高中物理人教版必修第一册3.1 重力与弹力 教案

2019-2020年人教版高中物理必修1第3章第2节弹力（教案）【知识与技能】1、理解弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件.2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图.3、理解形变概念，了解放大法显示微小形变.【过程与方法】1、通过观察微小变化的实例，初步接触“放大的方法”【情感态度与价值观】1、通过探究弹力与形变的关系以及数据的准确记录，培养学生锲而不舍的探究的精神和求真务实的科学精神。【教学过程】★重难点一、弹性形变和弹力★★接触力1.接触力：物体与物体直接接触才发生的力。通常所说的拉力、压力、支持力、阻力等都是接触力。2.接触力按性质可分为：弹力和摩擦力。3.本质：都是由电磁相互作用引起的。★力的作用效果：可以使物体发生形变观测：1.被拉长或压缩的弹簧2.弯曲的木棍3.压缩的气球4.压缩的橡皮泥★形变1.定义：在外力作用下，物体发生的形状、体积大小的变化称为形变。特别提醒：物体在外力作用下会发生形变，有的形变明显，有的形变微小，只能用实验放大的方法显示出来。★形变分类（1）弹性形变：能恢复到原来形状的形变。（2）非弹性形变：不能恢复到原来形状的形变 3.形变限度如果形变过大，超过一定的限度，撤去外力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。★弹力1.定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对与它接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力。注意：弹力不是指“弹簧产生的力”。某一弹力的产生是施力物发生弹性形变产生的。2.弹力产生的条件（1）直接接触（2）发生弹性形变★弹力有无的判断1．产生弹力必备的两个条件：(1)两物体间相互接触；(2)发生弹性形变。2．判断弹力有无的常见方法：(1)直接判定：对于发生明显形变的物体(如弹簧、橡皮条等)，可根据弹力产生的条件由形变直接判断。(2)对于形变不明显的情况，通常用以下方法来判定：a．假设法：假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力。b．替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能不能维持原来的力学状态。如将侧壁、斜面用海绵来替换，将硬杆用轻弹簧(橡皮条)或细绳来替换。c．状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡知识等)来判断物体间的弹力。【典型例题】书放在水平桌面上，书会受到支持力的作用，产生这个支持力的直接原因是A．书的形变B．桌面的形变C．书和桌面的形变D．书受到的重力【答案】B★重难点二、几种弹力★ ★弹力方向的总结1．常见的三种接触方式2.常见三类弹力的方向【典型例题】如图所示，物体A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于物体A 所受的弹力，以下说法正确的是()A物体仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上B.物体受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下C.物体受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上D.物体受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下【答案】C★重难点三、胡克定律★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，弹力随着也消失。弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即：F=kx(1)k称为劲度系数，单位N/m，由弹簧的材料，粗细，长度等自身性质决定。(2)既适用于弹簧拉伸，也适用于弹簧压缩，x是弹簧的形变量。★对公式F＝kx的理解公式中x为弹簧的形变量[可能为伸长量(l－l0)，也可能为缩短量(l0－l)]；k为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，它反映了弹簧的软硬程度，k越大，弹簧越硬，其长度越难改变．特别提醒1．胡克定律的成立条件：弹簧的形变必须在弹性限度内． 2．弹簧的劲度系数k：它表示弹簧固有的力学性质，大小由弹簧本身的物理条件，如材料、长度、截面积等决定．3．弹簧的形变量x：指弹簧的伸长量或缩短量，而不是弹簧的长度．★非弹簧的弹力大小的计算弹力的大小与物体的形变程度有关，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解。比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉力和重力作用。根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小。【典型例题】在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中（1）以下说法正确的是（）A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等（2）若某同学实验装置如图所示，所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度。①有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出F－L图线：②由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm，劲度系数k＝________N/m。（结果均保留2位有效数字）（3）若某同学把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图中的() 【答案】（1）AB；（2）①；②5.0；20；（3）C