人教版必修一
3.2 弹力
一、教学目标
知识与技能
1.知道弹力产生条件。
2.知道压力、支持力、绳子的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向。
3.知道胡克定律,会用胡克定律解决有关问题。
过程与
方法
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1.能在实际问题中确定弹力方向。
2有自己动手进行设计实验和操作实验的能力。
3.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图像法处理数据。
情感态度与价值观
1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用。在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯。
2.从任何物体都能发生形变入手,培养学生实事求是的世界观,认识事物本来面目,不被
表
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面现象所迷惑。
二、教学重点、难点
重点:1.弹力有无的判断和弹力方向的判断;2.弹力大小的计算。
难点:弹力有无的判断及弹力方向的判断。
三、教学准备
弹簧、橡皮筋、球、弹簧秤、橡皮泥
四、教学过程
任务一:形变 弹性形变 弹性限度
[演示实验]1)用手压球,小球被压扁。2)被拉长的橡皮筋能把粉笔弹出去。
[提问]同学们思考一下,以上的实验中的“小球”和“橡皮筋”有什么共同的特征?
[讲解]它们的形状都发生了变化。像这样,物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变。
[演示实验]橡皮泥的形变。
[提问]大家看这两个物体的形变与刚才所举的例子有什么不同?
[讲解]橡皮泥形变后无法恢复原状,这种形变叫塑性形变。能够恢复原状的形变,叫弹性形变。
[讲解]物体发生弹性形变的时侯,会产生弹力,换句话说,有弹力的作用,就一定有弹性形变。有些同学可能会产生疑问:物体放在桌面上,桌面对物体有支持力作用,这个支持力是弹力,但是,看起来桌子并没有发生形变;悬线对物体的拉力也是弹力,但看起来,悬线并没有伸长……这到底是为什么呢?我们来看实验。
课件
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演示。
[讲解]这个形变很小,不明显,不容易直接观察到。桌子,绳子这类物体,它们的形变不容易观察到,但它们确实发生了微小的形变。
[实验]绳子太用力拉会弄断,弹簧过度拉伸或压缩后就不能恢复原状了。
[
总结
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]形变都是有一定限度的,如果超过了这个限度,撤去作用力后,物体就不能恢复原状了,这个限度叫弹性限度。
任务二:弹力
[提问]发生弹性形变的物体为什么会产生弹力?
[讲解]因为弹簧,橡皮筋、和球在恢复原状的过程中对与它接触的物体有力的作用,这个力,就叫弹力。
[总结]1、弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对于它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
2、产生条件:接触、弹性形变。
任务三:弹力的方向
[提问1]结合刚才的实例,弹力的方向是怎么样的?
[总结]弹力的方向指向施力物体形变恢复的方向。
[提问2]我们常见的弹力有那些呢?请大家举例说明。
[讲解](1)课本放在桌上,它们之间有弹力的作用。
(2)用绳子吊起一个物体,绳子对物体产生拉力作用,这个拉力也是弹力。
[提问3]弹力的方向分别向哪里?
[讲解]压力,支持力这类弹力的方向都垂直于物体的接触面,二拉力的方向则沿绳而指向绳收缩的方向。
任务四:弹力有无的判断:条件法 假设法
任务五:胡克定律
[演示](1)越用力拉橡皮筋,橡皮筋的长度就越大。
(2)越是用力拉弹簧,弹簧就伸得越长。
[提问]大家思考一下,弹力的大小与什么因素有关呢?
[讲解]弹力的大小跟形变的大小有关,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力也随着消失。
[讲解]上面所讲的是形变于弹力的定性关系,弹力与形变的定量关系,对于不同的物体有所不同,一般来说比较复杂,我们只要求大家掌握其中一种最简单的,弹簧的弹力与弹簧形变的关系。
[学生实验]
实验装置.
实验原理: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;弹簧的长度以及伸长量可由刻度读出。
数据记录:
1
2
3
4
5
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)
数据处理:以弹簧的弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系。描出几个特殊点,寻找弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。
[总结]经过科学的实验验证,弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比。这个规律叫胡克定律。
[提问]如何用一个公式来表达这个关系呢?
[讲解]可以用F=kx来表达。
胡克定律:F=kx
k—劲度系数,单位:N/M。
x-弹簧伸长(或缩短)的长度。
五、小结
一、弹力的产生
1、弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对于它接触的物体产生的力。
2、产生条件:接触、弹性形变。
3、弹力有无的判断:条件法 假设法。
二:弹力的方向
1、接触面的支持力或压力:垂直于接触面。
2、绳子的拉力:沿着绳子指向绳子收缩的方向。
三、胡克定律
1、胡克定律:弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比。
2、公式:F=kx
六、 布置作业
1、课后2、3、4题。
2、课下探究: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?