高中 弹力教案

§ 3.2 弹力 讲课人：李  欢 湖南科技大学物理学院        一、教学目标 1、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、拉力都是弹力。能在力的示意图上正确的画出力的方向。 （3）知道弹力大小的决定因素及胡克定律。 2、过程与方法： 通过探究弹力的存在，使学生体会微量放大法解决问题的巧妙。 3、情感态度与价值观： （1）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。 （2）在实验中，培养其观察能力，结合实际的实事求是的科学精神。 二、教学重点、难点 1、教学重点 （1）弹力产生的条件及方向的规定。 （2）胡克定律的内容和应用。 2、教学难点 接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定。 三、教学方法 观察、推理、分析、综合、总结规律 四、 教学工具 气球、小车、橡皮泥、木板、钢丝等 五、教学过程 导入新课 师：同学们上课 生：老师好 师：请坐，我们知道物理是一门以实验为基础的学科，而研究问题的方法往往从实验入手,从观察起步。今天我们的学习就从观察实验开始。下面请同学们先看老师做一个演示实验。 演示实验1： 小车、气球、木板演示。用力将小车压气球，然后放手。 师：同学们能观察到什么现象呢？ 生：在撤去外力后，小车由静止变为运动。 师：小车为什么会运动呢？ 生：小车受到一个力的作用。 师：对，回答得非常好，在这个实验中，小车受到一个力的作用，使小车由静止变为运动。这个力就是我们今天要一起学习的弹力。 推进新课 一、弹性形变和弹力 师：下面请同学们接着思考，气球对小车的作用力是怎么产生的呢？ 生：由于气球发生了形变后要恢复原状是产生的。 师：像上述这种由于一个物体发生形变后要恢复原状时会对另一个与他接触的物体施加力的作用的现象是否普遍存在呢？为此我们有必要对各种常见的形变进行研究。 下面请同学们带着思考如下问题： 1）物体为什么会发生形变？ 2）物体形变可以如何分类？ 3）物体发生形变是否都对与他接触的物体施加作用力？ 演示实验2： 现在老师的手中有一支气球、一块橡皮泥（强调用了力），当我分别用力挤压它们时，请注意观察气球和橡皮泥会发生什么样的变化 生:气球的体积发生了变化。橡皮泥的形状发生了变化。 师：非常好，当我们用力时会看到物体形状或体积发生了改变。物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫做形变。（板书） 师：请同学们思考一下是不是所有的物体在力的作用下都会产生形变呢？比如我用手按压桌子，再比如现在老师手里有一个玻璃瓶，大家都知道玻璃瓶比较坚硬，现在我用力挤压瓶子，瓶子发生了形变吗？ 学生回答：有  没有 老师：那到底是有还是没有呢。现在我们就一起来见证一下，老师在玻璃瓶里装满了水，水里插了一根吸管。下面请一个同学上来给大家演示一下。有没有自愿上来的，请你用力挤压瓶子看看吸管处有什么现象，然后告诉大家。 生：水柱上升。 师：为什么水柱会上升呀？ 生：里面的体积变小了。 师：我们用力挤压瓶子，使瓶子发生微小的形变，瓶子里面的容积变小，从而水柱上升。通过这个实验。我们知道我们用力挤压玻璃瓶时使瓶子发生形变。那么刚刚重物压迫桌面，桌面有没有发生形变呢？ 请同学们把教材翻到54页，再看大屏幕。 师：通过这两个实验，我们可以得出结论一切物体在力的作用下都会产生形变。 演示实验3： 两小车、气球、橡皮泥、木板演示。请一同学配合用小车同时压气球、橡皮泥，然后同时放手。 师：请同学们认真观察小车、气球、橡皮泥各发生了什么变化呢？ 师:(实验演示完毕)问气球、橡皮泥有什么现象？他们都发生了、、 生：形变。 师：他们的形变有什么不同呢? 生：一个能恢复原状，一个不能恢复原状。 师:回答得很对。气球和橡皮泥受力发生形变，当撤去这个作用力后，气球能恢复原状，橡皮泥不能恢复原状。从这里我们可以把形变分成两类：物体在形变后撤去外力后物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。如刚刚气球的形变。而物体在形变后，撤去外力物体不能恢复原状，这种形变叫做非弹性形变。介绍发生弹性形变时，弹性限度的概念！ 师：我们再分析小车在实验时有什么现象呀？ 生：气球一边小车运动了。而橡皮泥一边小车没有动。 师:我们说小车运动是因为什么呢？ 生：受到弹力。 师:从这个实验我们可不可以回答我们第三个问题。物体发生形变是否都对与他接触的物体施加作用力？ 生：不一定。 师：那么在什么情况下才有这种力呢？ 生：发生弹性形变。 师：只有当物体发生了能恢复原状的形变时才会对与他接触的物体施加作用力。 师: 通过我们刚才的实验现象及所得的结论呢，下面我们一起来给弹力定义。 弹力:发生形变的物体，由于要恢复原状，对与他接触的物体产生力的作用。这种力就叫做弹力。 师：现在我们知道了弹力的定义，有没有同学可以告诉老师产生弹力有什么条件呀？ （引导学生，1、从定义看出要形变，且能恢复原状，所以要发生弹性形变。2、接触） 弹力产生的条件：直接接触  发生弹性形变（板书） 下面我们对他做进一步的研究。 二、几种弹力 1、  我们知道的书放在桌子上也会有形变，也有弹力。我们通常说的压力、支持力都是弹力。那么他们的方向是怎样的呢？ 例1：分析放在水平桌面上的书， 书对桌面的压力和桌面对书的支持力。 并画出力的示意图。 【解析】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。 例2：分析静止地放在倾斜木 板上的书，书对木板的压力和木 板对书的支持力。并画出力的示 意图。 【解析】书由于重力的作用而压 迫木板，使书和木板同时发生微小 形变，要恢复原状，对木板产生垂 直于木板向下的弹力F1，这就是书对 木板的压力；木板由于发生微小的形 变，对书产生垂直于书面向上的弹力F2，这就是木板对书的支持力。 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。 例3：分析静止时，悬绳对重物的拉力及方向，并画出力的示意图。 【解析】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。 三、胡克定律 现在我们了知道如何判断弹力的方向 ，那我们可不可以对其大小进行定量的研究呢？请大家翻开书P56页。 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。 注意：（1）对弹簧而言，大小可以用公式F=kx计算 （2）对其它的弹力，中学阶段只能用力的平衡、动力学知识计算。 课堂练习： 1、关于弹力，下列说法中正确的是（  ） A．形变微小时，弹力很小 B．形变量越大，弹力就越大，弹力的大小总是与形变量成正比 C．放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体所受的重力 D．通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力 2、关于弹簧的劲度系数k，下列说法中正确的是（    ） A．与弹簧所受拉力的大小有关，拉力越大，k值也越大 B．由弹簧本身来决定，与弹簧所受拉力的大小及形变的程度无关 C．与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k值越小 D．与弹簧本身特性，所受拉力的大小，形变大小都无关 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有可能产生弹力，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，就会使学生产生疑问。这种情况下的弹力到底有没有？例如物体放在桌子上，压力和支持力不是通过变形来进行判断，解决这个问题的方法是微小形变的演示，通过演示，是学生确信任何两接触的物体间都有可能有弹力，另外就是弹力有无的判断，解决这个问题我们可以用假设法。一般弹力的大小的判断要根据物体实际情况判断，而弹簧弹力的判断可以根据和胡克定律判断。 板书设计： § 3.2 弹力 1、形变 1、定义 2、分类  弹性形变    非弹性形变 二、弹力 1、定义 2、弹力产生的条件：（1）有弹性形变  （2）要接触 3、弹力的方向 4、 弹簧弹力的大小：胡克定律 （k称为弹簧的劲度系数） 注意：k与弹簧本身的性质有关，与拉力大小以及形变程度无关。