高中說課教案

彈力說課。

2彈力

從容說課
本節(jié)教學(xué)總體可從展示宏觀的形變引入，而演示微小的形變更為關(guān)鍵，可以根據(jù)各地不同的情況進(jìn)行選取實(shí)驗(yàn)器材，使學(xué)生確信微小形變的存在，讓學(xué)生認(rèn)識任何物體受到外力作用后都會產(chǎn)生形變事實(shí).對于幾種常見的彈力的教學(xué)，彈力有無的判斷和彈力方向的確定是兩個難點(diǎn)，對于彈力的有無，要使學(xué)生掌握用假設(shè)的方法來進(jìn)行判斷，提高學(xué)生分析問題的能力，為以后受力分析打下良好的基礎(chǔ)，對于彈力方向的教學(xué)，要注意支持力和重力方向的區(qū)別以及接觸面形狀不容易確定的物體表面間受到的彈力方向.對于胡克定律的教學(xué)，可以先從現(xiàn)實(shí)生活中獲得具體的體驗(yàn)，然后再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證彈力的大小和形變量大小之間的關(guān)系，注意區(qū)別彈簧的原長和彈簧的形變量，并能夠應(yīng)用胡克定律進(jìn)行簡單的計算.學(xué)習(xí)胡克定律之后，可以將“研究橡皮筋的彈力與橡皮筋的形變量之間的關(guān)系”作為學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的課題，讓學(xué)生體會其他物體產(chǎn)生的彈力與形變量的關(guān)系，研究一下這種關(guān)系是否滿足胡克定律，如果不滿足胡克定律，讓學(xué)生想一想這種關(guān)系是否存在內(nèi)在規(guī)律性.
三維目標(biāo)
知識與技能
1.知道彈力產(chǎn)生的條件.
2.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力，能在力的示意圖中畫出它們的方向.
3.知道形變越大彈力越大，知道彈簧的彈力跟彈簧的形變量成正比，即胡克定律.會用胡克定律解決有關(guān)問題.
過程與方法
1.通過在實(shí)際問題中確定彈力方向的能力.
2.自己動手進(jìn)行設(shè)計實(shí)驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)的能力.
3.知道實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理常用的方法，嘗試使用圖象法處理數(shù)據(jù).
情感態(tài)度與價值觀
1.真實(shí)準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，體會科學(xué)的精神和態(tài)度在科學(xué)探究過程的重要作用.在體驗(yàn)用簡單的工具和方法探究物理規(guī)律的過程中，感受學(xué)習(xí)物理的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生善于把物理學(xué)習(xí)與生活實(shí)踐結(jié)合起來的習(xí)慣.
2.從任何物體都能發(fā)生形變?nèi)胧?，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的世界觀.認(rèn)識事物本來面目，不被表面現(xiàn)象所迷惑.
教學(xué)重點(diǎn)
1.彈力有無的判斷和彈力方向的判斷.
2.彈力大小的計算.
3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計與操作.
教學(xué)難點(diǎn)
彈力有無的判斷及彈力方向的判斷.
教具準(zhǔn)備
刻度尺、鋼鋸條、彈簧、泡沫塑料塊、銅片、面團(tuán)、白紙、墨水瓶（灌滿紅墨水）、通過橡皮塞插有細(xì)玻璃管的橢圓形玻璃瓶、激光光源、平面鏡及支架（兩套）、物理小車、橡皮筋、小螺旋槳、小球、演示胡克定律用的帶刻度的木板、彈簧、鉤碼等等.
課時安排
1課時
教學(xué)過程
［新課導(dǎo)入］
每小組分發(fā)一根細(xì)鐵絲，讓同學(xué)們自己動手繞制一個小彈簧.（可以讓學(xué)生在家先做好）讓學(xué)生拿起自己繞制的小彈簧，輕輕地拉一拉或壓一壓.
師:在彈簧被拉伸的同時，有沒有感覺到你的手受到一個力的作用？
生:有.
師:那么，這又是個什么力呢？它是怎樣產(chǎn)生的，它的大小、方向各如何？帶著這些問題我們一起來探究有關(guān)彈力的有關(guān)知識.
［新課教學(xué)］
一、彈性形變和彈力
【實(shí)驗(yàn)演示】
演示實(shí)驗(yàn)1:鋼鋸條在手的作用下彎曲.
演示實(shí)驗(yàn)2:彈簧被拉長或壓短.
演示實(shí)驗(yàn)3:泡沫塑料塊受力而被壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn).
演示實(shí)驗(yàn)4:銅片被彎成直角狀.
演示實(shí)驗(yàn)5:面團(tuán)在重力作用下下墜，形狀變化.
演示實(shí)驗(yàn)6:紙張被手揉皺.
學(xué)生觀察思考什么是形變
師:上面的幾個實(shí)驗(yàn)非常容易做，大家可以在課下做這幾個實(shí)驗(yàn)，同時也可以根據(jù)自己的思路設(shè)計出更好的實(shí)驗(yàn).這幾個實(shí)驗(yàn)共同的特征是什么？
生1:它們的形狀都發(fā)生了變化.
生2:它們的體積有的發(fā)生了變化.
師:物體形狀或體積的變化叫做形變.物體的形變分為幾種類型呢？請舉例說明.
生1:根據(jù)物體形變的程度，有一種形變是由于物體被彎曲造成的，比如說彎曲的直尺，彎曲的竹竿等等.
生2:有的形變可能是由于物體被拉長而引起的，比如說拉長的橡皮筋、被拉長的彈簧等等.
生3:彈簧還可以由于被壓縮而產(chǎn)生形變，我們可以把這種形變叫做壓縮形變，同樣的例子還有被壓縮的面包、海綿等等.
生4:繩子被扭轉(zhuǎn)后也會發(fā)生形變，我們可以稱之為扭轉(zhuǎn)形變，被扭轉(zhuǎn)的金屬也有這樣的特征.
師:（鼓勵）剛才同學(xué)們總結(jié)得非常好，我們可以根據(jù)形變的不同狀況把形變分為彎曲形變、拉伸或壓縮形變以及扭轉(zhuǎn)形變.剛才舉的那些例子都很容易觀察到，如果一本書放在桌面上，書和桌面發(fā)生形變了沒有？
生1:沒有.
生2:可能發(fā)生了形變，但是由于形變量太小，所以肉眼觀察不出來.
師:我們來看這樣幾個實(shí)驗(yàn).
【實(shí)驗(yàn)參考】
如圖3－2－1所示，用手壓扁平瓶子的不同部位，細(xì)管中的液面上升或下降，通過觀察液面的升降可以判斷瓶子發(fā)生形變；在一個大桌上放兩個平面鏡，用小型激光源發(fā)射激光照射平面鏡M，用力壓桌面，讓一束光依次被兩面鏡子反射，通過反光鏡的放大原理可以使墻上的光點(diǎn)移動很大的距離.
圖3－2－1
【演示實(shí)驗(yàn)】
師:通過上面的實(shí)驗(yàn)，我們觀察到什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?
生:通過觀察，我們發(fā)現(xiàn)原來不容易觀察的瓶子和桌面也發(fā)生了形變.
師:我們用了什么樣的方法？
生:微觀放大的方法.
師:可以得出什么樣的結(jié)論？
生:一切物體都可以發(fā)生形變.
師:形變分為很多種類，有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫做彈性形變.發(fā)生彈性形變的物體是不是在所有的情況下都可以恢復(fù)原狀呢？
實(shí)驗(yàn)演示橡皮筋在較大的力的作用下的斷裂
師:通過剛才的觀察說明什么情況呢？
生:發(fā)生彈性形變的物體要想恢復(fù)原狀是有條件的，不能超過一定的限度.超過一定限度，即使撤去力的作用，也不會恢復(fù)原狀.
師:（微笑鼓勵）剛才這位同學(xué)分析得非常好，這種限度叫做彈性限度.任何發(fā)生彈性形變的物體都有彈性限度，這也是為什么彈簧秤不能稱量質(zhì)量過大物體的原因，如果質(zhì)量過大，會損壞彈簧秤.
師:當(dāng)發(fā)生彈性形變的物體要恢復(fù)原狀就會對與它接觸的物體有什么作用?
生:將會對與它接觸阻礙它恢復(fù)原狀的物體有力的作用.
師:我們把這種發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力.下面通過觀察幾個演示實(shí)驗(yàn)，大家來總結(jié)一下彈力產(chǎn)生的條件.
實(shí)驗(yàn)方案參考
1.彎曲的鋸條將小球彈出.
2.壓縮彈簧將與之相毗鄰的小車推出.
3.伸長著的橡皮筋將與之相連的小車?yán)^來.
學(xué)生討論回答
生:通過觀察以上的幾個實(shí)驗(yàn)，可以知道彈力產(chǎn)生的條件有兩個:接觸并且發(fā)生形變.
師:力是一個矢量，彈力當(dāng)然也是矢量，那么通過以上的實(shí)驗(yàn)，大家總結(jié)一下彈力的方向.
生:彈力方向總是指向施力物體形變恢復(fù)的方向.
【課堂訓(xùn)練】
關(guān)于彈力的產(chǎn)生，下列說法中正確的是
A.只要兩物體相接觸就一定產(chǎn)生彈力
B.只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力
C.只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生
D.只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力作用
答案:D
解析:此題根據(jù)彈力的產(chǎn)生條件，接觸和彈性形變?nèi)币徊豢?A、C都只有彈力產(chǎn)生條件的一個方面，而B只說“有相互吸引”，只能證明有力存在，不是彈力，故選項(xiàng)D正確.
二、幾種彈力
師:讓我們通過幾種常見的彈力進(jìn)一步來研究彈力問題.
實(shí)驗(yàn)演示課本放在桌面上，繩子懸掛物體
師:當(dāng)把課本放在桌面上，根據(jù)我們以前所學(xué)的知識，課本和桌面之間的相互作用力是什么呢？
生:是課本對桌面的壓力和桌面對課本的支持力.
師:它們是不是彈力？為什么？
生:它們是彈力，因?yàn)樗鼈兎蠌椓Ξa(chǎn)生的條件，接觸并且發(fā)生形變.
師:壓力和支持力的方向是怎樣的呢？
生:壓力的方向是垂直于支持面并且指向被壓的物體，支持力的方向是垂直于支持面指向被支持的物體.
師:剛才我們演示了繩子拉物體的情形，繩子的拉力是不是彈力呢？它的方向又是如何規(guī)定的呢？
生:繩子的拉力也是彈力，它的方向沿著繩指向繩收縮的方向.
師:好的，下面我們通過具體的例子判斷一下彈力的有無和方向.
多媒體投影例題
【參考例題】
試分析圖3－2－2中光滑小球受到的彈力的情況（小球放在水平面上靜止），并畫出小球受到的重力和彈力（示意圖）.
圖3－2－2
師:在這個例子中，傾斜的墻面對小球有沒有彈力的作用呢？
生1:墻和小球之間好像應(yīng)該有彈力.
生2:不好判斷，因?yàn)槎唠m然接觸但是它們的形變情況從圖中觀察不出來.
生3:產(chǎn)生彈力的必要條件是接觸，充分條件是擠壓產(chǎn)生形變.在上圖中與小球相接觸的有兩點(diǎn)A和B，因此小球所受到的彈力只能來自這兩點(diǎn)，但是有接觸并不一定就產(chǎn)生彈力，必須要擠壓才產(chǎn)生形變.對B點(diǎn)來說，小球一定與水平面擠壓，因?yàn)榧僭O(shè)沒有水平面，小球在重力作用下一定掉下來，因此B點(diǎn)有彈力且方向垂直于B點(diǎn)的切面指向圓心；對于A點(diǎn)來說，假設(shè)受到側(cè)壁的彈力F，則F將會使小球向右運(yùn)動，這與題目（小球靜止）相矛盾，所以側(cè)壁對小球沒有彈力，小球受力情況如圖所示，兩力大小相等、方向相反.
師:剛才那位同學(xué)分析得非常好，這種方法我們以后經(jīng)常用來判斷力的有無，這種方法叫做假設(shè)法，就是假設(shè)這個力存在，看在這個力存在時作用效果是否與物體實(shí)際的運(yùn)動狀態(tài)相符合，如果確實(shí)符合，說明這個力確實(shí)存在，如果不相符合，可以判定這個力不存在.
【課堂訓(xùn)練】
1.請在圖3－2－3中畫出桿及球所受的彈力.
圖3－2－3
（1）桿靠在墻上.
（2）桿放在半球形的槽中.
（3）球用細(xì)線懸掛在豎直墻上.
（4）球放在兩個等高的支座上.
解析:（1）A圖中桿在重力的作用下，對A、B兩處都產(chǎn)生擠壓的作用，故A、B兩點(diǎn)處對桿有彈力，彈力的方向與接觸點(diǎn)的平面垂直，如圖3－2－4所示.
圖3－2－4
（2）B圖中桿對C、D兩處有擠壓作用，因C處是曲面，D處為支承點(diǎn)，所以，C處的彈力垂直其切面指向球心，D處的彈力垂直于桿斜向上.如圖所示.
（3）C圖中球擠壓墻面且拉緊繩子，所以墻對球的彈力與墻垂直，繩子對球的彈力沿繩斜向上.如圖所示.
（4）D圖中球與兩點(diǎn)接觸并且擠壓，球受的彈力F1、F2垂直于接觸點(diǎn)的切面（虛線是切面），沿著半徑方向指向球心.如圖所示.
2.在圖3－2－5中，A、B兩小球相互間一定有彈力作用的圖是
圖3－2－5
答案:B
解析:我們可以用假設(shè)的方法來判斷A、B之間是否有彈力.如果把其中的一個物體撤去，看另外一個物體運(yùn)動狀態(tài)是否發(fā)生變化，只有B選項(xiàng)中當(dāng)其中一個物體去掉后另外一個物體將會運(yùn)動.
三、胡克定律
師:下面我們大家設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的目的是尋找與彈簧的彈力有關(guān)的因素.
學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)，然后分組實(shí)驗(yàn)
參考實(shí)驗(yàn)案例
如圖3－2－6所示，用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，系統(tǒng)靜止時，彈簧的彈力等于所懸掛鉤碼的總重；彈簧的長度及伸長量可由刻度尺測出.
圖3－2－6jaB88.coM

注意事項(xiàng)
（1）本實(shí)驗(yàn)要求定量測量，因此要盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差.標(biāo)尺要豎直且緊靠指針以減小讀數(shù)帶來的誤差，每次改變懸掛鉤碼個數(shù)后，要待系統(tǒng)穩(wěn)定后再讀數(shù).
（2）實(shí)驗(yàn)中所提供的米尺精確度為1mm，應(yīng)估讀一位.
（3）彈簧組的說明書已說明每個彈簧的彈性限度，注意不要超過它的彈性限度使用.
建議做法:
（1）選擇器材:
從彈簧組中選擇一只彈簧（注意它的彈性限度）懸掛在鐵架臺的橫桿上；實(shí)驗(yàn)桌上有200g、50g的鉤碼各一盒，選擇50g鉤碼來做這一實(shí)驗(yàn).（想一想，為什么？）（參考答案:
50kg的鉤碼質(zhì)量比較小，容易調(diào)節(jié)，另外增加一個不會損壞彈簧）
（2）首先將實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)整妥當(dāng)（如整個裝置是否豎直平穩(wěn)，標(biāo)尺與彈簧的距離是否合適，標(biāo)尺面與彈簧上的指針是否在同一平面內(nèi)，是否便于讀數(shù)等）.
（3）讀出彈簧自然下垂時指針?biāo)缚潭?
（4）懸掛50g鉤碼一個，待穩(wěn)定后，讀出彈簧上指針?biāo)缚潭炔⒂嬎愠鰪椈傻纳扉L量記入表格.
（5）逐個增加鉤碼，重復(fù)第4步，至少做5組數(shù)據(jù).
初態(tài)指針對應(yīng)刻度（cm）
彈簧彈力（N）
指針?biāo)缚潭龋╟m）
彈簧伸長量（cm）
（6）圖象法處理數(shù)據(jù):在下面的坐標(biāo)紙上，以彈簧彈力為縱軸，彈簧伸長量為橫軸建立坐標(biāo)系，如圖3－2－7所示.描出5個特殊點(diǎn)，以尋找彈簧彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系.
圖3－2－7
拓展一步:常用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法有:計算法（求比值、求積、求和、求差等）和圖象法兩種.兩者比較，圖象法處理數(shù)據(jù)更為直觀、更容易得出物理變化規(guī)律，且該種方法處理數(shù)據(jù)能更好地減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差.
師:通過以上的實(shí)驗(yàn)，我們可以得出怎樣的結(jié)論？
生:通過分析實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以得到彈簧彈力的大小與彈簧的形變量成正比.
師:用一個公式來表示這種關(guān)系.
生:F=kx.其中Ｆ是彈簧受到的彈力大小，x是彈簧的形變量，既可以是彈簧的伸長量，又可以是彈簧的壓縮量.
師:這個公式實(shí)際上是一個定律，叫做胡克定律，是英國科學(xué)家胡克首先發(fā)現(xiàn)的，其中式子中的k是彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛每米，符號是N/m.生活中常說有的彈簧“硬”，有的彈簧“軟”指的就是它們的勁度系數(shù)不同.彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細(xì)、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長度等量有關(guān)，這個量反映了彈簧的特性.
【課堂訓(xùn)練】
如圖3－2－8所示，為一輕質(zhì)彈簧的長度和彈力大小的關(guān)系，根據(jù)圖象判斷，正確的結(jié)論是
圖3－2－8
A.彈簧的勁度系數(shù)為1N/mB.彈簧的勁度系數(shù)為100N/m
C.彈簧的原長為6cmD.彈簧伸長0.2m時，彈力的大小為4N
解析:彈簧處于原長時，彈簧的彈力應(yīng)為0，由此可知彈簧原長為6cm.由圖象可知:當(dāng)拉長2cm時，彈力為2N，可得勁度系數(shù)為100N/m，因此答案為BC.
［小結(jié)］
在彈力的教學(xué)過程中，有這樣幾個難點(diǎn)需要突破，一是任何相接觸的物體間都可能有彈力，彈力的產(chǎn)生條件是接觸并且有形變，但是有些物體的形變量很小，不容易觀察到，就會使學(xué)生產(chǎn)生這樣的疑問:這種情況下彈力到底有沒有?例如物體放在桌面上，壓力和支持力不能通過形變來進(jìn)行判斷，解決這個問題的方法是微小形變的演示，通過演示，使學(xué)生確信任何兩個接觸的物體間都可以有彈力.另外一個難點(diǎn)是彈力有無的判斷，解決這個問題可以用假設(shè)判斷的方法，不僅讓學(xué)生知道判斷的方法，更應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會這些方法的遷移，例如假設(shè)的判斷方法，也可以用到摩擦力有無的判斷中去.一般彈力大小的判斷要根據(jù)物體的實(shí)際情況判斷，而彈簧彈力的判斷可以根據(jù)胡克定律進(jìn)行判斷，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)“發(fā)現(xiàn)”胡克定律，在發(fā)現(xiàn)中鍛煉探究物理規(guī)律的能力.
［布置作業(yè)］
教材第59頁問題與練習(xí).
［課外訓(xùn)練］
1.關(guān)于彈力的產(chǎn)生，下列說法中正確的是
A.木塊放在桌面上受到向上的彈力，是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
B.木塊放在桌面上受到向上的彈力，是由于桌面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
C.掛在懸線下的物體受到向上的拉力，是由于懸線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
D.掛在懸線下的物體受到向上的拉力，是由于物體發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
2.如圖3－2－9所示，細(xì)繩豎直拉緊，小球和光滑斜面接觸，則小球受到的力是
圖3－2－9
A.重力、繩的拉力B.重力、繩的拉力、斜面的彈力
C.重力、斜面的彈力D.繩的拉力、斜面的彈力
3.一根彈簧在彈性限度內(nèi)，對其施加30N的拉力時，其長為20cm，對其施加30N的壓力時，其長為14cm，試求該彈簧的自然長度和它的勁度系數(shù).
4.在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的.用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F－x圖線如圖所示，由圖3－2－10可知彈簧的勁度系數(shù)為________.圖線不過原點(diǎn)的原因是由于_______________.
圖3－2－10
參考答案
1.BC
2.A
3.答案:17cm10N/cm
解析:設(shè)彈簧的自然長度為x0，勁度系數(shù)為k，根據(jù)F=kx，x為彈簧伸長（或縮短）的長度，由此得30=k（20－x0），30=k（x0－14），解此兩方程即得x0=17cm，k=200N/m.
4.答案:2N/cm彈簧自身有重力
提示:根據(jù)圖示傾斜直線可求出其斜率（注意切忌用量角器量角度的方法得到斜率），從而求出彈簧的勁度系數(shù).從直線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)可以看出，當(dāng)彈簧的伸長量為0.5cm時，向下施加的外力F為零，說明沒加外力時彈簧已有一個伸長量，這主要是由于彈簧的自身重力作用造成的.
板書設(shè)計
2彈力
彈力形變概念物體的形狀和體積的改變
特點(diǎn)1.任何物體都能發(fā)生形變
2.有的形變明顯，有的形變極其微小
分類按形式分:拉伸（或壓縮）形變、彎曲形變、扭轉(zhuǎn)形變
按效果分:彈性形變、非彈性形變
彈力概念發(fā)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對跟它接觸的物體間產(chǎn)生的力
產(chǎn)生條件直接接觸
發(fā)生形變
方向1.壓力的方向垂直于支持面指向被壓的物體
2.支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物體
3.繩的拉力方向總是沿著繩指向繩子收縮的方向
大小1.形變越大，彈力也越大
2.形變消失，彈力也隨之消失
活動與探究
探究活動內(nèi)容的主題:制作一個彈簧秤，用來粗略測量身邊物體的重力.
步驟學(xué)生活動教師指導(dǎo)目的
1選擇材料，為制作彈簧秤作好物質(zhì)準(zhǔn)備介紹有關(guān)材料供學(xué)生選擇1.培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計小實(shí)驗(yàn)、小發(fā)明的能力，為發(fā)明創(chuàng)造打下基礎(chǔ)
2.體會物理學(xué)的作用，更加熱愛這門學(xué)科
2設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，并驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案的可行性，寫出實(shí)驗(yàn)報告指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行點(diǎn)評
3相互交流實(shí)驗(yàn)中的感受.用自己制作的彈簧秤稱量身邊物體的重力，體會成功的喜悅建議學(xué)生驗(yàn)證自己制作的彈簧秤的準(zhǔn)確度，與學(xué)生一起分享快樂

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彈力導(dǎo)學(xué)案

3.2《彈力》學(xué)案新人教版必修1
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道彈力是接觸力，本質(zhì)是電磁力。
2.知道形變、彈性形變的概念，理解彈性限度
3.知道什么是彈力，掌握彈力產(chǎn)生的條件
4.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力，會確定它們的方向
5.知道彈簧形變與彈力的關(guān)系，掌握胡克定律
二、課前預(yù)習(xí)
1、叫做形變。所有物體均能發(fā)生形變。
2、叫彈性形變，
叫范性形變，
叫彈性限度。
3、彈力：，彈力產(chǎn)生的條件是。彈力的方向與物體的形變方向
（相同或相反）；與使物體產(chǎn)生形變的力的方向；彈力是
發(fā)生形變產(chǎn)生的（施力物體或受力物體）。
4、彈力的方向：1、面面接觸：；2、點(diǎn)面接觸：；3、點(diǎn)點(diǎn)接觸：。
4、繩子的拉力方向；5、桿產(chǎn)生的彈力方向（一定或不一定）。
5、胡克定律：；勁度系數(shù)：，單位；彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細(xì)、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長度等量有關(guān)，這個量反映了彈簧的特性。
6、壓力、支持力、拉力、推力等從性質(zhì)上講均是，壓力、支持力、拉力、推力這些名稱是按來命的。接觸力按其性質(zhì)可分為和
，接觸力本質(zhì)是四種基本相互作用中的。
三、典型例題
判斷正誤：
A.相互接觸擠壓的物體均產(chǎn)生形變。
B.AB相互接觸擠壓，A發(fā)生形變要恢復(fù)原狀會對B產(chǎn)生力的作用，力的方向與A形變方向相反。
C.彈力是施力物體發(fā)生形變產(chǎn)生的。
D.物體形變的方向與使物體發(fā)生形變的力的方向相同。
關(guān)鍵作圖：一本書平放在水平桌面上，求分別作出書本和桌子的受力示意圖。

例1、關(guān)于彈力的產(chǎn)生，下列說法正確的是（）
A.只要兩物體接觸就一定有彈力。
B.只要兩物體相互吸引就一定有彈力。
C.只要有形變就一定有彈力。
D.只有發(fā)生彈性形變的物體才會對跟它接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用。
例2、試判斷下列各情況小球的受力情況。

例3、分析球受到的彈力。

例4、分析下圖中A點(diǎn)的受力情況

例5、一根長6cm的橡皮條上端固定，下端掛0.5N物體時長度為8cm，要再拉長1cm則再掛多重物體？勁度系數(shù)是多少？

例6、量得一只彈簧測力計3N和5N兩刻度之間的距離是2.5cm，求
1、求3N刻度與零刻度線之間的距離。
2、該彈簧的勁度系數(shù)。

例7、取一只玻璃瓶（橢圓形底），里面盛滿水，用穿有透明細(xì)管的橡皮塞封口，使水面位于細(xì)管中，用手捏玻璃瓶，可以看到透明細(xì)管中水面上升和下降，說明玻璃瓶在手的作用下發(fā)生了形變。問：捏扁的一面，水面上升還是下降？捏凸出來的一面，水面是上升還是下降？

四、鞏固練習(xí)
1、一本書放在水平桌面上（）
書對桌面的壓力就是書的重力。
書對桌面的壓力，施力物體是地球。
書對桌面的壓力在數(shù)值上等于它所受的重力。
桌面對書的支持力和書對桌面的壓力大小相等，所以書才處于平衡狀態(tài)。
2、如圖，地面所受的力是（B）
A.A對地面壓力。
B.B對地面的壓力
C.A和B的重力
D.B的重力
3、關(guān)于壓力和支持力，說法正確的是（ACD）
A.壓力和支持力都是彈力。
B.壓力和支持力是對平衡力。
C.壓力是物體對支持物的彈力，方向總是垂直于支持面指向支持物。
D.支持力是支持物對被支持物體的彈力，方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。
4、三個相同的支座上分別擱著三個質(zhì)量和直徑均相同的光滑圓球abc，支點(diǎn)PQ在同一水平面上，a的重心位于球心，b、c的重心位于球心的正上方和正下方，如圖，三球皆靜止，試分析三種情況下支點(diǎn)PQ對球的彈力方向是怎樣的？

5、兩根完全相同的輕彈簧A和B，勁度系數(shù)均為k，與靜止兩個質(zhì)量相同均為m的小球連起來，靜止時A伸長為多少？

參考答案
學(xué)案與教案配套，配有鞏固練習(xí)和非常詳細(xì)的解答。
1、【答案】C
【解析】書對桌面的壓力，施力物體是書，受力物體是桌面；書的重力，施力物體是地球，受力物體是書，不是一種力。A錯B錯；桌面對書支持力與書對桌面的壓力是物體間的相互作用力，是作用力與反作用力。作用力與反作用力等大反向且在同一直線上；使物體處于平衡狀態(tài)的兩個力叫做一對平衡力，一對平衡力等大反向且在同一直線上。作用力與反作用力和一對平衡力的關(guān)鍵區(qū)別在于：一對平衡力作用在同一個物體上，力的作用效果可以相互抵消，而作用力與反作用力作用在兩個物體上，作用效果不能抵消。D錯；書本放在桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明物體所受的合外力為0，即物體所受的力相互抵消。書受兩個力：書的重力、桌面對書支持力。因?yàn)闀o止所以這兩個力的大小相等，作用效果相互抵消。即書的重力=桌面對書支持力，又因?yàn)樽烂鎸闹С至εc書對桌面的壓力是作用力與反作用力，大小相等，所以又有書的重力=書對桌面的壓力。
2、【答案】B
【解析】圖中與地面接觸的是物體B，物體B與地面之間相互接觸并擠壓產(chǎn)生了形變，從而產(chǎn)生了彈力，B對地面的彈力垂直于地面向下；地面對B的彈力垂直于地面向上，所以B正確。
3、【答案】ACD
【解析】壓力與支持力是作用力與反作用力。

4、【答案】

5、【答案】
【解析】分別對1、2球進(jìn)行受力分析：
因?yàn)?球和2球均靜止，所以每個球所受的合外力應(yīng)該為0，則有

形變與彈力

第2節(jié)形變與彈力

預(yù)習(xí)：
一、形變
1．定義：物體發(fā)生的_______、_______、_______等變化稱為形變。
注意：任何物體在外力的作用下都能發(fā)生形變。只是形變的明顯程度不同。有的形變比較明顯(如彈簧的伸長或縮短)，可以直接看出；有的形變微小，需要采用特殊方法才可觀察到．如利用激光反射法演示堅硬桌面的微小形變，利用細(xì)管中液面的升降顯示硬玻璃瓶的形變，都是把微小形變放大以利于觀察。把微小變化放大以利于觀察或測量的實(shí)驗(yàn)方法，叫“微量放大法”，這是物理學(xué)中研究問題的一種重要方法。

2．原因：__________________________________________
3．類型：彈性形變：撤去外力后，物體_________________________的形變
范性形變：撤去外力后，物體_________________________的形變
4．彈性限度：當(dāng)彈性形變達(dá)到某一值時，即使撤去外力，物體也不能恢復(fù)原狀，這個值叫______________。
二、彈力
1．定義：物體發(fā)生彈性形變時，會產(chǎn)生一種使物體______________的力，這種力叫做彈力。
2．產(chǎn)生條件：______________、______________
3．大小：跟物體發(fā)生的_____________________程度有關(guān)
4．方向：總是與物體_____________________相反，即跟物_____________________一致。
說明：支持力、壓力、拉力都是________________。
注意：互相接觸的物體之間是否存在彈力，取決于是否存在形變。有些物體形變明顯，如彈簧的伸長或縮短，很容易判斷出是否有彈力；有些接觸物體間形變不明顯，判斷有無彈力可用假設(shè)法。即假設(shè)把相接觸的某個物體撤去，看研究對象的運(yùn)動狀態(tài)有無改變：若無改變，則無彈力作用；若發(fā)生改變，則有彈力存在。

常見彈力的方向
1．凡是支持物對物體的支持力，都是支持物因______________而對物體產(chǎn)生的彈力，方向總是______________支持面并______________被支持的物體。
2．凡是一根線(或繩)對物體的拉力，都是這根線(或繩)因?yàn)開_____________而對物體產(chǎn)生的彈力，方向總是指向______________的方向。
四、胡克定律
1．內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈性體彈力的大小跟彈性體______________（或______________）的長度成______________
2．公式：F=kx
x——伸長（或縮短）的長度，與彈性體本身長度不同。
k——為勁度系數(shù)，跟彈性體的粗細(xì)、材料、長度等因素有關(guān)，這個量反映了彈性體本身的特性，與F和x_______關(guān)。

練習(xí)：
1．關(guān)于彈性形變的概念，下列說法中正確的是（）
A．物體形狀的改變叫彈性形變。
B．物體在外力停止作用后的形變，叫彈性形變。
C．一根鐵桿用力彎折后的形變就是彈性形變。
D．物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原來形狀的形變，叫彈性形變。
2．關(guān)于彈力的說法，正確的是()
A．只要兩個物體接觸就一定產(chǎn)生彈力。
B．看不出有形變的物體間一定沒有彈力。
C．只有發(fā)生彈性形變的物體才產(chǎn)生彈力。
D．發(fā)生形變的物體有恢復(fù)原狀的趨勢，對跟它接觸的物體會產(chǎn)生彈力。
3．關(guān)于彈力方向的有關(guān)說法正確的是()
A．放在斜面上的物體受到斜面給的彈力方向是豎直向上的。
B．放在水平地面上的物體受到的彈力方向是豎直向下的。
C．將物體用繩吊在天花板上，繩受物體給的彈力方向是向上的。
D．彈力的方向垂直于接觸面或接觸點(diǎn)的切線而指向受力物體。
4．下列說法正確的是()
A．水杯放在水平桌面上受到一個向上的彈力，這是因?yàn)樗l(fā)生微小形變而產(chǎn)生的。
B．拿一細(xì)竹桿撥動水中漂浮的木塊，木塊受到的彈力是由于木塊發(fā)生形變而產(chǎn)生的。
C．繩對物體的拉力方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。
D．掛在電線下的電燈受到向上的拉力，是因?yàn)殡娋€發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的。
5．如圖示，一個重600N的人用300N的力通過繩子和定滑輪拉一個靜止在地面上重1000N的物體M，則人受到_______力、________力和重力的作用，其大小分別為_______N、_______N、_______N。M對地面的正壓力大小為_______N。
6．按下列要求畫出下圖中物體所受的彈力的示意圖。
(1)圖：斜面對物塊的支持力
(2)圖：墻壁對球的支持力
(3)圖：大球面對小球的支持力
(4)圖：半球形碗內(nèi)壁對桿下端的支持力和碗邊緣對桿的支持力
(5)圖；墻和地面對桿的彈力

7．兩條勁度系數(shù)均為k的輕彈簧，連接后豎直懸掛。在其中點(diǎn)和下
端同時掛上一個重G的小球，則兩彈簧的伸長之和為()
A．2G／kB．G／kC．3G／kD．G/2k

8.兩長度相同的輕彈簧，其勁度系數(shù)分別為k1=1500N/m，k2=2000N/m，在它們下面掛上同樣重物時，它們的伸長量之比x1：x2=________；當(dāng)它們伸長同樣長度時，所掛重物的重力之比G1：G2=__________。

閱讀材料：羅伯特胡克(HookeRobert1635—1703)是17世紀(jì)英國最杰出的科學(xué)家之一。
他在力學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)等諸多方面都有重大成就。他所設(shè)計和發(fā)明的科學(xué)儀器在當(dāng)時是無與
倫比的。他本人被譽(yù)為是英國皇家學(xué)會的“雙眼和雙手”。
1653年，胡克進(jìn)入牛津大學(xué)里奧爾學(xué)院學(xué)習(xí)。在這里，他結(jié)識了一些頗有才華的科學(xué)界人士。這些人后來大都成為英國皇家學(xué)會的骨干。1655年，胡克被推薦給玻意耳當(dāng)助手，在玻意耳的實(shí)驗(yàn)室工作。1663年，胡克獲得了文學(xué)碩士學(xué)位，并且被選為皇家學(xué)會會員。1665年，胡克擔(dān)任格列夏姆學(xué)院幾何學(xué)、地質(zhì)學(xué)教授，并從事天文觀測工作。1676年，胡克發(fā)表了著名的彈性定律。1677年至1683年就任英國皇家學(xué)會秘書并負(fù)責(zé)出版會刊。早在1663年，胡克就起草了皇家學(xué)會章程草案，規(guī)定學(xué)會的宗旨是“靠實(shí)驗(yàn)來改進(jìn)有關(guān)自然界諸事物的知識，以及一切有關(guān)的藝術(shù)、制造、實(shí)用機(jī)械、發(fā)動機(jī)和新發(fā)明(不牽涉神學(xué)、形而上學(xué)、道德、政治、語法修辭或邏輯)”。胡克作為該學(xué)會的實(shí)驗(yàn)工作與日常事務(wù)探辦人，在長達(dá)20多年的學(xué)會活動中，接觸并深入到當(dāng)時自然科學(xué)活躍的前沿領(lǐng)域，且均做出了自己的貢獻(xiàn)。
胡克在力學(xué)方面貢獻(xiàn)尤為卓著。他從1661年開始積極參加了皇家學(xué)會研究重力本質(zhì)的專門委員會的活動。為了確定物體重力與地心距離的關(guān)系，他用一架精密天平放在威斯特敏斯特
教堂的塔尖上，稱量一塊鐵和一段很長的繩子的重量，然后將這塊鐵掛在繩子的末端再稱，看
是否因?yàn)殍F塊十分接近地面而改變重量，結(jié)果并無測出明顯的改變。后來他又在舊圣保羅教堂
重作了這一實(shí)驗(yàn)。1674年，胡克發(fā)表了《從觀察角度證明地球周年運(yùn)動的嘗試》的論文，文
申根據(jù)修正的慣性原理，從行星受力平衡觀占’出發(fā)，提出了行星運(yùn)動的三條假設(shè)：l.一切天
體都具有傾向其中心的吸引作用或重力，它不僅吸引其本身各部分，并且還吸引其作用范圍內(nèi)
的其它天體；2．每一物體都保持平直、簡單的運(yùn)動而且繼續(xù)沿直線前進(jìn)，直到受到其它作用
力影響，因而改變?yōu)閳A、橢圓或其他曲線運(yùn)動為止；3．受到吸引力作用的物體，越靠近吸引
中心，其吸引力也越大。胡克在1679年給牛頓的信中正式提出了引力與距離平方成反比的觀
點(diǎn)，但他并沒有將自己的引力思想如牛頓所作的那樣用數(shù)學(xué)式子表示出來，并用太陽、地-球、
月亮、行星和地球上物體的運(yùn)動實(shí)倒采加以驗(yàn)證。因此，把發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的殊榮被牛頓獨(dú)
占，但胡克的某些想法對牛頓完成萬有引力的研究是起著積極的啟示作用的。彈性定律是胡
克最重要的發(fā)現(xiàn)之一，也是力學(xué)最重要基本定律之一．胡克的彈性定律指出：在彈性限度內(nèi)，
彈簧的彈力f和彈簧的長度x成正比，即f=kx。k是物質(zhì)的彈性系數(shù)，它由材料的性質(zhì)所決
定，負(fù)號表示彈簧所產(chǎn)生的彈力與其伸長(或壓縮)的方向相反。為了證實(shí)這一定律，胡克做
了大量實(shí)驗(yàn)，制作了各種材料構(gòu)成的各種形狀的彈性體。
胡克在儀器的制造和改進(jìn)方面的特長；早在其作為玻意耳的助手時就顯露出來．他協(xié)助
玻意耳三次改進(jìn)了真空泵。第三次改進(jìn)后的抽氣機(jī)已具有現(xiàn)代真空泵的雛形。利用這—設(shè)備，
玻意耳和胡克完成了氣體的玻意耳定律實(shí)驗(yàn)。胡克改進(jìn)的儀器有復(fù)式顯微鏡和用指針讀數(shù)的輪
式氣壓計等．他還建議用液體的凝固點(diǎn)及膨脹或收縮程度來作為溫標(biāo)刻度的根據(jù)。胡克曾經(jīng)設(shè)
計過一架大型的。氣候鐘”，用以測量和記錄風(fēng)力、風(fēng)向、溫度、壓強(qiáng)、和濕度、降雨量等。
由于胡克和玻意耳對皇家學(xué)會起著積極的作用，因而人們稱頌他們：“如果說玻意耳是皇家學(xué)
會幕后的靈魂，那么胡克提供學(xué)會的就是雙眼和雙手了”。胡克熱愛科學(xué)事業(yè)，并為此奉獻(xiàn)了
一生。他研究的面十分廣泛，如建筑、化石、氣象等，他都有所涉獵和貢獻(xiàn)。但作為科學(xué)家的
素養(yǎng)，胡克還缺少熟練雄厚的數(shù)學(xué)與邏輯推理功力作為進(jìn)行研究和思維的武器，這樣便不容易
從理論和實(shí)踐的結(jié)合上透徹地分析與解決問題。這也是胡克與牛頓相比的遜色之處。

彈力學(xué)案

3.2彈力（學(xué)案）
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道彈力是接觸力，本質(zhì)是電磁力。
2.知道形變、彈性形變的概念，理解彈性限度
3.知道什么是彈力，掌握彈力產(chǎn)生的條件
4.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力，會確定它們的方向
5.知道彈簧形變與彈力的關(guān)系，掌握胡克定律
二、課前預(yù)習(xí)
1、叫做形變。所有物體均能發(fā)生形變。
2、叫彈性形變，
叫范性形變，
叫彈性限度。
3、彈力：，彈力產(chǎn)生的條件是。彈力的方向與物體的形變方向
（相同或相反）；與使物體產(chǎn)生形變的力的方向；彈力是
發(fā)生形變產(chǎn)生的（施力物體或受力物體）。
4、彈力的方向：1、面面接觸：；2、點(diǎn)面接觸：；3、點(diǎn)點(diǎn)接觸：。
4、繩子的拉力方向；5、桿產(chǎn)生的彈力方向（一定或不一定）。
5、胡克定律：；勁度系數(shù)：，單位；彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細(xì)、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長度等量有關(guān)，這個量反映了彈簧的特性。
6、壓力、支持力、拉力、推力等從性質(zhì)上講均是，壓力、支持力、拉力、推力這些名稱是按來命的。接觸力按其性質(zhì)可分為和
，接觸力本質(zhì)是四種基本相互作用中的。
三、典型例題
判斷正誤：
1.相互接觸擠壓的物體均產(chǎn)生形變。
2.AB相互接觸擠壓，A發(fā)生形變要恢復(fù)原狀會對B產(chǎn)生力的作用，力的方向與A形變方向相反。
3.彈力是施力物體發(fā)生形變產(chǎn)生的。
4.物體形變的方向與使物體發(fā)生形變的力的方向相同。
關(guān)鍵作圖：一本書平放在水平桌面上，求分別作出書本和桌子的受力示意圖。

例1、關(guān)于彈力的產(chǎn)生，下列說法正確的是（）
A.只要兩物體接觸就一定有彈力。
B.只要兩物體相互吸引就一定有彈力。
C.只要有形變就一定有彈力。
D.只有發(fā)生彈性形變的物體才會對跟它接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用。
例2、試判斷下列各情況小球的受力情況。

例3、分析球受到的彈力。

例4、分析下圖中A點(diǎn)的受力情況

例5、一根長6cm的橡皮條上端固定，下端掛0.5N物體時長度為8cm，要再拉長1cm則再掛多重物體？勁度系數(shù)是多少？
例6、量得一只彈簧測力計3N和5N兩刻度之間的距離是2.5cm，求
1、求3N刻度與零刻度線之間的距離。
2、該彈簧的勁度系數(shù)。

例7、取一只玻璃瓶（橢圓形底），里面盛滿水，用穿有透明細(xì)管的橡皮塞封口，使水面位于細(xì)管中，用手捏玻璃瓶，可以看到透明細(xì)管中水面上升和下降，說明玻璃瓶在手的作用下發(fā)生了形變。問：捏扁的一面，水面上升還是下降？捏凸出來的一面，水面是上升還是下降？

四、鞏固練習(xí)
1、一本書放在水平桌面上（）
A.書對桌面的壓力就是書的重力。
B.書對桌面的壓力，施力物體是地球。
C.書對桌面的壓力在數(shù)值上等于它所受的重力。
D.桌面對書的支持力和書對桌面的壓力大小相等，所以書才處于平衡狀態(tài)。
2、如圖，地面所受的力是（B）
A.A對地面壓力。
B.B對地面的壓力
C.A和B的重力
D.B的重力
3、關(guān)于壓力和支持力，說法正確的是（ACD）
A.壓力和支持力都是彈力。
B.壓力和支持力是對平衡力。
C.壓力是物體對支持物的彈力，方向總是垂直于支持面指向支持物。
D.支持力是支持物對被支持物體的彈力，方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。
4、三個相同的支座上分別擱著三個質(zhì)量和直徑均相同的光滑圓球abc，支點(diǎn)PQ在同一水平面上，a的重心位于球心，b、c的重心位于球心的正上方和正下方，如圖，三球皆靜止，試分析三種情況下支點(diǎn)PQ對球的彈力方向是怎樣的？
5、兩根完全相同的輕彈簧A和B，勁度系數(shù)均為k，與靜止兩個質(zhì)量相同均為m的小球連起來，靜止時A伸長為多少？

參考答案
學(xué)案與教案配套，配有鞏固練習(xí)和非常詳細(xì)的解答。
1、【答案】C
【解析】書對桌面的壓力，施力物體是書，受力物體是桌面；書的重力，施力物體是地球，受力物體是書，不是一種力。A錯B錯；桌面對書支持力與書對桌面的壓力是物體間的相互作用力，是作用力與反作用力。作用力與反作用力等大反向且在同一直線上；使物體處于平衡狀態(tài)的兩個力叫做一對平衡力，一對平衡力等大反向且在同一直線上。作用力與反作用力和一對平衡力的關(guān)鍵區(qū)別在于：一對平衡力作用在同一個物體上，力的作用效果可以相互抵消，而作用力與反作用力作用在兩個物體上，作用效果不能抵消。D錯；書本放在桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明物體所受的合外力為0，即物體所受的力相互抵消。書受兩個力：書的重力、桌面對書支持力。因?yàn)闀o止所以這兩個力的大小相等，作用效果相互抵消。即書的重力=桌面對書支持力，又因?yàn)樽烂鎸闹С至εc書對桌面的壓力是作用力與反作用力，大小相等，所以又有書的重力=書對桌面的壓力。
2、【答案】B
【解析】圖中與地面接觸的是物體B，物體B與地面之間相互接觸并擠壓產(chǎn)生了形變，從而產(chǎn)生了彈力，B對地面的彈力垂直于地面向下；地面對B的彈力垂直于地面向上，所以B正確。
3、【答案】ACD
【解析】壓力與支持力是作用力與反作用力。

4、【答案】

5、【答案】
【解析】分別對1、2球進(jìn)行受力分析：
因?yàn)?球和2球均靜止，所以每個球所受的合外力應(yīng)該為0，則有