高一物理3.2弹力教案

§3.2弹力★教学重点、难点：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．教学难点弹力有无的判断及弹力方向的判断．[新课教学]一、弹性形变和弹力[实验演示]演示实验1：钢锯条在手的作用下弯曲．演示实验2：弹簧被拉长或压短．演示实验3：泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转．演示实验4：铜片被弯成直角状、演示实验5：面团在重力作用下下坠，形状变化．演示实验6：纸张被手揉皱．学生观察思考什么是形变上面的几个实验非常容易做，大家可以在课下做这几个实验，同时也可以根据自己的思路设计出更好的实验。这几个实验共同的特征是什么?物体形状或体积的变化叫做形变．物体的形变分为几种类型呢?请举例说明．如果一本书放在桌面上，书和桌面发生形变了没有?(实验参考，如图3—2—1所示，用手压扁平瓶子的不同部位，细管中的液面上升或下降，通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变；在一个大桌上放两个平面镜，用小型激光源发射激光照射平面镜M，用力压桌面，让一束光依次被两面镜子反射，通过反光镜的放大原理可以使墙上的光点移动很大的距离．(演示实验)7师通过上面的实验，我们观察到什么样的实验现象?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?实验演示橡皮筋在较大的力的作用下的断裂发生弹性形变的物体要想恢复原状是有条件的，不能超过一定的限度．超过一定限度，即使撤去力的作用，也不会恢复原状．我们把这种发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力．下面通过观察几个演示实验，大家来总结一下弹力产生的条件．实验方案参考1．弯曲的锯条将小球弹出．2．压缩弹簧将与之相毗邻的小车推出．3．伸长着的橡皮筋将与之相连的小车拉过来．学生讨论回答[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．二、几种弹力实验演示课本放在桌面上，绳子悬挂物体7当把课本放在桌面上，根据我们以前所学的知识，课本和桌面之间的相互作用力是什么呢?(是课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力．)多媒体投影例题(参考例题)试分析图3—2—2中光滑小球受到的弹力的情况(小球放在水平面上静止)，并画出小球受到的重力和弹力(示意图)．在这个例子中，倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢?[课堂训I练]1．请在图3—2—3中画出杆及球所受的弹力．(1)杆靠在墙上．(2)杆放在半球形的槽中．(3)球用细线悬挂在竖直墙上．(4)球放在两个等高的支座上．解析：(1)A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，如图3—2—4所示．(2)B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．如图所示．(3)C7图中球挤压墙面且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙垂直，绳子对球的弹力沿绳斜向上．如图所示．(4)D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．如图所示．2．在图3—2—5中，A、B两小球相互间一定有弹力作用的图是……………()答案；B解析：我们可以用假设的方法来判断A、月之间是否有弹力．如果把其中的一个物体撤去，看另外一个物体运动状态是否发生变化，只有B选项中当其中一个物体去掉后另外一个物体将会运动．三、胡克定律下面我们大家设计一个实验，实验的目的是寻找与弹簧的弹力有关的因素．学生设计实验，然后分组实验参考实验案例如图3—2—6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(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．(2)实验中所提供的米尺精确度为1mm，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．建议做法：(1)选择器材：从弹簧组中选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上；实验桌上有200g、50g的钩码各一盒，选择50g钩码来做这一实验．(想一想，为什么?)(参考答750kg的钩码质量比较小，容易调节，另外增加一个不会损坏弹簧)(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50g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5组数据．初态指针对应刻度(cm)弹簧弹力(N)指针所指刻度(cm)弹簧伸长量(cm)(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—2—?所示．描出5个特殊点，以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系．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．两者比较，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．通过以上的实验，我们可以得出怎样的结论?通过分析实验中的实验数据，我们可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比．F＝KX其中F是弹簧受到的弹力大小，X7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．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A是弹簧的劲度系数，单位是牛每米，符号是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．[课堂训练]如图3—2—8所示，为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系．根据图象判断，正确的结论是…………………………………()A．弹簧的劲度系数为1N／mB．弹簧的劲度系数为100N／mC弹簧的原长为6cmD．弹簧伸长0．2m时，弹力的大小为4N解析：弹簧处于原长时，弹簧的弹力应为o，由此可知弹簧原长为6cm.由图象可知：当拉长2cm时，弹力为2N，可得劲度系数为100N／m，因此答案为BC．[本节小结]::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可能有弹力，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，就会使学生产生这样的疑问：这种情况下弹力到底有没有?例如物体放在桌面上，压力和支持力不能通过形变来进行判断，解决这个问题的方法是微小形变的演示，通过演示，使学生确信任何两个接触的物体间都可以有弹力．另外一个难点是弹力有无的判断，解决这个问题可以用假设判断的方法，不仅让学生知道判断的方法，更应该让学生学会这些方法的迁移，例如假设的判断方法，也可以用到摩擦力有无的判断中去．一般弹力大小的判断要根据物体的实际情况判断，而弹簧弹力的判断可以根据胡克定律进行判断，让学生通过实验“发现”胡克定律，在发现中锻炼究物理规律的能力．作业：教材第59页问题与练习．7板书设计:概念物体的形状和体积的改变特点1．任何物体都能发生形交形变2．有的形变明显，有的形变极其微小分类按形式分；拉伸(或压缩)形变、弯曲形变、扭转形变按效果分：弹性形变、非弹性形变概念发生形变的物体由于耍恢复原状，对跟它接触的物体问产生的力弹力产生条件直接接触发生形变弹力1．压力的方向垂直乎支持面指向被压的物体方向2．支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体3．绳的拉力方向总是沿着绳指向绳子收缩的方向大小I，形变越大，强力也越大2．形变消失，弹力也随之消失教学后记：7