第三章第1节探究形变与弹力的关系教学目标:1、知道形变的概念;2、知道弹性和弹性限度;3、理解掌握胡克定律并能解决一些实际问题;4、知道什么是弹力以及弹力产生的条件5、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。6、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)的长度成正比重点:胡克定律的应用;弹力产生的条件、弹力的方向难点:胡克定律的应用;在接触的物体间是否有弹力;弹力方向的确定教具:弹簧、拉力器、微小形变的展示、电脑展示图片、分组实验(每组铁架台1台、钩码1盒、弹簧1根)教法:启发学生观察、引导学生总结规律,指导学生操作实验。教学过程:(一)、引入课题:改革开放以来,许多大城市出现了不少超高层建筑物。这些看似静止高耸入云的建筑物,其实都会有不同程度类似于旗杆的摆动,在安全范围内都会有微小的弯曲变形。这是为什么呢?这种微小的变形与什么因素有关呢?就是今天要研究的问题。(二)、新课:一、认识形变:1、形变:物体形状发生变化的简称。
大家从生活中,找找这样的事例,从中分类:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等。要使物体形变,只有与物体接触才有可能;有接触就有形变吗?注意:有形变就一定有接触,有接触不一定有形变。2、物体的微小形变的认识:实验演示通过光线“放大”形变;通过液柱高度变化而“放大”形变;二、、弹性与弹性限度:实验演示1、弹性:物体具有恢复原状的性质。2、弹性形变:物体在外力作用下产生形变,在撤去外力后物体能完全恢复原状的形变。3、弹性限度的认识。三、探究弹力1、弹力:物体形变后要恢复原状对与它接触的物体产生的力的作用。弹力是伴随物体的形变而产生的。实验演示:图3—1—5铁块压泡沫塑料。电脑展示:图3—1—6绳的弹力保护人的安全。2、弹力按力作用效果分:压力、支持力、拉力,方向为:弹力的方向垂直于两物体的接触面,压力方向:垂直于支持面指向被压的物体。支持力方向:垂直于支持面指向被支持的物体。绳对物体的拉力方向:沿绳子指向绳子收缩的方向。弹力的大小和方向与物体的形变有什么关系呢?实验探究分组实验(图3—1—7)点击浏览该文件在不超出弹簧弹性限度的前提下,将不同质量的物体挂在弹簧上,平衡后分别测出弹簧伸长的长度,在表3—1—1中记录下实验数据,并计算相应的结果。表3—1—1实验数据记录表弹簧原长:L0=cm
实验次数物体的重力G/N弹簧的长度L/cm弹簧的伸长量x/cm弹力的大小F/N12345根据二力平衡条件可知,物体平衡时所受到的重力与弹簧对它的作用力F大小相等。想一想,F的大小与弹簧的伸长量x有何关系?如果压缩弹簧,结果会怎样?结论:3、胡克定律:(1)内容:在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比。(2)公式:F=kx(3)系数k:弹簧的劲度系数,不同的弹簧,其劲度系数不同。(4)适用范围:用于计算弹簧弹力的大小。在实际应用中,弹力的大小和方向需要根据实际情况来确定。讨论与交流图3—1—8观察直尺形变,并分析其产生弹力的大小和方向。讨论生活中桥梁的最大承受力与哪些因素有关。实践与拓展选取合适的材料制作一把“弹簧秤”,并写出产品使用说明书。资料活页
我国东汉时期有一位名叫郑玄的科学家,他在为《考工记》作注解时写道:“假令弓胜三石,引之中三尺,弛其弦,以绳缓擐之,每加物一石,则张一尺。”其意思是弓有弹性,在弓弦上每增加一石的重物,弓就伸张一尺。他得出的这个定量关系比胡克的发现早了约1500年。总结:弹力产生的条件:1、物体间直接接触;2、且接触面处发生弹性形变。练习:书P39:1、2、3作业:同步训练——P34《基础练习》