2020高中物理3.1探究弹力与形变的关系3教案粤教版必修1
探究形变与弹力的关系-粤教版必修一教案
探究形变与弹力的关系-粤教版必修一教案一. 教学目标1.了解物体在受力下发生形变的原理,认识形变和弹力之间的关系。
2.掌握弹性形变和塑性形变的区别,能够应用弹性力学知识解决一些实际问题。
3.通过本单元学习,让学生感知物体形变的规律,激发学生对物理的学习兴趣和科学探究的意识。
二. 教学重点和难点1.理解形变的概念及其与弹力的关系。
2.掌握弹性形变和塑性形变的区别。
3.能够应用弹性力学知识解决实际问题。
4.激发学生对物理的学习兴趣和科学探究的意识。
三. 教学内容及学时分配本单元共需要5课时,具体内容如下:第一课时:什么是形变和弹力1.1 形变的概念1.2 形变产生的原因1.3 弹力的概念1.4 弹力与形变之间的关系第二课时:弹性形变2.1 弹性形变的概念2.2 胡克定律的介绍2.3 弹性势能的概念2.4 弹性形变的应用实例第三课时:塑性形变3.1 塑性形变的概念3.2 塑性变形的特点3.3 塑性形变的应用实例第四课时:怎样让物体保持原来的形状4.1 胡克定律的限制4.2 主动恢复性材料的介绍4.3 被动恢复性材料的介绍4.4 应用实例第五课时:实验探究形变和弹力的关系5.1 实验目的5.2 实验步骤及装置5.3 实验数据处理及分析四. 教学方法1.课堂讲解与互动:介绍每个知识点,引导学生参与互动讨论。
2.案例分析:选取一些实际问题,让学生应用所学知识进行解决。
3.实验探究:让学生通过实验,深入探究形变和弹力之间的关系。
五. 教学工具和材料1.教师:教学PPT、黑板、笔、教具等。
2.学生:笔、笔记本等。
六. 教学评价1.理解形变的概念,并能与弹力关联起来解释物体的变形。
2.能够掌握弹性形变和塑性形变的区别。
3.能够应用弹性力学知识解决实际问题。
4.激发学生对物理的学习兴趣和科学探究的意识。
5.通过实验探究,加深对形变和弹力之间关系的理解。
高中物理第三章第一节探究形变与弹力的关系教案2粤教版必修1
第一节探究形变与弹力的关系背景资料在我们的日常生活中,弹簧形态各异,处处都在为我们服务。
常见的弹簧是螺旋形的,叫螺旋弹簧。
做力学实验用的弹簧秤、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧。
螺旋弹簧有长有短,有粗有细:扩胸器的弹簧就比弹簧秤的粗且长;在抽屉锁里,弹簧又短又细,约几毫米长;有一种用来紧固螺母的弹簧垫圈,只有一圈,在紧固螺丝螺母时都离不开它。
螺旋弹簧在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力,而且在弹性限度内,形变越大,产生的弹力也越大;一旦外力消失,形变也消失。
有的弹簧制成片形的或板形的,叫簧片或板簧。
在口琴、手风琴里有铜制的发声簧片,在许多电器开关中也有铜制的簧片,在玩具或钟表里的发条是钢制的板簧,在载重汽车车厢下方也有钢制的板簧。
它们在弯曲时会产生恢复原来形状的倾向,弯曲得越厉害,这种倾向越强。
有的弹簧像蚊香那样盘绕,例如,实验室的电学测量仪表 (电流计、电压计)内,机械钟表中都安装了这种弹簧。
这种弹簧在被扭转时也会产生恢复原来形状的倾向,叫做扭簧。
形形色色的弹簧在不同场合下发挥着不同的功能:1.测量功能我们知道,在弹性限度内,弹簧的伸长 (或压缩)跟外力成正比。
利用弹簧这一性质可制成弹簧秤。
3 4 5 6实验中出现的问题: 实验结论: 实验体会:验:记录数据及实验中出现的问题 ③、总结实验:实验结论、讨论解决实验中出现的问题 验中出现的问题组织学生进行讨论和总结四、弹力的应用1、桥梁设计:最大承受力 ⑴、画出受力图⑵、分析各个力的性质 2、制作弹簧秤: ⑴、设计原理 ⑵、设计思路 ⑶、器材准备 ⑷、设计步骤①选择材料、实验工具。
②画出设计图、写出设计步骤。
③互相检查设计方案,讨论、分析和解决方案中出现的问题。
①抽象桥梁受力的物理图象 ②根据胡克定律,组织学生设计制作弹簧秤。
五、巩固练习 1、物体产生形变时,一定有弹力存在。
2、相互接触的物体一定会有弹力的。
3、弹力的大小总跟物体的形变量有关。
高中物理第三章第一节探究形变与弹力的关系教案3粤教版必修1
第一节探究形变与弹力的关系本节教材分析三维目标1、知识与技能(1)知道常见的形变(2)指导形变的概念及弹力产生的原因和条件(3)知道压力、支持力和拉力都是弹力,会确定它们的方向(4)知道观察微小形变的方法(5)掌握胡克定律计算弹力的方法2、过程与方法(1)通过学生预习进行课堂讲解(2)让学生亲自演示明显和不明显的形变(3)让学生通过实验来共同获得胡克定律(4)能用“假设法”判定有无弹力3、情感、态度与价值观(1)通过学生课堂讲解体会当老师的快乐和成功者的愉悦(2)在探究弹力与形变定性和定量的关系中感受获得物理规律的方法教学重点1、弹力产生的条件及方向的判定2、胡克定律3、探究过程教学难点1、判定弹力及方向2、胡克定律的获得的过程教学建议高一新生正处于从初中物理向高中物理跨越阶段的特点,本节教材在文字叙述上非常简洁并配有大量的插图。
内容直观、感性,较易为学生接受,加上学生们在初中时对弹力已有了一定的感性认识与理论基础,若只是照本宣科,教学会很空泛。
教师觉得“没戏可唱”,学生则有“炒冷饭”之感。
因此建议将这节课设计成了探究性学习课,采用了“参与──体验──内化──外延”的物理课堂教学模式,由教师创设情景,让学生自己提出想要知道的问题,在教师的引导下,通过全班同学的讨论,自评和互评来不断完善。
教师在教学中通过具体的实例、实验,激发学生的求知欲望,让学生主动参与到探究的过程,成为学习的主体,积极主动地获取知识和能力.新课导入设计导入一引入新课:师:从这节课开始,我们将学习有关力的内容,同学们还记不记得初中我们学过力包含有哪三要素呢?生:大小,方向,作用点。
每个小组发一根铁丝,让同学们自己动手绕制一个小弹簧(或课前叫学生做好),让学生拿起自绕的小弹簧,轻轻地拉一拉或压一压。
(强调用力的程度)师:在弹簧拉伸的同时,又没有感觉到你的手受到一个力的作用?生:有。
师:那么这个是什么力呢?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“形变与弹力”的问题。
高中物理必修一教案-3.1 探究形变与弹力的关系-粤教版
§3.1 探究形变与弹力的关系【学习目标】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.【学习重点】1.弹力有无的判断和弹力方向的判断.2.弹力大小的计算.【学习难点】弹力有无的判断及弹力方向的判断.【导】认识形变【思考】1、什么形变?什么是弹性限度?2、什么是弹力2、产生的条件是什么?3、弹力的方向如何判断?【讨论】1、F1产生的原因: 的形变对桌子产生向下的弹力F2产生的原因: 的形变对书产生向下的弹力2、画出A 球的弹力方向3、判断A 球所受弹力,并画弹力的示意图A AA A A F【课堂测验】单1、关于弹性形变的概念,下列说法正确的是( )A、物体形状的改变叫弹性形变B、一根铁丝用力折弯后的形变就是弹性形变C、物体在外力作用后能够恢复原状的形变叫弹性形变D、物体在外力作用后的形变叫弹性形变多2.关于弹力的方向,下列说法中正确的是( )A压力的方向总是垂直于接触面而指向被压的物体B支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体C绳对物体拉力的方向有可能不沿绳的方向D.绳对物体拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向多3、一个物体放在水平地面上,下列关于物体和地面受力情况的叙述中,形变的因果关系正确的是A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变4、如图所示图中的球和接触面均光滑,试分析它们所受到的弹力?。
高中物理 3.1探究弹力与形变的关系教案 粤教版必修1
分析实验数据可以得到胡克定律:弹簧弹力的大小f跟弹簧伸长的长度成正比。
写成公式为 f=kx
k为劲度系数,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。
高中物理不仅因在知识内容上加深、拓宽而造成台阶,还因抽象思维、科学方法上要求提高而使不少学生倍感困难,所以帮助高一学生在初始阶段跨好初、高中台阶很重要的一件事是教会他们学习物理的方法,根据本节教材知识内容学生较为熟悉、易学易懂的特点,我们可将教学重心放在对物理学研究方法的传授上,使学生学会观察与思考、分析与归纳,基于此,本教案根据教材要求,主要设置了一个研究课题,课题以“提出问题——实验与观察——分析与归纳——总结与结论”为认知程序,引导学生既研究物理规律,又掌握研究物理规律的方法。同时全课设计了好几个演示实验供学生观察与研究,并对一些物理现象进行多媒体模拟;在“实验——观察——思考——归纳”科学方法引导下,使原本平淡的课堂教学变得充实、饱满、有声有色。
个人感觉的亮点在于①教学思路清晰流畅,学生参与性强;②小结有特色和深度,也较新颖;③作业设计切合教学,体现了新课程强调“积极指导学生开展观察、实践、探究和研究活动”的要求与理念。
存在的的困惑是多让学生探讨问题的话,教学时间就不够,教学任务难于按预定计划完成。或许在教学设计的某些环节上还要多下功夫。
情
感
①、在探究探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,通过生活中的弹力认识物理规律的价值
教学
内容
精析
重点
①、知道常见的形变,了解物体的弹性,弄清弹力的发生、作用点和方向;体验通过实验探究未知世界的乐趣,领悟从特殊到一般的研究方法——发生、作用点和方向,使学生在理解形变与弹力知识的同时领悟其研究方法是本节课教学的重点;有效的引导学生进行思考、质疑和做好微小形变显示的实验是本节课教学的难点.
3.1探究形变与弹力的关系学案(粤教版必修1)
3.1探究形变与弹力的关系学案(粤教版必修1)第一篇:3.1 探究形变与弹力的关系学案(粤教版必修1)3.1 探究形变与弹力的关系、3.2 研究摩擦力学案(粤教版必修1)1.弹力存在的判定(1)弹力是否存在,对于形变明显的情况,可利用形变直接判断.(2)对于形变不明显的情况,可用“________”判定,就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力(或者没施加弹力).画出假设状态下的受力示意图,判断受力情况与原有状态是否矛盾.若矛盾,说明假设不正确,则两者间无弹力(或者有弹力);若不矛盾,说明假设正确. 2.几种常见弹力的方向(1)弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线相重合,指向弹簧__________的方向.(2)轻绳对物体的弹力方向,沿绳指向绳______的方向.(3)面与面接触时弹力的方向,垂直于接触面并指向______物体.(4)点与面接触时弹力的方向,过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)并指向______物体.(5)球与面接触时弹力的方向,在接触点与________的连线上,并指向受力物体.(6)球与球相接触时弹力的方向,垂直于过接触[来源:学.科.网Z.X.X.K] 点的________,并指向受力物体.(7)轻杆两端受到拉伸或挤压时会出现弹性拉力或压力,拉力或压力的方向沿______方向.因为此时只有轻杆两端受力,在这两个力作用下杆处于平衡,则这两个力必共线,即沿____的方向.当杆受力较复杂时,杆中弹力的方向要具体问题具体分析. 3.滑动摩擦力(1)静止的物体______受滑动摩擦力.(2)滑动摩擦力可以是阻力,也可以是动力.(3)滑动摩擦力的方向可以与运动方向______,也可以与运动方向______,要注意运动方向与相对运动方向的区别.[来源:学,科,网Z,X,X,K](4)滑动摩擦力f=μFN,f随FN变化而变化. 4.静摩擦力(1)运动的物体______受静摩擦力.(2)静摩擦力可以是阻力,也可以是动力.(3)静摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,但一定跟________________的方向相反.(4)静摩擦力的大小和方向具有可变性,要具体情况具体分析.一、关于弹力方向的分析例1 画出图(1)~(7)中静止物体A所受力的示意图(注意图中球形物体的接触面光滑).二、关于摩擦力的分析图1例2 如图1所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱,试判断下列情况中,木箱所受摩擦力的方向以及摩擦力是动力还是阻力.(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面间无相对滑动);(2)汽车刹车时(二者无相对滑动);(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动);(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;(5)汽车突然加速,木箱在车上滑动时.图2变式训练1 水平的皮带传输装置如图2所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,以后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端,在传输过程中,该物体受摩擦力情况是()A.在AC段受水平向左的滑动摩擦力 B.在AC段受水平向右的滑动摩擦力C.在CB段不受静摩擦力[来源:学科网ZXXK] D.在CB段受水平向右的静摩擦力三、关于物体的受力分析图3例3 如图3所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb =5 N、Fc=10 N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止.以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则()A.f1=5 N,f2=0,f3=5 N B.f1=5 N,f2=5 N,f3=0 C.f1=0,f2=5 N,f3=5 N D.f1=0,f2=10 N,f3=5 N 听课记录图4变式训练2 如图4所示,轻绳两端分别与A、C两物体相连接,mA=1 kg,mB=2 kg,mC=3 kg,物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计.若要用力将C物体拉动,则作用在C物体上水平向左的拉力最小为(g取10 2m/s)()A.6 NB.8 NC.10 ND.12 N[来源:] 【即学即练】1.关于滑动摩擦力,下列说法中错误的是()A.压力越大,滑动摩擦力越大B.压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大C.压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大 D.动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力越大图5 2.如图5所示,两个相同的长方体A、B,叠放在水平桌面上,今用水平力F拉B而两长方体均保持静止,则针对此情况,下列说法中错误的是()A.AB间不存在摩擦力作用[来源:学科网ZXXK] B.AB间有静摩擦力作用C.B与桌面间有静摩擦力作用D.若撤去外力F后,则A与B,B与桌面间都没有摩擦力图63.如图6所示,用力F把铁块紧压在竖直墙上不动,那么,当F 增大时(设铁块对墙的压力为FN,铁块受墙的摩擦力为f),下列说法中正确的是()A.FN增大,f不变[来源:学科网ZXXK] B.FN增大,f 增大 C.FN变小,f不变D.关于FN和f的变化,以上说法都不正确图7[来源:] 4.如图7所示,A、B两物体重力都等于10 N,各接触面间的动摩擦因数都等于0.3,同时有F=1 N的两个水平力分别作用在A和B上,A和B均静止,则地面对B和B对A的摩擦力分别为()A.6 N,3NB.1 N,1 N C.0,1 ND.0,2 N图8 5.如图8所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图,A与B、C与D分别是皮带与轮缘相互接触的点,则下列判断正确的是()A.B点相对于A点的运动趋势方向与B点的运动方向相反B.D 点相对于C点的运动趋势方向与C点的运动方向相反C.D点所受静摩擦力的方向与D点的运动方向相反[来源:] D.主动轮受到的摩擦力是阻力,从动轮受到的摩擦力是动力图9 6.如图9所示,一重为40 N的木块放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止.其中F1=13 N,F2=6 N.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)物体所受摩擦力的大小和方向;(2)当只将F1撤去时,物体受到的摩擦力的大小和方向;(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力大小和方向又如何?[来源:学科网]参考答案[来源:学科网ZXXK] 课前自主学习1.(2)假设法2.(1)恢复原状(2)收缩(3)受力(4)受力(5)球心(6)公切面(7)细杆杆 3.(1)可以(3)相同相反 4.(1)可以(3)相对运动趋势解题方法探究例1例2 见解析解析(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时,假设二者的接触面是光滑的,则汽车加速时,木箱会保持原有静止状态,因此它将相对于汽车向后滑动,而实际木箱没有滑动,有相对于汽车向后滑动的趋势,所以,木箱受到向前的静摩擦力.因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相同,是动力.(2)汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则木箱将相对汽车向前滑动,而实际木箱没有滑动,但有相对汽车向前滑动的趋势,所以木箱受到向后的静摩擦力.因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相反,是阻力.(3)木箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对滑动,木箱受到重力和支持力,假设木箱再受到汽车的水平向前的摩擦力,由二力平衡条件可知:竖直方向上支持力与重力抵消,但水平方向上没有力与摩擦力抵消,这样物体不能保持平衡,故假设不正确,所以木箱不受摩擦力作用.(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时,木箱和汽车之间有相对运动,且相对汽车向前滑动,故木箱受到向后的滑动摩擦力,因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相反,是阻力.(5)汽车突然加速,木箱在车上滑动时,木箱和汽车之间有相对运动,且相对汽车向后滑动,故木箱受到向前的滑动摩擦力.因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相同,是动力.变式训练1 BC [选项A把“滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动”误解为“总是阻碍物体运动”;选项D没有从静摩擦力产生的条件入手分析物体是否受到静摩擦力,而是凭生活经验臆断物体受到一静摩擦力,以为物体向右的运动需要力来维持.选项A、D都是因为对摩擦力的概念理解不深造成的错误.] 例3 C [为了考查a、b之间的摩擦力情况,以物体a作为研究对象,通过受力分析后得到a、b之间没有摩擦力的作用,如图甲所示.为了考查b、c之间的摩擦力情况,以物体ab组成的整体作为研究对象,通过受力分析后得到b受c向右的静摩擦力f2与Fb平衡,故f2=5 N,如图乙所示.为了考查c与地面之间的摩擦力情况,以物体abc组成的整体作为研究对象,通过受力分析后得到c受向左的静摩擦力f3与Fc-Fb平衡,故f3=5 N,如下图丙所示.] 变式训练2 B 即学即练 1.D 2.B 3.A4.C [应用整体法,即AB整体水平方向外力大小相等,方向相反,故地面对B无摩擦力.以A为对象,水平方向必受大小与F相等,方向与F相反的静摩擦力,故选项C正确.] 5.BD [静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反,要确定相对运动趋势常用假设法,即假设两物体接触面光滑,分析皮带和轮之间有无相对滑动,若有,可判断出相对运动趋势的方向.此题应先明确主动轮与从动轮的关系.如皮带光滑,主动轮转但皮带不动或皮带转动而从动轮不转,由此可判定摩擦力的方向.主动轮可通过摩擦力带动皮带,皮带阻碍主动轮转动,同理皮带可带动从动轮,从动轮阻碍皮带的转动,故B、D 选项正确.] 6.见解析解析(1)因为物体处于静止状态,所以水平方向所受外力和为零.由于F1>F2,故静摩擦力向左,大小为f=F1-F2=7 N.(2)当只将F1撤去时,由于F2=6 N,比物体受到的滑动摩擦力f滑=μFN=N小,故不能运动起来,物体仍处于静止状态,此时所受的摩擦力为静摩擦力,其大小为6 N,方向向右.(3)若撤去的力不是F1而是F2,由于F1=13 N比物体受到的滑动摩擦力f滑=μFN=8 N大,此时物体开始运动,所受的摩擦力为滑动摩擦力,大小为8 N,方向向左.第二篇:高中物理:《形变与弹力》教案(鲁科版必修1)第二节形变与弹力一、知识架构1、列举实例,叙述弹力的定义。
高中物理 第三章 第一节 探究形变与弹力的关系学案 粤教版必修1
第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系课前自主预习1.形变:物体在外力的作用下或发生变化称为形变。
(1)任何物体都会发生形变。
微小的形变常常采用法显示。
(2)形变的种类有:形变、形变、形变和形变。
2.弹性形变:发生形变的物体,当外力撤除后,物体能够原状的形变。
非弹性形变:发生形变的物体,当外力撤除后,物体不能够原状的形变。
弹性限度:发生弹性形变的物体,外力撤除后能够完全恢复原状的形变。
3.(1)力的三要素:不同的力,其作用效果不同,影响力的作用效果的因素有:力的、和,物理学中称之为力的三要素。
(2)在物理学中,通常用力的或力的来简明扼要地表示某个力。
用一线段表示力,得到的图称为力的示意图。
用线段的表示力的大小,线段的指向力的方向,(或)表示力的作用点,得到的图就成为力的图示。
(3)力的示意图与力的图示的区别是4.(单选)关于弹性形变的概念,下列说法中正确的是()A.物体形状的改变叫弹性形变B.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变D.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变5.(单选)关于弹簧的劲度系数k,下列说法正确的是( )A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关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【自主学习】参考答案一.1.形状,体积;放大;拉伸,压缩,弯曲,扭曲。
2.完全恢复。
;完全恢复。
;最大。
3.(1)大小,方向,作用点(2).示意图,图示,带有箭头的有向,长短,箭头,箭尾,箭头(3)力的示意图没有表示力的大小,力的图示完整的表达了力的三大要素.4.解释:根据弹性形变的定义,能够完全恢复原状的形变叫弹性形变可知A、B、C选项错误,D答案正确。
5.根据弹簧的劲度系数k由弹簧本身决定,与弹簧所受外力及形变程度无关,可知答案B正确。
高中物理 3.1《探究形变与弹力的关系》学案 粤教版必修1
第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系【要点导学】1.物体在外力的作用下,所发生的或的改变叫形变,在外力停止作用后,能够的形变叫弹性形变。
2.发生形变的物体,由于要回复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.3.弹力产生的条件:(1)两物体必须直接接触;(2)两物体接触处发生形变(相互挤压).弹力是接触力.互相接触的物体间也不一定有弹力,要看接触处是否发生形变.有些形变不容易看出,可用假设法判定.4.弹力的方向是从施力物体指向受力物体,与施力物体的形变方向相反.具体地说:(1)绳的拉力方向总是沿绳而指向绳收缩的方向.(2)压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体.5.胡克定律F=kx(1)上式适用于发生弹性形变(在弹性限度内)时,弹簧拉伸或压缩形变所产生的弹力的大小计算.(2)式中的k为弹簧的劲度系数,是弹簧本身的一种物理性质,与外力无关,其大小只与弹簧的长短、粗细及材料有关.(3)x为弹簧的形变量的大小。
【范例精析】例1一个物体放在水平地面上,下列关于物体和地面受力情况的叙述中,正确的是()A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变解析:地面受到向下的压力,这个压力的施力物是物体,所以应该是因为物体的形变产生了对地面的压力,故B是正确的选项。
物体受到向上的弹力,这个弹力的施力物是地面,所以应该是地面的形变产生了对物体的弹力,故C也是正确的选项。
本题正确的选项是BC。
拓展:通过本题可以看出,弹力也是成对产生的。
甲对乙挤压使乙产生形变,乙就会对甲产生弹力;同时乙对甲的弹力也使甲产生形变,甲的形变就对乙产生了弹力。
一个物体的形变只能对别的物体产生弹力,不能对自己产生弹力。
正确解答 C例2.如图3-2-1所示,一个球形物体静止于光滑水平面,并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点是球跟墙和地面的接出点,则下列说法正确的是()A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用B.物体受重力、B点的支持力作用C.物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用解析:本题要排除二个干扰,一是地面的弹力就是B点的支持力;二是A点有没有弹力,在A点球虽然与墙壁接触但相互间没有挤压,所以在A点没有弹力。
3.1探究形变与弹力的关系教案(粤教版必修1)
3.1 探究形变与弹力的关系教案(粤教版必修1)教学重点 1.弹力是在物体发生形变后产生的,了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的计算是本节教学的重点.2.弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生较难掌握的知识,应加以注意.教学难点弹力的有无及方向的判断.教学难点探究式、启发式、讨论式.教学用具 1.演示形变用的橡皮泥、棉线、泡沫塑料、木板、弹簧、木块、激光器、平面镜等.2.演示胡克定律用的带长度刻度的木板,弹簧、钩码等.课时安排2课时三维目标知识与技能1.知道常见的形变.2.会用简单的器材显示微小形变.3.会判断弹力的有无及弹力的方向.4.能通过实验探究得出弹力与形变的关系,知道胡克定律.5.通过在实际问题中确定弹力的方向,培养学生的观察能力和分析能力.过程与方法1.经历将微小形变放大的实验过程,初步体味放大法在物理学上的应用,尝试设计实验方案显示钢丝的微小形变.2.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图象法处理数据.情感态度与价值观1.通过走访调查或网上查找有关资料,了解不同劲度的材料在日常生活中和工程技术中的不同用途,感受物理与实际生活、生产密切相关.2.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中的重要作用.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.3.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.教学过程导入新课每小组分发一枝铅笔和一根细铁丝,让同学们自己动手绕制一个小弹簧.(可以让学生在家先做好)让学生拿起自绕的小弹簧,轻轻地拉一拉或压一压.师在弹簧被拉伸的同时,有没有感觉到你的手受到一个力的作用?生有.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“形变与弹力”的问题.推进新课师先来看几个小实验.用手捏橡皮泥、用力拉压弹簧、用力压木板,它们的形状都发生了变化.请问什么是形变呢?生物体的形状或体积的改变叫做形变.师产生形变的原因是什么?生形变的原因是物体受到了外力.师一块橡皮泥用手可以捏成各种形状,捏后它将保持这种形状.棉线弯曲后的形状也不再复原.把一块木板压弯后,放手木板又恢复原形.把弹簧拉长后也能恢复原形.能够恢复原来形状的形变,叫做弹性形变.弹簧、木板、泡沫塑料等发生的形变属于这一种.不能够恢复的形变,叫做塑性形变.棉线、橡皮泥等发生的形变属于这一种.以后重点研究弹性形变,不加说明就指这种弹性形变.实验:用铁丝弯成一根弹簧,跟用钢丝弯成的弹簧对比.在下面挂较少的钩码时,去掉钩码,两弹簧都能恢复原长.当下面挂的钩码较多时,铁丝制作的弹簧不能恢复原长,而钢丝弯成的弹簧可以恢复原长.可以看出,弹性形变是在一定范围内成立的.即有弹性限度.实验探究微小形变的演示1(设计思想)物体的形变总是伴随弹性力而产生的,然而,对于坚硬的物体,由于形变很微小,学生无法觉察,因此他们缺少这种感性认识.用上端塞有细玻璃管的贮液烧瓶可以使微小的形变现象得到放大.但如果学生怀疑现象是热膨胀的结果,该怎么办呢?用椭圆截面的大墨水瓶代替圆截面烧瓶就能够巧妙地解决这个问题.实验装置实验仪器十分简单,用一只椭圆截面的大墨水瓶,在瓶口的塞子中穿一根两端开口的玻璃管(内径1—2 mm),并在玻璃管的一侧固定一白色的背景屏,玻璃瓶内装满红色的液体,使红色液体的液面位于玻璃管的中段.演示步骤1.用手压一只塑料瓶,使学生看到形变现象,进而提出问题:“如果对石块、玻璃杯或者钢棒之类的坚硬物体施加压力或拉力,它们是否会产生形变呢?”2.拿出椭圆截面墨水瓶,用手指甲弹击瓶壳,使它发出清脆的响声,然后从椭圆截面的短轴方向向里挤压瓶子,使学生见到细玻璃管内的水柱液面明显上升的现象.当学生见到这个现象时,会感到十分惊奇,因为在他们的观念中只有橡皮、塑料之类的东西会产生形变,所以他们很自然地提出问题:“这究竟是不是玻璃的瓶子?”3.用钢笔带套的一端敲击瓶子的外壳,使它发出更为清脆的响声,再次证实瓶子是玻璃的.虽然他们不再怀疑瓶子的材料了,但为什么水柱会上升的问题仍然没有解决.有一部分学生会联想到日常熟悉的温度计而认为是热胀冷缩所致,怎样引导他们呢?4.教师继续演示:从瓶子的截面长轴方向向里挤压,使学生见到玻璃管里的液面突然下降的现象.这确实又是一个惊人的结果,从而否定了学生中上述的错误想法.5.让学生自己操作实践一下,学生的心理状态和思维水平又进了一步,认为坚硬的物体不会发生形变的观点得到了纠正,关于形变随弹性力产生的认识得到了巩固.微小形变的演示2观察桌面的微小形变实验:桌面上放激光器、两个平面镜,激光通过两个平面镜反射后照到墙上.当用手压桌子时,墙上的光点发生移动,这说明桌面发生了形变.本实验中我们利用了激光的方向性好、亮度高等特点,巧妙地利用平面镜反射原理将桌面的微小形变进行了放大.当用力压坚硬的桌面时,桌面发生微小形变,凹下一个很小的角度θ,平面镜放在桌面上,平面镜也转过θ角(如图3-1-1所示),保持入射光线的方向不变,此时反射光线转过2θ角,再投到较远的墙壁上(或刻度尺上),显示光点移过一个可见的较大的距离L.图3-1-1微小形变的演示3钢丝、棉线在拉长时也发生了形变,而这种形变也是不易观察到的.创新设计:钢丝下端悬挂苹果(或其他重物),设计实验观察钢丝的微小拉伸形变.参考方案:如图3-1-2所示,利用凸透镜能成放大实像的折射成像原理,将钢丝微小拉伸形变进行放大.图3-1-2具体做法如下:在钢丝下部黏一橡皮泥作标记A,用平行光源C照射标记,调节透镜D 位置,使在屏B上得到清晰的标记像E.想一想,你能通过什么现象观察到钢丝的形变?建议你动手做一做,验证你的想法.师通过上面的探究实验说明了什么?生它们发生了微小形变.师你们从中能得出什么结论?生(1)任何物体都能发生形变;(2)有的物体形变较为明显,有的物体形变极其微小.师物体受力后发生形变,形变后的物体对跟它接触的物体又有什么作用呢?实验:木块压在泡沫塑料上,泡沫塑料形变后对木块产生向上的支持力.弹簧拉木块时,弹簧伸长后产生对木块的弹力.生发生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. 师定性地分析弹力的大小跟什么因素有关?生经讨论得: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,弹力就消失.师弹力的方向怎样呢?生弹力的方向与形变的方向相反或与使物体产生形变的外力相反.师通过阅读课文谈谈对拉力、压力、支持力的认识.说明:一物块放在泡沫塑料上,物块和泡沫塑料都产生了形变.泡沫塑料要恢复原状,会对物块产生向上的弹力,这个弹力就是泡沫塑料对物块的支持力;物块要恢复原状,也会对泡沫塑料产生向下的弹力,这个弹力就是物块对泡沫塑料的压力.用绳子吊着一个物体,绳子和物体都会产生形变,为了恢复原状,物体或绳子会分别向对方产生一个拉力,这两个拉力也是弹力.师拉力、压力、支持力的方向是怎样确定的呢?经讨论得出:①拉力绳子的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.②压力、支持力A.压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体.B.支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体.[展示例1]把书放在桌面上,书压桌面,书和桌面都有微小的形变.书要恢复原状,对桌面有一个向下的弹力——压力.桌要恢复原状有一个向上的弹力——支持力.一般情况下,凡是支持物对物体的支持力,都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力;支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体.[展示例2]用绳吊重物,绳对重物是否有弹力?物体受重力和绳的拉力.物拉绳,绳拉重物,使重物和绳都有极微小的形变.发生形变的绳要恢复原形,对重物产生向上的弹力——拉力.发生形变的重物要恢复原状,对绳产生向下的弹力——拉力.一般情况下,凡是一根线(或绳)对物体的拉力,都是这根线(或绳)因为发生形变而对物体产生的弹力;拉力的方向总是指向线收缩的方向.师通过上面的学习,你能否归纳出弹力产生的原因呢?生弹力产生的原因:①有物体的直接接触;②物体有形变发生.师纸盒上放一个物体,纸盒对物体的弹力是由于谁的形变产生的?生由于纸盒的形变产生的.解释:纸盒发生了形变,有恢复原状的趋势,与它接触的是物体,所以纸盒对物体的弹力是由于纸盒的形变产生的.师其施力物体和受力物体分别是哪些?生施力物体:纸盒;受力物体:物体.[展示例3]下列说法中正确的是( )A.木块放在桌面上所受到向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的B.用细竹竿拨动水中的木头,木头受到的弹力是由于木块发生的形变产生的C.绳对物体的拉力的方向总是沿绳而指向绳收缩的方向D.挂在电线下面的电灯受到竖直向上的拉力,是因为电灯发生微小形变而产生的答案:C[展示例4]下列说法中正确的是( )A.非常坚硬的物体间产生弹力时并无形变产生B.两个物体之间只要有接触就会产生形变C.有形变不一定会产生弹力D.任何物体都有可能发生形变答案:D胡克定律师前边我们定性地研究了弹力的大小,下面定量地研究弹簧的弹力跟哪些因素有关.探究1:探究弹簧伸长量与弹力的关系参考方案:如图3-1-3所示,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.注意事项图3-1-3(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,每次改变悬挂钩码的个数后,要待系统稳定后再读数.(2)实验中所提供的米尺精确度为1 mm,应估读一位.(3)弹簧组盒中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.建议做法(1)选择器材:从弹簧组盒中选择一弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上;实验桌上有200 g、50 g的钩码各一盒,选择50 g钩码来做这一实验(想一想,为什么).(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50 g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.(6)图象法处理数据:在下面的坐标纸上,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系,如图3-1-4所示.描出这5个特殊点,以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系.图3-1-4拓展一步:常用的实验数据的处理方法有:计算法(求比值、求积、求和、求差等)和图象法两种.两相比较,图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律,且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差.结论:分析实验数据可以得到胡克定律:弹簧弹力的大小f跟弹簧伸长的长度成正比.写成公式为f=kx,k为劲度系数,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.探究2:研究铜丝的弹性限度安全警告!随着悬挂钩码个数的增加,某一时刻铜丝可能会因超过抗拉限度而发生断裂,在实验过程中,要防止铜丝断开伤眼.在钩码的正下方地面垫上泡沫或其他物体,以免砝码落地砸坏地面.参考实验方案本实验中,采用在细铜丝下方悬挂钩码的方法,逐渐拉伸铜丝,为便于观察,在竖直铜丝旁立一标尺,且于铜丝某一位置粘一红色指针来显示铜丝的伸长.如图3-1-5所示.图3-1-5建议做法:(1)先轻轻地将铜丝跨过定滑轮捋直使之自然下垂,记下铜丝下端不挂钩码时指针所指的刻度(此时铜丝为原长).(2)在铜丝下端悬挂200 g 钩码一个,待系统稳定平衡后,记下此时红色指针所指刻度.然后取下钩码观察指针能否回到原位置.(3)再逐个增加50 g 的钩码(每增加一个形变应很明显),记下每次铜丝的伸长量,重复上一步骤.(4)取下钩码,大体确定铜丝的弹性限度.下面是一组课堂探究题,有些知识可能学生还未学到,仅供参考. 课堂探讨1如图3-1-6所示,一根轻弹簧上端固定在O 点,下端拴一个钢球P ,球处于静止状态,现对球施加一个方向向右的外力F ,使球缓慢偏移,在移动中的每一个时刻,都可以认为钢球处于平衡状态.若外力F 方向始终水平,移动中弹簧与竖直方向的夹角θ<90°且弹簧的伸长量不超过弹性限度.请分小组探讨弹簧伸长量x 与cos θ的函数关系图象中,最接近的是下面给出的图3-1-7中哪个图象.图3-1-6 m 图3-1-7解析:由于小球一直处于平衡状态,就可以按照受力平衡来解决问题.将小球受到的三个力画成矢量三角形.由于重力不变,拉力F 方向不变,由此可得弹簧的拉力F 弹=θcos G,由胡克定律知F 弹=kx ,即可以得到x=θcos G. 故第四个图正确. 课堂探讨2某实验小组做了以下研究:如图3-1-8所示中OC 为一遵循胡克定律的弹性轻绳,其一端固定于天花板上的O 点,另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A 相连,当绳处于竖直位置时,滑块A 对地面有压力作用,B 为紧挨绳的一光滑水平小钉,它到天花板的距离BO 等于弹性绳的自然长度,现用一水平力F 作用于A ,使之向右做直线运动.在运动过程中,作用于滑块A 的滑动摩擦力(绳一直处于弹性限度以内)( )图3-1-8A.逐渐增大B.保持不变C.先减小后增大D.先增大后减小答案:B课堂探讨3某物理实验小组做“探究弹簧的伸长与所受拉力的关系”的实验在铁架台上悬挂一根很(2)用此弹簧能制成测量范围为多大的弹簧测力计?(3)该物理实验小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计,他们选取甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,测试结果如图3-1-9所示.图中OA段和OB段是弹性形变范围内.若要制作量程较大的弹簧测力计,他们应该选哪根弹簧?若要制作精确度较高的弹簧测力计,又应选哪根弹簧?图3-1-9解析:(1)从实验记录数据不难看出,弹簧的伸长与所受的拉力成正比.(2)测量范围为0—0.25 N,因为之后不符合正比关系.(3)弹簧测力计是根据在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长的特性来制作的.由图可知,甲、乙两弹簧伸长相同的长度,乙受到的拉力比甲大,因此乙弹簧可用来测较大的力;甲、乙两弹簧受到相同的拉力时,弹簧甲的伸长比乙的大,可以提高精确度,故甲弹簧可制作精确度较高的测力计.课堂探讨4用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长,17世纪英国物理学家胡克发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长量与拉力成正比,这就是著名的胡克定律,这一发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为 4 m,横截面积为0.8 cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1 000,由于这一拉力很大,直接测试有困难,就选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:(1)根据测试结果,推导出线材伸长量x与材料的长度l、材料的截面积S及拉力F的函数关系.(2)在寻找上述关系中,你运用了哪种科学研究方法?(3)通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力.解析:(1)比较截面积都是0.05 cm2,拉力相等的情况下,伸长量与材料长度的关系,可以看出:线材受拉力作用后其伸长量与材料的长度成正比;同理比较长度一定时(比如选长度为 1 m),拉力一定的情况下,线材的伸长量与材料的截面积成反比;同理比较在长度一定(如取1 m),截面积一定(如取0.05 cm2)的情况下,拉力与伸长量的关系,可以看出:拉力与线材的伸长量成正比.kxS 综合起来可得线材伸长量x与材料的长度l、材料的截面积S及拉力F的函数关系为:F=.l (2)在寻找上述关系中,主要运用了比较、归纳、总结、推断的科学研究方法.(3)按设计要求,它受到拉力后的伸长量不超过原长的1/1 000,则长为4 m、横截面积为0.8 cm2的线材的伸长量最大可为0.4 cm,根据(1)所得结论,我们可以推断:4 m,0.8 cm2,用250 N的拉力去拉时其伸长量为0.01 cm,那么由拉力与伸长量的关系可推断:4 m,0.8 cm2,伸长量为0.4 cm时金属细杆能承受的最大拉力为10 000 N.说明:对于实验数据处理,特别是牵涉到影响某一物理量的因素有多少时,要注意用控制变量法去处理,即假设在某些因素相同的条件下,研究要研究的物理量与不固定因素之间的关系.以此类推,归纳总结出要研究的物理量与影响该物理量因素之间的数学关系.以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验.(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的.请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来:____________________________________________________________.A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力大小为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连结起来.B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0.C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺.D.依次在弹簧下端挂上1个,2个,3个……钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码.E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式.F.解释函数表达式中常数的物理意义.②在图3-1-10的坐标上作出Fx 图线.图3-1-10③写出曲线的函数表达式(x 用cm 作单位) ④函数表达式中常数的物理意义. 解答:(1)CBDAEF②图线为一条通过原点的直线. ③曲线函数式:F=0.43x④函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数,表示使弹簧每伸长(或压缩)1 cm 所需的拉力,大小为0.43 N. 课堂小结这节课研究了弹力,弹力产生的原因是物体发生了弹性形变;弹力的方向是跟接触面垂直的,绳中的弹力是沿着绳的方向的;弹簧弹力的大小用胡克定律计算. 布置作业 课后练习板书设计。
粤教版高中物理必修一 3.1 探究形变与弹力的关系-教案设计
探究形变与弹力的关系【教学目标】1.知识与技能(1)知道常见的形变。
(2)了解弹性、弹性形变和弹性限度。
(3)知道胡克定律2.过程与方法经历实验探究弹力的过程,了解科学研究的方法。
3.情感、态度与价值观在探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,通过生活中的弹力认识物理规律的价值。
【教学重点】弹力概念和产生的条件。
【教学难点】弹力存在与否的判断和弹力方向的判断。
【教学方法】1.教法:启发式讲授法;假设法;实验探究法。
2.学法:自主学习法;观察法;讨论法。
【教学准备】1.实验仪器弹簧、钢尺、笔芯、海绵、气球、微小形变演示用玻璃瓶等。
2.多媒体PPT,图片,视频资料。
【教学过程】小孩盘腿坐在两端支起的木板上,使木板发生了形变为什么弯曲?小孩为什么没有掉下来?小孩的屁股有弯曲吗?观察图片,思考老师提出的问题趣,是课堂气氛更轻松,同时通过老师的提问引导学生从形变和力的角度分析问题。
自主学习请同学们阅读课本,回答以下问题:1.什么叫形变?2.按形变方式分,形变可分为哪几种?3.有些形变很明显,有些形变很微小,我们怎么才能观察到微小形变?4.什么叫弹性?5.什么叫弹性形变?6.什么叫做弹性限度?通过PPT投影问题,要求学生带着问题学生阅读课本,从课本中找出这6个问题的答案。
带着问题认真阅读课本,在课本中找到相关问题的答案,并在课本中划出来。
通过自主阅读提高学生的自主学习能力,带着问题阅读使阅读更有目的性,学生通过自己的阅读,对本节知识有一个初步的理解。
为后续的学习做好铺垫。
观察体会认识形变1.形变的定义:物体的形状或体积发生变化形变产生的原因:力的作用2.形变的分类:(1)按形式分:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。
老师讲解形变的定义形变的分类:压缩形变:物体由于被压缩而发生的形变拉伸性变:物体由于被拉伸而发生的形变学生在带着问题自主阅读之后,跟老师一起再来对有关概念再深入认识,并检查自己的认识和老师的讲解有无老师带着学生共同学习,检查学生的掌握情况。
高中物理 第三章 第1节 探究形变与弹力的关系导学案 粤教版必修1
高中物理第三章第1节探究形变与弹力的关系导学案粤教版必修1第三章第1节探究形变与弹力的关系导学案粤教版必修1一、学习目标:1、知道弹力、弹性、弹性限度等概念。
2、掌握弹力产生的条件和方向。
3、掌握胡克定律,并学会应用。
二、教学过程:(1)、课程导入2分钟将书本卷起来(或拉弹簧)---形状发生变化-----引出形变,形变是这节课学习的其中一个知识点。
(举例最好是能现场可以简单演示的,并且学生容易理解接受的)(2)、自主学习10分钟阅读课本 P50—P53,思考并完成以下问题:1、下列说法中正确的是()A、书放在桌子上,书会发生形变对桌子施加弹力,而桌面不会发生形变。
B 、如果肉眼无法观察到物体形状发生变化就一定没有发生形变。
C、只要物体具有弹性,不管多大力作用在上面,其形状都能恢复。
D、物体在外力停止作用后能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变。
2、关于弹力的说法,正确的是( )A、只要两个物体接触就一定产生弹力。
B、看不出有形变的物体间一定没有弹力。
C、只有发生弹性形变的物体才产生弹力。
D、发生形变的物体有恢复原状的趋势,对跟它接触的物体会产生弹力。
3、一根轻质弹簧,其劲度系数是400N/m,原长是10cm,在弹性限度内,当弹簧的长度变为15cm时,弹簧的拉力是多少?当弹簧长度为5cm时,弹簧受到的力又是多少?4、用力的图示法画出书的重力,已知书的重力大小为3N。
(3)、小组讨论8分钟讨论:用细绳悬挂拉的小球与光滑木板接触并保持静止,小球有受到木板给它的弹力吗?并画出小球所受的弹力。
(4)、反馈精讲10分钟预设反馈:重难点学生掌握不准确预设精讲:1、一切物体都可以发生形变,介绍“放大”方法。
2、力的示意图的画法应该注意的地方3、弹力的大小和方向以及弹力的是否存在的判断方法:假设法4、胡克定律的应用、劲度系数的决定因素(5)、当堂练习10分钟1、关于弹性形变的概念,下列说法中正确的是( )A、物体形状的改变叫弹性形变B、物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变C、一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变D、物体在外力撤去后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变2、(双选)下面关于弹力的说法中,正确的是()A、物体只要互相接触就存在弹力B、弹力的大小总与物体的重力成正比C、压力或支持力的方向总是垂直于支持面而指向被压或被支持的物体D、弹力产生在直接接触且发生形变的物体之间3、如图所示,用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触,并保持静止,甲中细绳倾斜,乙中细绳呈竖直方向、判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用?4、有一根弹簧的长度是15cm,在下面挂上0、5kg的重物后的长度变成了19cm,求弹簧的劲度系数?当弹簧长度是12cm时弹簧受到的弹力是多少?(g=10N/kg)。
高中物理第三章探究形变与弹力的关系教学案粤教必修
第1节探究形变与弹力的关系一、教学目标:1、知道弹力、弹性、弹性限度等概念。
2、掌握弹力产生的条件和方向。
3、掌握胡克定律,并学会应用。
二、教学过程:(1)、课程导入 2分钟将书本卷起来(或拉弹簧)---形状发生变化-----引出形变,形变是这节课教学的其中一个知识点。
(举例最好是能现场可以简单演示的,并且学生容易理解接受的)(2)、自主教学 10分钟阅读课本 P50—P53,思考并完成以下问题:1.下列说法中正确的是()A.书放在桌子上,书会发生形变对桌子施加弹力,而桌面不会发生形变。
B.如果肉眼无法观察到物体形状发生变化就一定没有发生形变。
C.只要物体具有弹性,不管多大力作用在上面,其形状都能恢复。
D.物体在外力停止作用后能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变。
2.关于弹力的说法,正确的是( )A.只要两个物体接触就一定产生弹力。
B.看不出有形变的物体间一定没有弹力。
C.只有发生弹性形变的物体才产生弹力。
D.发生形变的物体有恢复原状的趋势,对跟它接触的物体会产生弹力。
3、一根轻质弹簧,其劲度系数是400N/m,原长是10cm,在弹性限度内,当弹簧的长度变为15cm时,弹簧的拉力是多少?当弹簧长度为5cm时,弹簧受到的力又是多少?4、用力的图示法画出书的重力,已知书的重力大小为3N。
(3)、小组讨论 8分钟讨论:用细绳悬挂拉的小球与光滑木板接触并保持静止,小球有受到木板给它的弹力吗?并画出小球所受的弹力。
(4)、反馈精讲 10分钟预设反馈:重难点学生掌握不准确预设精讲:1、一切物体都可以发生形变,介绍“放大”方法。
2、力的示意图的画法应该注意的地方3、弹力的大小和方向以及弹力的是否存在的判断方法:假设法4、胡克定律的应用、劲度系数的决定因素(5)、当堂练习 10分钟1、关于弹性形变的概念,下列说法中正确的是( )A.物体形状的改变叫弹性形变B.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变D.物体在外力撤去后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变2、(双选)下面关于弹力的说法中,正确的是( )A.物体只要互相接触就存在弹力B.弹力的大小总与物体的重力成正比C.压力或支持力的方向总是垂直于支持面而指向被压或被支持的物体D.弹力产生在直接接触且发生形变的物体之间3、如图所示,用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触,并保持静止,甲中细绳倾斜,乙中细绳呈竖直方向.判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用?4、有一根弹簧的长度是15cm,在下面挂上0.5kg的重物后的长度变成了19cm,求弹簧的劲度系数?当弹簧长度是12cm时弹簧受到的弹力是多少?(g=10N/kg)高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
3.1探究形变与弹力的关系学案3(粤教版必修1)
§3.1 探究形变与弹力的关系【学习目标】(1)知识与技能理解形变与弹力的关系;通过探究形变与弹力的关系的实验操作,实验操作技能;会应用科学作图法分析实验数据。
(2)过程与方法在探究形变与弹力的关系的实验过程中,培养细心严谨的实验习惯;在实验过程中,初步学会“实验——现象——分析——归纳结论”的科学探究方法。
(3)情感态度与价值观了解我国东汉时期科学家郑玄发现弓弦与重物的定量关系的历史,和胡克发现胡克定律的历史,对比这两个中外故事,认识到学习物理不能停留在局部应用上,而就上升到理论高度,总结出定律规律,才能使其被更广泛应用。
在探究过程中,体验成功的喜悦,体会合作的快乐,同时培养合作学习的习惯。
【学习重点】亲历探究“形变与弹力的关系”的过程,理解形变与弹力的定量关系【知识要点】形变当物体受到力的作用时会发生形状的改变。
形变有拉伸、压缩、弯曲、扭转等不同形式,物体受力发生形变,外力停止作用,物体可恢复原状。
弹力施力物体施力物体与受力物体直接接触;施力物体发生了弹性形变。
弹力发生的两个条件:(1)施力物体与受力物体必须直接接触;(2)施力物体必须发生了弹性形变。
弹力的方向总是指向施力物体,既物体形变恢复的方向。
与形变的方向相反。
胡克定律:F=Kxx: 弹簧的伸长(或缩短)量K: 弹簧的劲度系数F: 弹簧的弹力归纳:(1)弹力的方向总是沿着施力物体形变恢复的方向;(2)对于弹力的大小,通过实验与探究,学生分组实验,分析总结得胡克定律的数学表达式:F=Kx。
注意:该定律适用于发生弹性形变的弹簧。
【问题探究】任何两个接触的物体间是否都存在弹力?如何判断?解答:两接触物体间是否存在弹力作用的判断是个难点,尤其是对一些微小形变的分析.当弹力的存在与否难以直接判断时.可采用假设法.即假设弹力不存在,若运动状态不变.则此处不存在弹力;若运动状态变,则此处存在弹力.如:如图1-1-1所示的四种情况,小球A均静止,各接触面均光滑.(A中线竖直)由假设法不难看出:A、B、D三图中球A只受一个弹力,而图C中的球受到两个弹力作用.【疑难解析】【典型例题】例1图1-1-2中a、b、c为三个物块,MN为两个轻质弹簧,R为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们连接如图并处于平衡状态.则 ( )A.有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C.有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D.有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态解析本题可选物块a为研究对象,先假设绳的拉力情况,再根据平衡条件判断M、N两弹簧弹力的大小和方向.以物块a为研究对象,它受到重力G的作用,是否受到轻绳向上的拉力F和弹簧M的弹力FM的作用,可用假设法判断.(1)假设a受到轻绳向上的拉力F的作用,则弹簧N必定处于拉伸状态.当F<Ga时,M 必处于压缩状态,故A选项正确;当F=Ga时,弹簧M处于不伸不缩状态.故D选项正确;当F>Ga时,弹簧M处于伸长状态.(2)假设a不受轻绳向上的拉力F的作用,弹簧N处于不伸不缩状态,M必处于压缩状态,对a有向上的弹力,故C选项错误.绳不能产生压力,弹簧N处于压缩状态是不可能的,故B选项错误.【答案】AD点评:本题以物体平衡设立情景,考查对弹簧弹力的大小和方向的判断,是一开放性试题,考查学生受力分析的多向思维能力.随着中学课程改革的深入,研究性学习的地位将进一步提高,这一类开放性、探索性的试题在高考中所占比例越来越大.【规律总结】1.区别杆、绳对物体的作用力,绳对物体的作用力一定沿绳,但杆对物体的作用力不一定沿杆.2.弹力大小的计算方法:①一般物体之间的弹力,要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算.②弹簧的弹力,由胡克定律(F =kx)计算.【当堂反馈】1.1S 、2S 表示劲度系数分别为1k 、2k 的两根弹簧,21k k >;a 和b 表示质量分别为a m 和b m 的两个小物块,b a m m >,将弹簧与物块按图1-17所示的方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最短,则应使( )A .1S 在上,a 在上B .1S 在上,b 在上C .2S 在上,a 在上D .2S 在上,b 在上2.一铁块放在桌面上,下列关于铁块和桌面受力的论述中,正确的是( )A .铁块和桌面之间有弹力作用,其原因是桌面发生了形变,铁块并未发生形变B .桌面受到向下的弹力,是由于铁块发生了形变C .桌面受到向下的弹力,是由于桌面发生了形变D .铁块受到向上的弹力,是由于铁块发生了形变3.如图1-18所示,光滑小球的质量为3 kg ,则竖直挡板对小球的作用力为__________N ,斜面对小球的支持力为_________N 。
高中物理3.1探究弹力与形变的关系教学设计粤教版必修1
高中物理3.1探究弹力与形变的关系教学设计粤教版必修1 1、探究形变与弹力的关系—、教材分析这节课主要是在唤起学生关于弹力学问的原有认知的基础上,对弹力的概念进行系统的商量,为进一步理解示面章节的力的概念打下坚实的基础。
二、学生分析弹力的学问学生在初中的科学课中学习过,但基本上都是感性认识,没有形成系统的学问结构,经过高中前面两章内?容的学习,学生的思维能力己经冇了相应的提高,可以在此基础上深入的分析物体的形变以及探究弹力的产牛过程,而且学生对微小形变的演示也是特别有兴趣的。
他们渴望了解探究微小形变的科学方法,也盼望自己动手试验探究弹力的人小。
三、教学目标1.学问与技能目标:〔1〕.初步认识形变的种类,知道任何物体都可以2、发生形变;〔2〕.了解弹性与弹性限度的概念,并在实际操作的过程屮会识别;〔3〕.知道弹力的产生,弹力的方向,理解胡克定律。
2.过程与方法冃标:?〔1〕.培育学生观看、分析和操作的能力;〔2〕.使学生经受科学探究的过程,学习科学探究的方法,养成科学探究习惯。
3?情感看法与价值观:〔1〕.通过学生比较熟识的蹦床等游戏过程的再现,激发学生的学习兴趣;〔2〕.通过物体微小形变的演示,刺激学生的好奇心理,使学生初步了解物理学处理问题的奇妙方法,体会物理学Z美。
四、教学重点1.探究弹簧的弹力与形变之间的关系;2.科学探究方法的养成。
五、教学难点科学探究方法的养成。
六、教学策3、略本课从学牛比较熟识的蹦床竞赛的视频开始,引入形变和弹力的概念,进一步提出问题,弹力和形变之间到底存在怎样的关系呢?〔引入新课〕为了探究弹力和形变的关系,所以首先要了解常见的形变、弹性和弹性限度的概念,从学生比较常见的压力、支持力入手,先分析弹力的方向,由压力、支持力过渡到到细绳拉力,再推广到任意的两个和互接触的物体间的弹力的方向的商量;商量弹力的大小主要是以弹簧为例來进行,学生比较简单接受。
七、课前预备教学课件,多媒体,玻璃瓶,橡皮条,细棉线,弹簧,铁架台,钩码,直尺等八、教学过程1、新课引入:诘学生观看蹦床竞赛视频。
高中物理 3.1探究弹力与形变的关系1教案 粤教版必修1
高中物理 3.1探究弹力与形变的关系1教案粤教版必修1 1、第一节探究形变与弹力的关系一、教学目标学问与技能:1.认识几种重见形变:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。
2.知道弹力产生的条件.3.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.4.知道形变越大弹力越大,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.过程与方法:1.学会用放大的方法去观看微小形变。
2.通过归纳得出弹力产生的条件是物体发生弹性形变。
3.知道试验数据处理常用的方法,尝试作用图象法处理数据。
情感看法与价值观:1.真实精确地记录试验数据,体会科学的精神和看法在科学探究过程的重要作用.在体验用简洁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,培育学生擅长把物理学习与生活实践结合起来的习惯.2.2、从任何物体都能发生形变人手,培育学生实事求是的世界观.认识事物原来面目,不被外表现象所迷惑.二、教学内容剖析本节课的地位和作用:弹力是高中阶段学习的一种特别重要的力,也是学习摩擦力的前提,学习本节要抓住弹力的产生条件作为学习的切入点。
本节课教学重点:1.弹力有无的推断和弹力方向的推断。
2.弹力大小的计算。
3.试验设计与操作。
本节课教学难点:弹力有无的推断及弹力方向的推断.三、教学思路与方法教师演示、探究,学生动手操作、思索,商量、沟通试验结论。
四、教学预备刻度尺、钢锯条、弹簧、弹簧称及钩码〔多组〕、带有橡皮塞的椭圆形玻璃瓶、激光器、平面镜及支架。
五、课堂教学设计教学环节教学内容师生互动设计意图备注引入从日常生活中的实例引出弹力的概念师:列举一些外力使物体发生形变的3、例子。
生:商量回答师:发生形变的物体会对施加外力的物体产生力的作用,这种力叫做弹力,也就是我们这节课要讨论的问题。
引导学生思索、举例、总结几种形变1.压缩形变2.拉伸形变3.弯曲形变4.扭曲形变师:分别演示这几种形变生:认真观看教师的演示,思索总结培育学生的观看能力弹性形变和弹力1、弹性形变:发生形变的物体假如在撤去外力后能够恢复原状,这样的形变叫做弹性形变。
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弹力
教学目标:
一、知识目标
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、绳的拉力都是弹力,能在力的图示(力的示意图)中正确画出他们的方向。
3、知道形变越大,弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比
二、能力目标:
培养学生在实际问题中能够确定弹力的方向
三、德育目标:在实验中,培养其观察能力,结合实际的求实精神。
教学重点:弹力产生的条件、弹力的方向
教学难点:
1、在接触的物体间是否有弹力
2、弹力方向的确定
教学用具:
弹簧、海绵、薄竹片、微小形变演示仪
教学步骤:
一、导入新课
在运动场上跳远时要用踏跳板,撑杆跳高运动员的杆,都是利用他们弹性形变时的弹力,同学们还可以举出许多利用弹力得力子,谁来说?学生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板那弹力是怎样产生的呢?
二、新课教学
(一)用投影片出示本节课的学习目标
1、知道形变的概念
2、理解弹力是因为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
3、会判断弹力的方向
4、知道形变的种类
(二)学习目标完成过程
1、弹力是怎样产生的?
(1)实验演示:压缩弹簧、海绵、用手弯曲竹片观察到什么现象?学生:看到形状或体积改变老师:对,这就是形变。
板书:物体的形状或体积的改变叫形变(2)被压缩的弹簧上放一黑板擦,放手,黑板擦被弹起;被弯曲的竹片上放一粉笔头,放手,粉笔头被弹起。
提问:为什么黑板擦、粉笔头被弹起?
引导学生回答:形变的物体要恢复原状,对和它接触的物体有力的作用,就被弹起。
提问:如果粉笔头、黑板擦与形变物不接触,会受到这个力吗?引导回答:不接触一定不会受到这个力
学生总结什么是弹力?板书:发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生地的作用,这种力叫弹力。
可见,弹力的产生需两个条件:直接接触并发生形变。
2、任何物体都会发生形变
实验操作:显示微小形变的装置向学生作一简单介绍。
(1)入射光的位置不变,将光线经M N两平面镜两次反射,射到一个刻度尺上,形成一光
亮点。
用力压桌面,同学会看到什么现象?
学生:光点在刻度尺上移动?
学生分析:桌面有了形变,使M N平面镜的位置发生了微小的变化。
总结:我们通常用眼看到一些物体发生形变,还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变,比如一些比较坚硬的物体,但是这些物体都有形变,只不过形变很微小。
所以,一切物体都在力的作用下会发生形成。
3、弹力的方向
一般情况下,凡是支持物对物体的支持力,都是支持物因发生形变而对物体产生弹
力。
所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。
例1:放在水平桌面上的书
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,要恢复原状,对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F i,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。
学生分析: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。
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。
引导学生分析静止时,悬绳对重物的拉力及方向。
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引导得出: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,对悬绳沉重竖直向下的弹力F i,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。
4、巩固训练(出示投影片)
(1) 画出下列各静止物体的弹力(接触面光滑)
(2)师生共评:弹力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个共切面指向被支持物。
强调:象B图中,斜面与球间有无弹力?
对小球状态进行分析:如果小球受到斜面弹力,小球在水平方向上不会静止,会向右运动。
由此可判定小球不受斜面的弹力。
这是判定相接触的物体间是否有弹力得基本方法,说明两接触物体接触但没有发生形变
5、形变的种类请同学阅读P6,看形变的种类有哪些,举例说明。
学生:形变分为拉伸形变、弯曲形变、扭转形变。
比如弹簧的伸长或缩短为拉伸形变,弓、跳板的形变为弯曲形变,金属丝被扭转为扭转形变。
总结:产生弹力的大小与形变程度有关,形变程度越大,产生的弹力就越大
四、作业 P 8、练习二、3、4、5
五、板书设计
产生条件
2、弹力 方向
大小:由具体情况而定 1、形变 概念
种类。