4.2 形变与弹力
教学目标
知识与技能
1. 知道什么是弹力，理解弹力产生的条件.
2. 知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力.
3. 通过实验得出弹簧的弹力与形变量成正比；知道胡克定律；掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法.
过程与方法
1. 创设物理情境，通过对具体现象的分析，体会弹力是如何产生的.
2. 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.
3. 通过实验探究的方式理解胡克定律，重点强化对数据进行分析与论证的环节.
情感、态度与价值观
1. 通过实验和例子，使学生感知物理来源于生活又服务于生活，进一步体会物理学习的重要性.
2. 在探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系过程中，培养学生对待科学严谨、求实的态度；学生体验自主探索物理规律的艰辛和喜悦；学生通过交流合作，提高协作的意识.
教学重难点
重点：弹力产生的条件和弹力方向的判断；实验探究胡克定律.
难点：胡克定律的理解和应用.
教学方法：启发式教学，探究实验教学.
课时安排：1课时
教具准备：课件，弹簧，铁架台，刻度尺，橡皮筋，气球，微小形变瓶等.
教学过程
一、新课导入
思考：运动员利用撑杆的目的是什么？
视频：运动员撑杆跳的视频.
教师总结：运动员在撑杆跳这个项目中是利用撑杆的弹力作用使得其可以越过横杆.
体验：手拉皮筋，压气球，用物理语言谈谈感受.
学生分析回答：在拉力和压力的作用下，皮筋和气球发生了形变，力越大，形变的效果就越显著.
二、新课教学
1. 形变
演示实验：压缩弹簧和橡皮泥.
弹簧原状 施加外力产生形变 停止用力形变消失 弹性形变
橡皮泥原状 施加外力产生形变 停止用力形变保留 范性形变
提问：以上两个实验中物体发生形变，有什么不同？
学生讨论后回答：弹簧在形变后能够恢复原来的形状；橡皮泥在形变后不能恢复原来的形状.
教师总结：物理学中把能恢复原来形状的形变称为弹性形变，不能恢复原来形状的形变称为范性形变.
提问：所有发生弹性形变的物体在任何时候是不是都可以恢复原来的形状呢？
教师总结：当对弹簧所施的力超过一定的值时，使得弹簧不可以恢复原来的形状，我们把那个值叫弹性限度。
刚才我们看到的这些现象是用肉眼可以明显观察到的，而用手按压厚实的玻璃瓶，玻璃瓶会有形变吗?让学生用手挤压桌子上玻璃瓶的不同部位，观察微小形变？
学生思考分析：发生了形变，只不过形变太微小，肉眼无法识别.
演示微小形变的实验，最后得出一切物体都会发生形变.
演示实验：
教师总结：这就是微小量放大的研究方法.
2. 弹力
通过观察弹性剑的视频，让学生得出弹力的定义.
学生思考后回答：发生弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力.
教师总结：我们初中所学的拉力、压力和支持力也是由于物体发生形变而产生的，它们都是弹力.
弹力产生的条件是什么？
（1）施力物体和受力物体直接接触；
（2）施力物体发生弹性形变.
3. 实验探究弹簧伸长量与弹力大小的关系
讨论：弹力的大小跟什么因素有关？有什么样的关系？
学生：弹力的大小跟形变有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力随着消失.
实验：请你设计一个实验来研究一下弹簧弹力和伸长量之间的关系.
进行实验前，要强调实验的安全性，分组实验前让学生明确实验目的，实验要求及实验过程中必须注意的事项，如标度的选取要合理，得到数据要尽量分布在直线的两侧.
(1) 实验器材：带指针的弹簧、钩码、刻度尺以及铁架台.
(2) 实验过程：
（3）实验数据
（4）利用图像法处理数据
利用学生得到的一组实验数据进行描点作图，并且提醒学生，寻找物理量之间的关系是研究物理学的一种常用方法.得出规律：弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比.
教师总结：我们可以用一个公式来
表
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示这种关系.
F=kx这个公式是英国科学家胡克首先发现的，叫做胡克定律.其中F是弹簧受到的弹力大小；x是弹簧的形变量，既可以是弹簧的伸长量，也可以是弹簧的压缩量；k是弹簧的劲度系数，单位是牛每米，符号是N/m.生活中常说的弹簧“硬”，有的弹簧“软”指的就是它的劲度系数不同.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，劲度系数反映了弹簧的特性.
4. 典型例题
课本P67页例题.
三、课堂小结
弹力的理解比较抽象.其一是从弹性形变的方向来理解弹力的产生，从而分析弹力的方向.其二是通过弹簧弹性形变的特性来探究胡克定律.要从中体会微小量放大和理想模型的物理方法，学会用图像法处理数据，归纳出规律.
四、板
书
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设计
1、形变
（1）定义
（2）分类
2、弹力
（1）定义
（2）产生条件
（3）弹力的方向
（4）探究弹簧伸长量与弹力大小的关系
五、作业布置
课本P69页第1、2、3题
浙公网安备 33021202002483