灌满红墨水)、通过橡皮塞插有细玻璃管的椭圆形玻璃瓶(见图1)、激光光源、平面镜及支架(两套)、物理小车、橡皮筋、小螺旋桨、小球、挂图1:显示桌而微小形变装置示意图(见图2)、挂图2:比较重力与弹力(见表1).

表1比较重力与弹力

【设计思想】针对高一新生正处于从初中物理向高中物理跨越阶段的特点,本节教材在文字叙述上非常简洁并配有大量的插图.内容直观、感性,较易为学生接受,加上学生们在初中对弹力已有了一定的感性认识与理论基础,若只是照本宣科,教学会很空泛.教师觉得“没戏可唱”,学生则有“炒冷饭”之感.其实,对于学生,高中物理不仅因在知识内容上加深、拓宽而造成台阶,还因抽象思维、科学方法上要求提高而使不少学生倍感困难.所以帮助高一学生在初始阶段跨好初、高中台阶很重要的一件事是教会他们学习物理的方法.根据本节教材知识内容学生较为熟悉、易学易懂的特点,我们可将教学重心放在对物理学研究方法的传授上,使学生学会观察与思考、分析与归纳.基于此,本教案根据教材要求,设置了3个研究课题,每个课题以“提出问题——实验与观察——分析与归纳——总结与结论”为认知程序,引导学生既研究物理规律,又掌握研究物理规律的方法.全课设计了12个演示实验供学生观察与研究;全课以“方法”为根茎,知识为枝叶,板书设计亦突出“方法”的脉络,使原本平淡的课堂教学变得充实、饱满、有声有色.

【教学过程】

一、引入教师指出,弹力与重力一样,是依性质而命名的一种力.告诉学生,本节课将围绕弹力展开对3个方面问题的讨论,以弄清弹力的来由、弹力所遵从的规律.

二、研究问题1:什么是形变?

教师指出,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:钢锯条在手的作用下弯曲.

演示实验2:弹簧被拉长或压短.

演示实验3:泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转.

演示实验4:铜片被弯成直角状.

演示实验5:面团在重力作用下下坠,形状变化.

演示实验6:纸张被手揉皱.

引导学生思考:上述实验中观察到的现象是否普遍存在?比如,用手指按实验桌,桌面有形状变化吗?

请学生再观察,观察物体形状的微小变化,并讲解观察的方法——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.

演示实验8:桌面的微小形变效应.

引导学生对众多的实验现象作出归纳——这么多的实验现象告诉我们这样一个事实:当物体受到力的作用时会发生形状的改变.

引导学生进一步思考:在实验中,物体发生的形状改变有哪些形式.归纳出形变有拉伸、压缩、弯曲、扭转等不同形式,它们属于两类情况:一类是,受力发生形变,外力停止作用,物体可恢复原状;一类是,受力发生形变后,外力停止作用亦不再恢复到原状.

至此,对什么是形变的问题作一小结.

三、研究问题2:什么是弹力?

这里安排4个演示弹力作用效果的实验,要求学生仔细观察实验现象,注意弹力发生的条件.

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.

根据实验现象,由学生归纳出弹力发生的两个条件:(1)施力物体与受力物体必须直接接触;(2)施力物体必须发生了弹性形变.教师指出,这是直接判断有无弹力存在的基本依据.

作出什么是弹力的结论.

四、研究问题3:弹力的方向?大小?

以演示实验9~12中的弹力实验为据,逐一分析弹力方向与施力物体形变间的关系,由学生归纳出弹力方向总是指向施力物体形变恢复的方向的规律.

教师与学生一起对压力、支持力、绳的拉力的方向作具体分析,使学生一方面弄清压力、支持力、绳的拉力都是作为弹力的一种效果而得名,同时,掌握判断它们的方向所依从的规律.

对于弹力的大小,只需定性地了解与施力物体形变程度有关,不作详细研究,并在初中已有知识的基础上,直接给出胡克定律的数学表达式:f=kx.

五、总结全课

采取将弹力与上一节课学过的重力作比较的方式,既总结了本课知识,又复习了前课内容.

最后,要求学生们课后不仅要回忆本课学到了哪些知识内容,还应体会本课研究物理问题的方法和思路.

【板书设计】

主黑板:

第一版

问题1:什么是形变?

观察→思考→再观察→

归纳:物体受到力的作用都会发生形状改变.进一步思考→

归纳:结论:见课本第14、15页.

第二版

问题2:什么是弹力?

观察→

归纳:施力物体与受力物体直接接触;施力物体发生了弹性形变.

结论:见课本第15页.

问题3:弹力的大小?方向?

方向:

分析→

归纳:弹力的方向总是沿着施力物体形变恢复的方向.

第三版

具体分析(压力、支持力)→

结论:见课本第16页.

具体分析(绳的拉力)→

结论:见课本第17页.

大小:

分析→

结论:胡克定律.该定律适用于发生弹性形变的弹簧.

副黑板:

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高一物理教案:《弹力》教学设计


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高一物理教案:《弹力》教学设计

教学目标

知识目标

1、了解形变的概念,了解弹力是物体发生弹性形变时产生的.

2、能够正确判断弹力的有无和弹力的方向,正确画出物体受到的弹力.

3、掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法.

能力目标

1、能够运用二力平衡条件确定弹力的大小.

2、针对实际问题确定弹力的大小方向,提高判断分析能力.

教学建议

一、基本知识技能:

(一)、基本概念:

1、弹力:发生形变的物体,由于要回复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.

2、弹性限度:如果形变超过一定限度,物体的形状将不能完全恢复,这个限度叫做弹性限度.

3、弹力的大小跟形变的大小有关,形变越大,弹力也越大.

4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和扭转形变.

(二)、基本技能:

1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小.

2、根据不同接触面或点画出弹力的图示.

二、重点难点分析:

1、弹力是物体发生形变后产生的,了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的确定是本节的教学重点.

2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点.

教法建议

一、关于讲解弹力的产生原因的教法建议

1、介绍弹力时,一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好,可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化,也可以演示其它明显的形变实验,如矿泉水瓶的形变,握力器的形变,钢尺的形变,也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法.通过演示,介绍我们在做科学研究时,通常将微小变化“放大”以利于观察.

二、关于弹力方向讲解的教法建议

1、弹力的方向判断是本节的重点,可以将接触面的关系具体为“点——面(平面、曲面)”接触和“面——面”接触.举一些例子,将问题简单化.往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准.

如所示的简单图示:

2、注意在分析两物体之间弹力的作用时,可以分别对一个物体进行受力分析,确切说明,是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用.配合教材讲解绳子的拉力时,可以用具体的例子,画出示意图加以分析.

第三节 弹力

教学方法:实验法、讲解法

教学用具:演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物(钩码).

教学过程设计

(一)、复习提问

1、重力是的产生原因是什么?重力的方怎样?

2、复习初中内容:形变;弹性形变.

(二)、新课教学

由复习过渡到新课,并演示说明

1、演示实验1:捏橡皮泥,用力拉压弹簧,用力弯动钢尺,它们的形状都发生了改变,教师总结形变的概念.

形变:物体的形状或体积的变化叫做形变,形变的原因是物体受到了力的作用.针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念:能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变.不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变.

2、将钩码悬挂在弹簧上,弹簧另一端固定,弹簧被拉长,提问:

(1)钩码受哪些力?(重力、拉力、这二力平衡)

(2)拉力是谁加给钩码的?(弹簧)

(3)弹簧为什么对钩码产生拉力?(弹簧发生了弹性形变)

由此引出弹力的概念:

3、弹力:发生弹性形变的物体,会对跟它直接接触的物体产生力的作用.这种力就叫弹力.

就上述实验继续提问:

(1)弹力产生的条件:物体直接接触并发生弹性形变.

(2)弹力的方向

提问:课本放在桌子上.书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力?其受力物体、施力物体各是什么?方向如何?

与学生讨论,然后总结:

4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被压物体).

5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被支持物体).

继续提问:电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力?

其受力物体、施力物体各是谁?方向如何?

分析讨论,总结.

6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.

7、胡克定律

弹力的大小与形变有关,同一物体,形变越大,弹力越大.弹簧的弹力,与 形变的关系为:

在弹性限度内,弹力的大小 跟弹簧的伸长(或缩短)的长度 成正比,即:

式中 叫弹簧的倔强系数,单位:N/m.它由弹簧本身所决定.不同弹簧的倔强系数一般不相同.这个规律是英国科学家胡克发现的,叫胡克定律. 胡克定律的适用条件:只适用于伸长或压缩形变.

8、练习使用胡克定律,注意强调 为形变量的大小.

(三)、布置课后作业.

探究活动——运用弹簧的串并联知识研究钢材的拉伸

课题1:

题目:关于弹簧的串并联——钢材的拉伸

内容:在建筑力学中,关于钢筋的劲度以及拉伸,可以根据弹簧的串并联进行研究。

有关弹簧的串并联内容可以参考“探究活动”中的相关内容。

探究活动——自行设计实验求解弹簧的劲度系数

课题2:

题目:自行设计实验求解弹簧的劲度系数

内容:学生自行组织利用工具研究弹簧的劲度求解,方法不限,记录实验数据,写出实验报告——说明实验目的、实验仪器、实验原理以及结论。

弹力教案


一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责,高中教师要准备好教案,这是每个高中教师都不可缺少的。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,使高中教师有一个简单易懂的教学思路。你知道怎么写具体的高中教案内容吗?小编为此仔细地整理了以下内容《弹力教案》,相信您能找到对自己有用的内容。

弹力
整体设计
教材分析
1.形变:物体发生形变是力作用的结果,形变方式有形状及体积的改变,任何物体只要受到力的作用必发生形变,只不过有些形变程度很小,只有通过仪器及实验手段才能明显显示出来,在力的作用下不发生形变的物体是不存在的.形变的种类有两种:一种是弹性形变,一种是非弹性形变.
2.弹力:弹力是接触力,物体间产生弹力,两物体必互相接触且发生弹性形变,这两个条件缺一不可.两接触物体是否发生弹性形变,可用假设法来判定,若假设接触的物体间有弹性形变,则有弹力作用,若物体所处的状态与事实不相符,则假设不成立,无弹力作用.
教学建议
物体在力的作用下发生形变的情况应多演示几个实验,同时做好显示微小形变的实验.胡克定律应先通过演示实验让学生猜测,然后通过分组实验让学生探究,并比较各组所用不同弹簧F与x的比值不同.
“演示实验”:课本上的演示实验可以先让学生根据初中知识分析,如果桌子在压力作用下发生形变,则会出现什么现象;反之,如果出现该现象,则说明了什么,而且,根据墙上光斑移动的方向判断桌子形变的方向,桌子形变的程度与施加压力的大小有什么关系.
“思考与讨论”:课本上的思考与讨论,可以先演示形变明显的弹性绳的作用效果,让学生分析,再演示形变不明显的绳子的作用情况,然后让学生分析、讨论,最后总结完善.
教学重点
弹力产生的条件及弹力方向的判定,胡克定律的内容及应用.
教学难点
接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定.
课时安排
1课时
三维目标
知识与技能
1.知道什么是弹力以及弹力产生的条件.
2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中正确画出力的方向.
3.知道弹力大小的决定因素及胡克定律.
过程与方法
通过探究弹力的存在,使学生体会假设推理法及微量放大法解决问题的巧妙.
情感态度与价值观
观察和了解形变的有趣现象,感受自然界的奥秘,培养对科学的好奇心和求知欲.
课前准备
各种弹簧、橡皮筋(泥)、钢尺、细钢丝、微小形变演示、多媒体课件
教学过程
导入新课
情景导入
(课件展示)多媒体播放拉弓射箭、蹦极、跳水等情景:
射箭蹦极水
图3-2-1
让学生试着回答以上动作的完成有什么共同特点.
结论:都离不开物体的弹性作用.
弹性物体对作用对象的作用我们称之为弹力,本节课我们就来研究弹力产生的条件及其方向的判定等系列问题.
感知导入
学生分成几个小组,每组分发一根细铁丝.让大家自己动手制作成一个小弹簧,然后轻轻地拉一拉或者压一压,并说出自己的感受.
总结:当手拉或压弹簧时,都要给弹簧一个力的作用,也就是说手都要受到弹簧的力的作用.
那么,这又是什么力呢?它是怎样产生的呢?它的大小、方向各如何呢?
推进新课
一、弹性形变和弹力
实验演示1:
压缩弹簧、海绵,用手弯曲竹片,我们能明显地观察到什么现象?
结论:看到形状或体积改变,我们就把物体形状或体积的变化叫做形变.
情景设置:给学生提供不同的物体,教师引导学生使物体的形状或体积发生变化(设计意图:学生亲身经历探究过程,明确两类形变)
讨论交流:物体的形变有两种情况:一种是物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变,如弹簧的形变、竹片的形变等;另一种是物体在形变后,撤去外力物体也不能够恢复原状的形变,这种形变叫做非弹性形变.
阅读(课件展示):
凡物体受到外力而发生形状变化谓之“形变”.物体由于外因或内在缺陷,物质微粒的相对位置发生改变,也可引起形态的变化.形变的种类有:
1.纵向形变:杆的两端受到压力或拉力时,长度发生改变;
2.体积形变:物体体积大小的改变;
3.切变:物体两相对的表面受到在表面内的(切向)力偶作用时,两表面发生相对位移,称为切变;
4.扭转:一圆柱状物体,两端各受方向相反的力矩作用而扭转,称扭转形变;
5.弯曲:两端固定的钢筋,因负荷而弯曲,称弯曲形变.
【实验探究】怎么才能够使物体发生形变呢?(分组合作进行实验探究、讨论,不难得出结论)
结论:物体间相互接触并相互挤压.
学生实验:鼓励大家自己使劲拉课下制作好的小弹簧,拉到再不能伸长为止.
现象:弹簧被拉直后不能恢复原长.
结论:如果形变过大,超过一定的限度,撤去外力作用后,物体就不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度.
弹性限度微观解释(设计意图:教师引导提高的过程)
教师精讲:铁丝在被拉伸过程中,其形变与铜原子的引力范围有关.当铁丝被拉伸时,由于铁原子的引力,铁丝可以恢复到原来的长度,这属于弹性形变的范围;但是若继续拉铁丝,当铁原子间的距离拉得太大时,铁原子的引力不能使其恢复到原来的位置,这时铁丝就无法恢复到原长甚至会断裂.
问题设置:发生弹性形变的物体有什么用途呢?
引导学生举出弯弓射箭、撑杆起跳、拍打篮球、击打网球等例子.
师生交流讨论以上例子的本质.
结论: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,这种力叫做弹力.
问题设置:任何物体都能发生形变吗?
此时教师可以在桌子上放一本书,借此提问桌子会发生形变吗?
(学生可能回答不发生形变)
演示实验2:
教师向学生作显示微小形变装置的简单介绍.
实验:入射光的位置不变,将光线经M、N两平面镜两次反射,射到一个刻度尺上,形成一光亮点.如图3-2-2,让一学生用力压桌面,同学们会看到什么现象?
学生会看到光点在刻度尺上移动.
图3-2-2
学生分析:桌面有了形变,使M、N平面镜的位置发生了微小的变化.
总结:我们通常用眼看到一些物体发生形变,还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变,比如一些比较坚硬的物体,但是这些物体都有形变,只不过形变很微小.所以,一切物体都在力的作用下会发生形变.
演示实验3:
(课件展示)多媒体课件展示教材55页图3.2-2有机玻璃的形变.
归纳:一块三角形有机玻璃压在另一块有机玻璃上,发生的形变很小,肉眼不能看出来.但是形变使有机玻璃内部不同部位的光学性质产生了差异,让特殊的光通过时,就完全可以看到这种差异.
二、几种弹力
事实上,只要两个相互接触的物体相互挤压,就一定能产生弹力的作用.可见,弹力的产生需两个条件:直接接触并发生形变.
常见的弹力除了以上讲到的外,还有支持力和拉力等.
弹力的方向:一般情况下,凡是支持物对物体的支持力,都是支持物因发生形变而对物体产生弹力,所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.
教师精讲:放在水平桌面上的书,由于重力的作用而压迫桌面,使书和桌面同时发生微小形变,书要恢复原状,对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1,这就是书对桌面的压力;桌面由于发生微小的形变,对书产生垂直于书面向上的弹力F2,这就是桌面对书的支持力.如图3-2-3.
图3-2-3图3-2-4
学生活动:静止地放在倾斜木板上的书,书对木板有压力,木板对书有支持力.指导学生并画出力的示意图.如图3-2-4.
结论:压力、支持力都是弹力.压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.
图3-2-5
引导学生分析静止时悬绳对重物的拉力及方向.如图3-2-5.
引导得出:悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳,使重物、悬绳同时发生微小的形变.重物由于发生微小的形变,对悬绳产生竖直向下的弹力F1,这是物对绳的拉力;悬绳由于发生微小形变,对物产生竖直向上的弹力F2,这就是绳对物体的拉力.
结论:拉力是弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.
课堂训练(课件展示)
画出下列各静止物体的弹力(接触面光滑).
图3-2-6
分析:弹力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个公切面指向被支持物.
问题:像B图中,斜面与球间有无弹力?
对小球状态进行分析:如果小球受到斜面弹力,小球在水平方向上不会静止,会向右运动,由此可判定小球不受斜面的弹力.这是判定相接触的物体间是否有弹力的基本方法,说明两接触物体接触但没有发生形变.
分析完后,分别让学生画出弹力如图3-2-6.
三、胡克定律
下面我们大家设计一个实验,实验的目的是寻找与弹簧的弹力有关的因素.
学生设计实验,然后分组实验.
参考实验案例
图3-2-7
如图3-2-7所示,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总重;弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出.
注意事项
1.本实验要求定量测量,因此要尽可能减小实验误差.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,要待系统稳定后再读数.
2.实验中所提供的米尺精确度为1mm,应估读一位.
3.弹簧组的说明书已说明每个弹簧的弹性限度,注意不要超过它的弹性限度使用.
建议做法:
1.选择器材:
从弹簧组中选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上;实验桌上有200g、50g的钩码各一盒,选择50g钩码来做这一实验.(想一想,为什么?)(参考答案:50g的钩码质量比较小,容易调节,另外增加一个不会损坏弹簧)
2.首先将实验装置调整妥当(如整个装置是否竖直平衡,标尺与弹簧的距离是否合适,标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内,是否便于读数等).
3.读出弹簧自然下垂时指针所指刻度.
4.悬挂50g钩码一个,待稳定后,读出弹簧上指针所指刻度并计算出弹簧的伸长量记入表格.
5.逐个增加钩码,重复第4步,至少做5组数据.
初态指针对应刻度(cm)
弹簧弹力(N)
指针所指刻度(cm)
弹簧伸长量(cm)
6.图象法处理数据:在下面的坐标纸上,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系,如图3-2-8所示.描出5个特殊点,以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系.
图3-2-8
拓展一步:常用的实验数据的处理方法有:计算法(求比值、求积、求和、求差等)和图象法两种.两者比较,图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律,且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差.
通过以上的实验,我们可以得出怎样的结论?
胡克定律:在弹性限度内,弹性体的弹力和弹性体伸长(或缩短)的长度成正比,即F=kx,其中k是劲度系数,单位N/m.
例题有一根弹簧的长度是15cm,在下面挂上0.5kg的重物后长度变成了18cm,求弹簧的劲度系数.
解答:已知弹簧原长为L0=15cm=0.15m,后来长度为L=18cm=0.18m,弹簧的弹力为5N,伸长量为x=0.03m,由胡克定律F=kx可知,k=F/x=166.7N/m.
答案:166.7N/m
说明:不同材料的弹簧劲度系数是不一样的,同一种材料的弹簧形状和长度不相同时,其劲度系数也是不一样的.
课堂训练(课件展示)
竖直悬挂的弹簧下端,挂一重为4N的物体时弹簧长度为12cm;挂重为6N的物体时弹簧长度为13cm,则弹簧原长为________cm,劲度系数为________N/m.
解析:弹簧上悬挂物体时弹簧要伸长,由胡克定律得知:弹簧上的拉力与弹簧伸长量成正比,即F=kx,其中k为劲度系数,x为弹簧伸长量,x在数值上等于伸长后总长度减去原长L0,即x=L-L0.改变悬挂重物的重力,伸长量变化,这样可以列出两个方程,通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数.
设弹簧的原长为L0,劲度系数为k,设挂G1=4N的重物时弹簧的长度为L1,挂G2=6N的重物时弹簧的长度为L2,则L1=12cm,L2=13cm,由胡克定律得:
G1=k(L1-L0)
G2=k(L2-L0)
代入数据解得:L0=10cm,k=200N/m
即弹簧原长为10cm,劲度系数为200N/m.
答案:10200
课堂小结
在弹力的教学过程中,有这样几个难点需要突破,一是任何相接触的物体间都可能有弹力,弹力的产生条件是接触并且有形变,但是有些物体的形变量很小,不容易观察到,就会使学生产生这样的疑问:这种情况下弹力到底有没有?例如物体放在桌面上,压力和支持力不通过形变来进行判断,解决这个问题的方法是微小形变的演示,通过演示,使学生确信任何两个接触的物体间都可以有弹力.另外一个难点是弹力有无的判断,解决这个问题可以用假设判断的方法,不仅让学生知道判断的方法,更应该让学生学会这些方法的迁移,例如假设的判断方法,也可以用到摩擦力有无的判断中去.一般弹力大小的判断要根据物体的实际情况判断,而弹簧弹力的判断可以根据胡克定律进行判断,让学生通过实验“发现”胡克定律,在发现中锻炼探究物理规律的能力.
布置作业
1.教材第56页“问题与练习”2、3、4题.
2.实验测量不同弹簧的劲度系数,给出原始数据,写出处理数据的过程.
板书设计
2弹力
1.弹性形变和弹力
弹性形变:在外力停止作用后,能够恢复原状的形变.
非弹性形变:在外力停止作用后,不能恢复原状的形变.
弹力:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力.
弹力产生的条件:①物体间直接接触;②物体发生弹性形变.
2.几种弹力
支持力、拉力
3.胡克定律
胡克定律:在弹性限度内,弹性体的弹力和弹性体伸长(或缩短)的长度成正比,即
F=kx,其中k是劲度系数,单位N/m.
活动与探究
课题:制作一个弹簧秤,用来粗略测量身边物体的重力.
器材:自己自由选择器材,但要说明所选器材的原因.
步骤:根据所选器材,自由设计实验步骤.
结论:讨论交流实验结论,体会成功的喜悦.
习题详解
1.解答:略.
2.解答:钢管受到3个力作用:重力G、地面的支持F1、绳的拉力F2.重力G的施力物体是地球,地面的支持力F1的施力物体是地面,绳的拉力F2的施力物体是绳.示意图见图3-2-9.
图3-2-9
3.解答:如图3-2-10所示.
图3-2-10
4.解答:如图3-2-11所示,弹簧的劲度系数为k=26N/m.
弹簧伸长量x/m弹力F/N
00
0.0120.30
0.0230.60
0.0350.90
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图3-2-11

形变与弹力


第2节形变与弹力

预习:
一、形变
1.定义:物体发生的_______、_______、_______等变化称为形变。
注意:任何物体在外力的作用下都能发生形变。只是形变的明显程度不同。有的形变比较明显(如弹簧的伸长或缩短),可以直接看出;有的形变微小,需要采用特殊方法才可观察到.如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变,利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变,都是把微小形变放大以利于观察。把微小变化放大以利于观察或测量的实验方法,叫“微量放大法”,这是物理学中研究问题的一种重要方法。

2.原因:__________________________________________
3.类型:弹性形变:撤去外力后,物体_________________________的形变
范性形变:撤去外力后,物体_________________________的形变
4.弹性限度:当弹性形变达到某一值时,即使撤去外力,物体也不能恢复原状,这个值叫______________。
二、弹力
1.定义:物体发生弹性形变时,会产生一种使物体______________的力,这种力叫做弹力。
2.产生条件:______________、______________
3.大小:跟物体发生的_____________________程度有关
4.方向:总是与物体_____________________相反,即跟物_____________________一致。
说明:支持力、压力、拉力都是________________。
注意:互相接触的物体之间是否存在弹力,取决于是否存在形变。有些物体形变明显,如弹簧的伸长或缩短,很容易判断出是否有弹力;有些接触物体间形变不明显,判断有无弹力可用假设法。即假设把相接触的某个物体撤去,看研究对象的运动状态有无改变:若无改变,则无弹力作用;若发生改变,则有弹力存在。

常见弹力的方向
1.凡是支持物对物体的支持力,都是支持物因______________而对物体产生的弹力,方向总是______________支持面并______________被支持的物体。
2.凡是一根线(或绳)对物体的拉力,都是这根线(或绳)因为______________而对物体产生的弹力,方向总是指向______________的方向。
四、胡克定律
1.内容:在弹性限度内,弹性体弹力的大小跟弹性体______________(或______________)的长度成______________
2.公式:F=kx
x——伸长(或缩短)的长度,与弹性体本身长度不同。
k——为劲度系数,跟弹性体的粗细、材料、长度等因素有关,这个量反映了弹性体本身的特性,与F和x_______关。

练习:
1.关于弹性形变的概念,下列说法中正确的是()
A.物体形状的改变叫弹性形变。
B.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变。
C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变。
D.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变。
2.关于弹力的说法,正确的是()
A.只要两个物体接触就一定产生弹力。
B.看不出有形变的物体间一定没有弹力。
C.只有发生弹性形变的物体才产生弹力。
D.发生形变的物体有恢复原状的趋势,对跟它接触的物体会产生弹力。
3.关于弹力方向的有关说法正确的是()
A.放在斜面上的物体受到斜面给的弹力方向是竖直向上的。
B.放在水平地面上的物体受到的弹力方向是竖直向下的。
C.将物体用绳吊在天花板上,绳受物体给的弹力方向是向上的。
D.弹力的方向垂直于接触面或接触点的切线而指向受力物体。
4.下列说法正确的是()
A.水杯放在水平桌面上受到一个向上的弹力,这是因为水杯发生微小形变而产生的。
B.拿一细竹杆拨动水中漂浮的木块,木块受到的弹力是由于木块发生形变而产生的。
C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
D.挂在电线下的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的。
5.如图示,一个重600N的人用300N的力通过绳子和定滑轮拉一个静止在地面上重1000N的物体M,则人受到_______力、________力和重力的作用,其大小分别为_______N、_______N、_______N。M对地面的正压力大小为_______N。
6.按下列要求画出下图中物体所受的弹力的示意图。
(1)图:斜面对物块的支持力
(2)图:墙壁对球的支持力
(3)图:大球面对小球的支持力
(4)图:半球形碗内壁对杆下端的支持力和碗边缘对杆的支持力
(5)图;墙和地面对杆的弹力

7.两条劲度系数均为k的轻弹簧,连接后竖直悬挂。在其中点和下
端同时挂上一个重G的小球,则两弹簧的伸长之和为()
A.2G/kB.G/kC.3G/kD.G/2k

8.两长度相同的轻弹簧,其劲度系数分别为k1=1500N/m,k2=2000N/m,在它们下面挂上同样重物时,它们的伸长量之比x1:x2=________;当它们伸长同样长度时,所挂重物的重力之比G1:G2=__________。

阅读材料:罗伯特胡克(HookeRobert1635—1703)是17世纪英国最杰出的科学家之一。
他在力学、光学、天文学等诸多方面都有重大成就。他所设计和发明的科学仪器在当时是无与
伦比的。他本人被誉为是英国皇家学会的“双眼和双手”。
1653年,胡克进入牛津大学里奥尔学院学习。在这里,他结识了一些颇有才华的科学界人士。这些人后来大都成为英国皇家学会的骨干。1655年,胡克被推荐给玻意耳当助手,在玻意耳的实验室工作。1663年,胡克获得了文学硕士学位,并且被选为皇家学会会员。1665年,胡克担任格列夏姆学院几何学、地质学教授,并从事天文观测工作。1676年,胡克发表了著名的弹性定律。1677年至1683年就任英国皇家学会秘书并负责出版会刊。早在1663年,胡克就起草了皇家学会章程草案,规定学会的宗旨是“靠实验来改进有关自然界诸事物的知识,以及一切有关的艺术、制造、实用机械、发动机和新发明(不牵涉神学、形而上学、道德、政治、语法修辞或逻辑)”。胡克作为该学会的实验工作与日常事务探办人,在长达20多年的学会活动中,接触并深入到当时自然科学活跃的前沿领域,且均做出了自己的贡献。
胡克在力学方面贡献尤为卓著。他从1661年开始积极参加了皇家学会研究重力本质的专门委员会的活动。为了确定物体重力与地心距离的关系,他用一架精密天平放在威斯特敏斯特
教堂的塔尖上,称量一块铁和一段很长的绳子的重量,然后将这块铁挂在绳子的末端再称,看
是否因为铁块十分接近地面而改变重量,结果并无测出明显的改变。后来他又在旧圣保罗教堂
重作了这一实验。1674年,胡克发表了《从观察角度证明地球周年运动的尝试》的论文,文
申根据修正的惯性原理,从行星受力平衡观占’出发,提出了行星运动的三条假设:l.一切天
体都具有倾向其中心的吸引作用或重力,它不仅吸引其本身各部分,并且还吸引其作用范围内
的其它天体;2.每一物体都保持平直、简单的运动而且继续沿直线前进,直到受到其它作用
力影响,因而改变为圆、椭圆或其他曲线运动为止;3.受到吸引力作用的物体,越靠近吸引
中心,其吸引力也越大。胡克在1679年给牛顿的信中正式提出了引力与距离平方成反比的观
点,但他并没有将自己的引力思想如牛顿所作的那样用数学式子表示出来,并用太阳、地-球、
月亮、行星和地球上物体的运动实倒采加以验证。因此,把发现万有引力定律的殊荣被牛顿独
占,但胡克的某些想法对牛顿完成万有引力的研究是起着积极的启示作用的。弹性定律是胡
克最重要的发现之一,也是力学最重要基本定律之一.胡克的弹性定律指出:在弹性限度内,
弹簧的弹力f和弹簧的长度x成正比,即f=kx。k是物质的弹性系数,它由材料的性质所决
定,负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。为了证实这一定律,胡克做
了大量实验,制作了各种材料构成的各种形状的弹性体。
胡克在仪器的制造和改进方面的特长;早在其作为玻意耳的助手时就显露出来.他协助
玻意耳三次改进了真空泵。第三次改进后的抽气机已具有现代真空泵的雏形。利用这—设备,
玻意耳和胡克完成了气体的玻意耳定律实验。胡克改进的仪器有复式显微镜和用指针读数的轮
式气压计等.他还建议用液体的凝固点及膨胀或收缩程度来作为温标刻度的根据。胡克曾经设
计过一架大型的。气候钟”,用以测量和记录风力、风向、温度、压强、和湿度、降雨量等。
由于胡克和玻意耳对皇家学会起着积极的作用,因而人们称颂他们:“如果说玻意耳是皇家学
会幕后的灵魂,那么胡克提供学会的就是双眼和双手了”。胡克热爱科学事业,并为此奉献了
一生。他研究的面十分广泛,如建筑、化石、气象等,他都有所涉猎和贡献。但作为科学家的
素养,胡克还缺少熟练雄厚的数学与逻辑推理功力作为进行研究和思维的武器,这样便不容易
从理论和实践的结合上透彻地分析与解决问题。这也是胡克与牛顿相比的逊色之处。

弹力导学案


3.2《弹力》学案新人教版必修1
一、学习目标
1.知道弹力是接触力,本质是电磁力。
2.知道形变、弹性形变的概念,理解弹性限度
3.知道什么是弹力,掌握弹力产生的条件
4.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,会确定它们的方向
5.知道弹簧形变与弹力的关系,掌握胡克定律
二、课前预习
1、叫做形变。所有物体均能发生形变。
2、叫弹性形变,
叫范性形变,
叫弹性限度。
3、弹力:,弹力产生的条件是。弹力的方向与物体的形变方向
(相同或相反);与使物体产生形变的力的方向;弹力是
发生形变产生的(施力物体或受力物体)。
4、弹力的方向:1、面面接触:;2、点面接触:;3、点点接触:。
4、绳子的拉力方向;5、杆产生的弹力方向(一定或不一定)。
5、胡克定律:;劲度系数:,单位;弹簧的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。
6、压力、支持力、拉力、推力等从性质上讲均是,压力、支持力、拉力、推力这些名称是按来命的。接触力按其性质可分为和
,接触力本质是四种基本相互作用中的。
三、典型例题
判断正误:
A.相互接触挤压的物体均产生形变。
B.AB相互接触挤压,A发生形变要恢复原状会对B产生力的作用,力的方向与A形变方向相反。
C.弹力是施力物体发生形变产生的。
D.物体形变的方向与使物体发生形变的力的方向相同。
关键作图:一本书平放在水平桌面上,求分别作出书本和桌子的受力示意图。

例1、关于弹力的产生,下列说法正确的是()
A.只要两物体接触就一定有弹力。
B.只要两物体相互吸引就一定有弹力。
C.只要有形变就一定有弹力。
D.只有发生弹性形变的物体才会对跟它接触的物体产生弹力的作用。
例2、试判断下列各情况小球的受力情况。

例3、分析球受到的弹力。

例4、分析下图中A点的受力情况

例5、一根长6cm的橡皮条上端固定,下端挂0.5N物体时长度为8cm,要再拉长1cm则再挂多重物体?劲度系数是多少?

例6、量得一只弹簧测力计3N和5N两刻度之间的距离是2.5cm,求
1、求3N刻度与零刻度线之间的距离。
2、该弹簧的劲度系数。

例7、取一只玻璃瓶(椭圆形底),里面盛满水,用穿有透明细管的橡皮塞封口,使水面位于细管中,用手捏玻璃瓶,可以看到透明细管中水面上升和下降,说明玻璃瓶在手的作用下发生了形变。问:捏扁的一面,水面上升还是下降?捏凸出来的一面,水面是上升还是下降?

四、巩固练习
1、一本书放在水平桌面上()
书对桌面的压力就是书的重力。
书对桌面的压力,施力物体是地球。
书对桌面的压力在数值上等于它所受的重力。
桌面对书的支持力和书对桌面的压力大小相等,所以书才处于平衡状态。
2、如图,地面所受的力是(B)
A.A对地面压力。
B.B对地面的压力
C.A和B的重力
D.B的重力
3、关于压力和支持力,说法正确的是(ACD)
A.压力和支持力都是弹力。
B.压力和支持力是对平衡力。
C.压力是物体对支持物的弹力,方向总是垂直于支持面指向支持物。
D.支持力是支持物对被支持物体的弹力,方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。
4、三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径均相同的光滑圆球abc,支点PQ在同一水平面上,a的重心位于球心,b、c的重心位于球心的正上方和正下方,如图,三球皆静止,试分析三种情况下支点PQ对球的弹力方向是怎样的?

5、两根完全相同的轻弹簧A和B,劲度系数均为k,与静止两个质量相同均为m的小球连起来,静止时A伸长为多少?

参考答案
学案与教案配套,配有巩固练习和非常详细的解答。
1、【答案】C
【解析】书对桌面的压力,施力物体是书,受力物体是桌面;书的重力,施力物体是地球,受力物体是书,不是一种力。A错B错;桌面对书支持力与书对桌面的压力是物体间的相互作用力,是作用力与反作用力。作用力与反作用力等大反向且在同一直线上;使物体处于平衡状态的两个力叫做一对平衡力,一对平衡力等大反向且在同一直线上。作用力与反作用力和一对平衡力的关键区别在于:一对平衡力作用在同一个物体上,力的作用效果可以相互抵消,而作用力与反作用力作用在两个物体上,作用效果不能抵消。D错;书本放在桌面上处于静止状态,说明物体所受的合外力为0,即物体所受的力相互抵消。书受两个力:书的重力、桌面对书支持力。因为书静止所以这两个力的大小相等,作用效果相互抵消。即书的重力=桌面对书支持力,又因为桌面对书的支持力与书对桌面的压力是作用力与反作用力,大小相等,所以又有书的重力=书对桌面的压力。
2、【答案】B
【解析】图中与地面接触的是物体B,物体B与地面之间相互接触并挤压产生了形变,从而产生了弹力,B对地面的弹力垂直于地面向下;地面对B的弹力垂直于地面向上,所以B正确。
3、【答案】ACD
【解析】压力与支持力是作用力与反作用力。

4、【答案】

5、【答案】
【解析】分别对1、2球进行受力分析:
因为1球和2球均静止,所以每个球所受的合外力应该为0,则有

文章来源:http://m.jab88.com/j/22270.html

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