弹力的三种形式教案
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教学目标
(一)知识与技能
1.知道弹力产生的条件.
2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中
画出它们的方向.
3.知道弹性形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变
量成正比,即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题.
(二)过程与方法
1.通过在实际问题中确定弹力方向的能力.
2.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,尝试使用图象法处理数据.(三)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.
2.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.教学重点
1.弹力有无的判断和弹力方向的判断.
2.弹力大小的计算.
3.实验设计与操作.
教学难点
1
弹力有无的判断及弹力方向的判断.
教学方法
探究、讲授、讨论、练习
教学手段
教具准备
弹簧、钩码、泡沫塑料块、粉笔、烧瓶(内装红墨水瓶塞上面插
细玻璃管)、演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码等等.教学活动
[新课导入]
观看伊辛巴耶娃撑杆跳破世界纪录及运动员跳水的视频。
撑杆跳高运动员要使用撑杆,跳水时要使用跳板,你能说明这样
做的目的吗?由此引入新课
师:那么,这又是个什么力呢?它是怎样产生的,它的大小、方
向各如何?带着这些问题我们一起来探究有关弹力的有关知识.
[新课教学]
一、形变
[实验演示]
演示实验1:弹簧挂上钩码后伸长。
演示实验2:泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转。
演示实验3:粉笔用力被折断。
学生观察思考什么是形变
给出形变的定义——物体形状或体积的变化叫做形变.
刚才举的那些例子都很容易观察到,如果一本书放在桌面上,书
和桌面发生形变了没有?
生1:没有.
生2:可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不
出来.
演示实验1视频播放
桌面微小形变的激光
演示
(在一个大桌上放两
个平面镜M和N,让一束光
依次被这两面镜子反射,最
后射在刻度尺上形成一个
光点。
用力压桌面,观察刻度尺上光点位置的变化。
)
演示实验2
用手挤压时烧瓶的形变
(双手握住注满红墨水的烧瓶,用力挤压底
部。
上插玻璃管中的红墨水液面上升。
)
师:通过上面的实验,我们观察到什么样的实
验现象?
生:通过观察,我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了
形变.
师:我们用了什么样的方法?
3
生:微观放大的方法.
师:由此我们可以想到一切物体都可以发生形变,形变分为很多
种类,有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变.发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢?
给出形变的分类——弹性形变、范性形变
弹性形变:外力在撤去后能够恢复原状
范性形变:外力在撤去后不能够恢复原状
师:刚刚我举的例子中哪个属于范性形变?
生:粉笔用力后被折断
二、弹力
师:之前我们观察了伊辛巴耶娃撑杆跳视频,大家想想如果没有
那根撑杆,她能跳5米06那么高吗?不能,那撑杆对它一定有了一个力的作用。
这个力我们就叫它弹力。
弹力定义——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。
、
指
向
链
子
收
从定义中我们可以得出
的
方
向
弹力产生的条件——①直接接触②发生弹性形变
确定弹力的方向
实例1:给出吊灯图片,做出分析。
以灯为研究受力对
象,链子吊住吊灯,链子发生形变。
链子被拉长,就要企图恢复形变。
这里施力物体----链子,受力物体----灯。
这时候链子对灯的拉力的
方向是——竖直向上,指向链子收缩的方向。
4
实例2:播放小朋友跳蹦蹦床的图片,分析蹦床凹下去时它想要
恢复形变,弹力的方向----竖直向上指向受力物体人。
做出总结:
弹力方向——施力物体形变恢复的方向;与施力物体形变方向相反;施力物体指向受力物体
[课堂训练]
关于弹力的产生,下列说法中正确的是……………………………( )
A.只要两物体相接触就一定产生弹力
B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力
C只要物体发生形变就一定有弹力产生
D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作
用
答案:D
解析:此题根据弹力的产生条件,接触和弹性形变缺一不可.A、
C都只有弹力产生条件的一个方面,而B只说“有相互吸引”,只能
证明有力存在,不是弹力,故选项D正确.
几种弹力:压力、支持力和拉力
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否与物体实际的运动状态相符合,如果符合,说明这个力确实存在,否则这个力不存在.
方法2:条件法——撤去斜面,球能保持静止,则斜面对球无弹
力。
[练习]:判断图2中物体有无弹力作用。
①②③
④
四种接触情况下弹力的方向
①面面接触:垂直于接触面②点面接触:垂直于接触面
③点点接触:垂直于过接触点的切面④绳子拉力:沿着绳并指向绳
收缩的方向
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[课堂训练]
1.请在图中画出杆及球所受的弹力.
甲乙丙丁
解析:(1)甲图中杆在重力的作用下,对A、B两处都产生挤压的
作用,故A、B两点处对杆有弹力,弹力的方向与接触点的平面垂直(2)乙图中杆对C、D两处有挤压作用,因C处是曲面.D处为支
承点,所以,C处的弹力垂直其切面指向球心,D处的弹力垂直于杆斜向上.
(3)丙图中绳子拉住小球,两只小球互相挤压,绳子对球的弹力
沿绳斜向上.
(4)丁图中球与两点接触并且挤压,球受的弹力F1、F2垂直于接
触点的切面(虚线是切面),沿着半径方向指向球心.
三、胡克定律
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.
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(2)实验中所提供的米尺精确度为1 mm,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.
实验过程
(1)选择器材:选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台
的横杆上,固定刻度尺的位置。
(2)首先将实验装置调整妥当(如整个装置是否竖直平稳,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200g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4组数据.
(6)图象法处理数据:将数据输入Excel,以弹簧弹力为纵轴,弹簧
伸长量为横轴建立坐标系
(6)图象法处理数据:将数据输入Excel,以弹簧弹力为纵轴,弹簧
伸长量为横轴建立坐标系,描出4个特殊点,以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系.
得出结论----弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比.
师:用一个公式来表示这种关系.
生:F=KX.
师:这个公式实际上是一个定律,叫做胡克定律,是英国科学家
胡克首先发现的,其中式子中的K是弹簧的劲度系数,单位是牛每米,符号是N/m.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,又可以是弹簧的压缩量。
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.
[课堂延伸]
利用胡克定律原理设计制作简易弹簧秤。
(课
后有兴趣可以做)
材料:弹簧(或橡皮筋)、50克钩码5个、回
形针2枚、卡纸片、直尺、水笔
[课堂训练]
一个弹簧原长8cm,下端悬挂4N的重物,静止
时,弹簧的长度为10cm,此弹簧的劲度系数多大?
解:由F =k x得
4N=K•(0.1-0.08)m
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K=200 N/m
[板书设计]
形变定义——物体形状或体积的变化叫做形变
分类——弹性形变、范性形变
弹力定义——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。
产生条件——①直接接触②发生弹性形变
判断有无弹力的方法——假设法、条件法
方向——指向施力物体形变恢复的方向
大小——胡克定律F =k x
[教学反思]
在教学的过程中,为了突破难点,我课前让学生做足了准备工作,
同学们自己带了实验器材,例如:橡皮筋,弹簧,钢尺,气球,橡皮泥等,我也为大家准备了弹簧测力计。
让学生们能够自己亲自动手去按一按,压一压,感受弹性形变和塑性形变。
为了突出难点,我安排了“弹簧测力计使用”的探究实验,让
学生能在实验中亲自探索其使用方法。
总体来看,本节课效果较为明显,学生对于弹力的理解很透彻,
对于弹簧测力计的使用也掌握的很好。
但也有一些不足,比如:在探究实验中,如果可以在设计一些实验,例如:可让学生体验匀速拉动物体,为后面的学习做准备,将会使本节课的内容更充实。
我还可以11
在学生测量一根头发的拉力是多少时,简单向同学们介绍一下健康头发的弹力大概是多少。
习题的设计呀还可以挖掘的更深入一些。
另外,我对学生的对多方面的评价比较差,没有对优秀的表现给予及时的肯定,在以后的教学中需要注意。