高中物理 3.2 弹力教案A 新人教版必修 7页

3.2弹力教案A备课资源弹力与压力、支持力、拉力等的区别弹力是按照力的性质命名的。而压力、支持力、拉力则是由力的效果命名的。这是两个完全不同的概念。因此，弹力和压力、支持力、拉力之间没有明确的关系。弹力不一定是压力、支持力、拉力。例如，套在同一光滑竖直杆的两个环形磁铁，其相同的磁极相对，两个磁铁均处于静止状态。对上面的磁铁进行受力分析，磁铁受本身的竖直向下的重力作用和竖直向上的排斥力作用，二力为一对平衡力。此时，向上的排斥力便作为支持力。此支持力就不是弹力。另外，由牛顿第三定律得，大小等于向上的排斥力，方向向下的磁力也作用于下面的磁铁上。此时，这个向下的磁力就是上面的磁铁给它的向下的压力。这个压力也不是弹力。又如，在两根光滑平行直导轨间，分布有竖直方向且等距离分布的方向不同的匀强磁场，导轨上有一个宽度与磁场相同的金属框。当磁场匀速运动时，线框就会受到安培力作用而运动起来。此时，安培力就是线框运动的合外力，也就是拉力。此拉力也不是弹力。所以，不能笼统地说，弹力就是压力、支持力、拉力。要具体情况具体分析。教学目标一、知识与技能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.知道什么是弹力以及弹力产生的条件。4.知道确定弹力的方向的方法。5.能说出胡克定律的内容并应用计算弹簧弹力。二、过程与方法1.观察演示实验，把看到的现象与已有的经验结合起来，细细体会弹力的产生。2.通过观察桌面微小形变的演示实验，体会物理研究中的“放大”的思想方法。3.帮助学生掌握设计实验、收集数据、数据处理和总结规律的能力。三、情感、态度与价值观1.在探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣，把亲自探究出的规律与平时对弹力的认识相结合，体会物理规律的价值。2.利用实验培养学生的观察能力，激发学生对物理规律的求知欲。教学重点、难点教学重点弹力产生的条件及方向的判定。教学难点弹力有无的判断及弹力方向的判断。教学方法\n实验——观察——思考——归纳。教学过程一、导入新课教师活动：多媒体展示图片或视频：推木箱、拉小车、提水桶、举杠铃、锻打工件、击球、运动员射箭等。并提醒学生观察这些力的作用有什么共同点。教师点评：这些相互作用都是在与物体接触时发生的，这种相互作用可以称为接触力。接触力按性质可以归纳为弹力和摩擦力，它们在本质上都是由电磁力引起的。我们今天来学习探究一种接触力——弹力。二、进行新课（一）形变教师提问：我们已经了解到力可以使物体发生形变，那么什么是形变？学生回答：如果物体的形状或体积发生变化，那么我们说物体发生了形变。教师鼓励性评价：很好！我们知道了形变的概念，那么什么样的物体可以发生形变？板书：1.形变定义：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫形变。学生思考回答：……大部分答案都是我们日常生活中见到的能发生明显形变的物体。教师活动：首先肯定学生的答案，然后安排学生用手去压桌面或推墙壁，感触桌面和墙壁是否会发生形变。学生活动：用手去压桌面或推墙面后进行交流讨论。教师引导：我们不能确定桌面和桌面是否发生形变，可能是它们的形变比较小。现在我来做一个演示实验，请大家仔细观察这个实验，看能发现些什么？教师演示实验：演示桌面微小形变。如图3-2-1所示。学生观察后回答：刻度尺上的光点会上下移动。教师活动：提出问题刻度尺上的光点为什么会上下移动呢？能画出实验中激光的光路图吗？让两个学生上黑板画光路图，其余学生在各自座位上作图，并巡视指导。图3-2-1教师活动：对学生的作图进行评价，然后投影出较好的作图并进一步解释：桌面发生了形变导致平面倾角发生了变化，平面镜角度变化致光点上下移动。由此可见：我们用手压桌面时，桌面是发生了形变，只不过形变比较微小，肉眼看不出来，刚才的这个演示实验可以把这个微小变化进行放大。教师引导：将微小的变化放大，是物理学研究问题中常用的方法，我们下面尝试体验一下玻璃瓶微小形变。如图3-2-2所示取一只圆底玻璃瓶，里面盛满蓝颜色的水，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，说明玻璃瓶在手的作用下发生了形变。\n图3-2-2学生活动：体验玻璃瓶微小形变并讨论观察到的结果。教师点评：通过刚才的实验，我们应该可以得到一个结论：任何物体均能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的。只不过有的物体形变比较明显，有的则比较微小，不容易观察。对于不易观察的微小形变，我们可以设计实验将微小变化放大。教师过渡性导入：形变还具有什么特点吗？教师活动：演示用手压气球，松手后气球恢复原状；用手压橡皮泥，松手后橡皮泥不能恢复原状。并问学生这两个形变之间有什么区别呢？学生回答：一个发生形变后能够恢复原状，一个不能恢复原状。教师讲解：撤去使物体发生形变的外力后，物体能够恢复原状的形变叫做弹性形变（如木板）。板书：2.弹性形变：撤去使物体发生形变的外力后，物体能够恢复原状的形变叫做弹性形变。板书：3.范性形变：不能完全恢复原状的形变叫做范性形变（或塑性形变）（如泥地上的脚印）。教师活动：让学生举例生活中其他的弹性形变和范性形变，然后进行鼓励性评价。教师讲解：弹性形变和范性形变的发生是有条件的，若物体在能够发生弹性形变的最大限度内发生形变那就是弹性形变，在能够发生弹性形变的最大限度以外发生形变那就是范性形变。其中物体能够发生弹性形变的最大限度叫做弹性限度，并列举弹簧、橡皮泥的例子。概括总结每个物体都能发生弹性形变和范性形变，只不过它们的弹性限度不同；在我们研究的问题中一般认为物体的形变就是弹性形变。（二）弹力1.探究弹力产生的条件教师活动：安排学生两手拇指相互挤压，发生形变。用心体会两拇指之间的相互作用。并提出问题：左手拇指对右手拇指的力向什么方向？右手拇指对左手拇指的力向什么方向？学生回答：左手拇指对右手拇指的力向右，右手拇指对左手拇指的力向左。教师提问：为什么是这样的方向呢？学生回答：因为两手拇指相互挤压时均发生了形变，为了恢复原状，左右手拇指相互往外推。教师活动：用多媒体课件演示放在桌面上的物体压力和支持力的产生。教师总结：这些因为物体发生了弹性形变要恢复原状而对与之接触的物体产生的力的作用叫做弹力。\n板书：弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体有力的作用。板书：弹力产生的条件：两物体相互接触、接触处产生弹性形变。2.弹力产生实例分析教师活动：引导学生观察思考、分析、回答悬挂着的日光灯受到的弹力及发生形变的情况。教师提问：日光灯受到的弹力是怎样产生的？学生回答：绳子发生弹性形变（被拉长）要恢复原状从而对日光灯产生了拉力。教师提问：绳子发生弹性形变是什么方向？绳子给日光灯的拉力什么方向？这两个方向有什么关系？学生回答：绳子发生弹性形变的方向向下，绳子给日光灯的拉力方向向上。这两个方向相反。教师总结：绳子的拉力方向总是沿着绳子，与绳子发生形变的方向相反（或沿绳子收缩的方向）。教师提问：绳子受到的弹力是怎样产生的？学生回答：日光灯发生弹性形变（被拉长）要恢复原状从而对绳子产生了拉力。教师活动：引导学生观察思考、分析、讨论放在桌面上的物体所受的支持力产生情况。学生讨论后总结：桌面由于发生弹性形变要恢复原状从而对物体产生了支持力，并且支持力的方向与桌面发生弹性形变的方向相反：即垂直于接触面向上。教师活动：引导学生观察思考、分析、讨论人在水平面上推木箱时的弹力的产生。学生讨论后总结：人手与木箱相互挤压，人手发生弹性形变要恢复原状就会对箱子产生向前的弹力，箱子发生形变就会对人产生向后的弹力。（三）胡克定律教师导入：我们知道弹力是由形变产生的，在弹性限度内，形变越大，弹力就越大。形变消失，弹力消失。弹簧秤是我们较常见的物理测量工具，哪么弹簧的形变量与产生的弹力之间又有什么样的关系呢？教师活动：安排学生自己来设计一个实验，寻找弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系。并巡回指导。学生活动：学生设计实验，然后分组实验。教师活动：投影学生的实验数据，安排学生观察发现寻找规律，并画出图象。形变量弹力F2cm0.5N4cm1N6cm1.5N实验一：（用弹簧A）原来长10cm。挂重物0.5N时，弹簧长为12cm；挂重物1N时，弹簧长为14cm；挂重物1.5N时，弹簧长为16cm；……形变量弹力F\n2cm1N4cm2N6cm3N实验二：（用弹簧B）原来长10cm。挂重物1N时，弹簧长为12cm；挂重物2N时，弹簧长为14cm；挂重物3N时，弹簧长为16cm；……学生活动：思考讨论，画出图象。教师活动：展示学生的图象，作出鼓励性评价并提问学生发现了什么规律？学生回答：对于同一根弹簧，弹力与形变量是成正比的，对于不同的弹簧，弹力与形变量的比值是不同的。教师总结：很好，实验表明：弹簧发生弹性形变时，产生的弹力大小F与弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比即，k为图象的斜率。这个规律叫胡克定律。板书：（k称为劲度系数，x为形变量——现在的长度与原来长度的差）劲度系数：单位是N/m。生活中常说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”指的就是它们的劲度系数不同。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，这个量反映了弹簧的特性。三、课堂小结通过这节课，我们要知道形变分弹性形变、范性形变；搞清楚弹力产生原因以及弹力产生的条件；理解胡克定律并会用求解弹簧的弹力。四、布置作业教材P56问题与练习2、3题。五、板书设计第二节弹力一、形变1.定义：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫形变。2.弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原状的形变。3.范性形变：在外力停止作用后，不能恢复原状的形变。二、弹力1.定义：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。2.产生的条件：物体直接接触，物体发生弹性形变。三、胡克定律胡克定律：在弹性限度内，弹性体的弹力和弹性体的伸长（或缩短）的长度成正比，即，其中是劲度系数，单位。六、课堂作业1．下列关于弹力产生条件的说法中正确的是（）。A．只要两个物体接触就一定有弹力产生\nB．轻杆一端所受弹力的作用线一定与轻杆方向垂直C．压力和支持力的方向总是垂直于接触面D．形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大2．当一个物体静止在水平桌面上时，则（）。A．物体对桌面的压力就是该物体的重力B．物体对桌面的压力使该物体发生形变C．桌面形变产生对物体的支持力D．以上说法都不正确3．如图3-2-3所示，三个相同的支座上分别放着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上。a球的重心Oa位于球心，b球的重心Ob位于球心的正上方，c球的重心Oc位于球心的正下方。三个球都处于平衡状态。支点P对a球、b球、c球的弹力分别为Fa、Fb、Fc，则（）。图3-2-3A．Fa＝Fb＝FcB．Fb＞Fa＞FcC．Fb＜Fa＜FcD．Fa＞Fb＝Fc4．如图3-2-4是某弹簧的弹力F和它的长度x的关系图象，该弹簧的劲度系数等于________，该弹簧的原始长度是________m。图3-2-45．放在桌面上的台灯，对桌面有压力，其受力物体是________，施力物体是________，漂浮在水面上的小木块受到水的浮力，其施力物体是________，受力物体是________。6．某弹簧的劲度系数k＝5×103N／m，当它伸长2.5cm时，产生的弹力是_________，在受到100N的拉力作用时，它要伸长________。7．画出图3-2-5中小球和杆所受的弹力方向。\n图3-2-5参考答案:1.C2.C3.A4.x15.桌面台灯水小木块6．125N2cm7．弹力方向如图3-2-6所示：图3-2-6教育格言教养决定一切。桃子从前本是一种苦味的扁桃；卷心菜只是受大学教育的黄芽罢了。