弹力与形变

虽然有的物体劲度小，比如混凝土，但也有用途。

因为混凝土有很好的抗压能力，被广泛使用在建筑中，但能不能只用水泥建房屋呢？
如图，只用混凝土的地板和阳台会出现什么问题呢？当有物体压在上面时，地板上半部被挤压还是被拉伸？下半部呢？混凝土能抗压，却不耐拉，上半部但地板下半部被拉伸，水泥不抗拉，出现裂缝。

阳台则是下半部被挤压，水泥能抗压，但地板上半部被拉伸，水泥不抗拉，出现裂缝。

为了解决这个问题，建筑中又用到抗拉伸的材料钢筋。

钢筋k较大抗拉伸，在拉伸的位置加钢筋，则室内地板加在哪里？下半部，阳台加在上半部，这样，就达到即抗压又抗拉的目的。

最后，我们学习应用胡克定律解决实际问题。

（四）弹力的应用
弹力在生产生活中都有很大的应用，比如自动伞中的弹簧，机械钟表的法条，体育项目中的射箭比赛，减震器，自行车的闸把上都有应用到弹力。

课堂练习
一根轻质弹簧，当受到一个大小为16N的拉力作用时，该弹簧的伸长量是4 cm。

该弹簧的劲度系数是多大？如果弹簧的原长是10cm，当受到8N的压力时，该弹簧将缩短到多少厘米？
解：F1=16N，x1=4cm=4×10-2m，L0=10cm，F2=8N
(1)根据胡克定律：F1= kx1可得k= F1/ x1=16/(4×10-2) N/m=400N/m
(2)根据胡克定律：F2= kx2 可得x2=F2/k=8/400 m=2×10-2m=2cm
L2=L0－x2=10cm－2cm=8cm
（五）、布置课后作业．
探究活动——运用弹簧的串并联知识研究钢材的拉伸
题目：关于弹簧的串并联——钢材的拉伸
内容：在建筑力学中，关于钢筋的劲度以及拉伸，可以根据弹簧的串并联进行研究。

有关弹簧的串并联内容可以参考“探究活动”中的相关内容
四、新课教学：
1、由复习过渡到新课，并演示说明
演示：手压气球，球受力变形。

手拉橡皮筋，橡皮筋受力伸长。

讨论：○1力是如何产生的？
○2产生力时至少有几个物体相互作用？
学生：讨论交流。

小结：○1力是物体对物体的作用。

○2力的作用离不开物体，产生力时至少有两个物体。

○3力的国际单位：牛顿符号：N
2、提问：力的种类有许多，据你所知有那几种？
学生：拉力、压力（重力、摩擦力）等。

3、对弹力的探究
教师演示：
用力拉伸弹簧。

引导学生观察：
当用较小的力拉伸弹簧，撤去外力后，弹簧恢复原状，说明弹簧产生弹性形变，弹簧是弹性体；当用较大的力拉伸弹簧，撤去外力后，弹簧不能恢复原状，产生塑性形变。

教师总结：
弹性体的形变不一定是弹性形变，发生弹性形变是有一定限度的，当弹性体形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能再恢复原状，这个值叫做弹性限度。

过渡：
用一定的力拉橡皮筋，橡皮筋发生了形变，当撤去外力时橡皮筋恢复原状，说明橡皮筋产生的这个形变是弹性形变。

教师演示：
用纸飞机勾住橡皮筋，用力拉纸飞机，使橡皮筋伸长到一定长度后，释放纸飞机，纸飞机就被弹射出去。

引导学生回答：
纸飞机能被弹射出去说明，纸飞机除受重力外，还受到其他力的作用。

这个力的施力物体是橡皮筋，产生的原因是因为橡皮筋发生了弹性形变。

这个力就是我们这节课要学习的弹力。

教师总结：
物体发生弹性形变时，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。

弹力产生原因：物体发生弹性形变时，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用。

教师提问：
弹力的施力物体是哪个物体，受力物体是哪个物体？
学生回答：
弹力的施力物体是发生弹性形变的物体，受力物体是与发生弹性形变相接触的物体。

教师：
根据弹力产生的原因引导学生总结出产生弹力的两个条件：
产生条件：（1）施力物体必须发生弹性形变
（2）受力物体与施力物体必须直接接触
4、对弹力概念的应用
①将钩码悬挂在弹簧上，弹簧另一端固定，弹簧被拉长，提问：
（1）钩码受哪些力？（重力、拉力、这二力平衡）
（2）拉力是谁加给钩码的？（弹簧）
（3）弹簧为什么对钩码产生拉力？（弹簧发生了弹性形变）
由此引出弹力的概念：
②、弹力：发生弹性形变的物体，会对跟它直接接触的物体产生力的作用．这种力就叫弹力．
就上述实验继续提问：
（1）弹力产生的条件：物体直接接触并发生弹性形变．
（2）弹力的方向
提问：课本放在桌子上．书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力？其受力物体、施力物体各是什么？方向如何？
与学生讨论，然后总结：
5、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体（被压物体）．
6、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体（被支持物体）．
继续提问：电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力？
其受力物体、施力物体各是谁？方向如何？
分析讨论，总结．
7、绳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．
8、胡克定律
弹力的大小与形变有关，同一物体，形变越大，弹力越大．弹簧的弹力，与形变的关系为：
在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧的伸长（或缩短）的长度成正比，即：F=KX
式中K叫弹簧的倔强系数，单位：Ｎ／ｍ．它由弹簧本身所决定．不同弹簧的倔强系数一般不相同．这个规律是英国科学家胡克发现的，叫胡克定律．胡克定律的适用条件：只适用于伸长或压缩形变．为了方便记录数据，我们用这样一张表格：
先测原长，记录；
第一栏，记录弹力F，单位牛顿，弹力等于钩码重力；
第二栏，记录弹簧的总长度l，单位是米；
第三栏，记录形变量x,x=l-l；
下面我们就开始实验：
没挂物体时读出原长为：
挂一个2N的钩码，则弹力为：2N,读出此时的总长度，则形变量为。

再加一个钩码，则弹力为4N，读
观察第一栏和第三栏，可以发现，弹力和伸长量有什么关系，成正比。

怎么知道的呢？可以通过计算，计算弹力与伸长量的比值。

通过计算，比值在误差允许范围内是相等的，所以弹力和伸长量成正比。

对于数据的处理，我们不仅可以计算，还可以借助图像。

课后同学们用图像的方法，看能不能得到相同的结论。

这样，我们就得到了在材料相同的情况弹力与伸长量之间的关系，这就是胡克定律。

关于胡克定律，同学们要有系统的认识，从以下几个方面来学习。

一、内容，
二、公式，
三、单位，
四、适用条件，。