弹力教案一、教学目标知识与技能1、知道什么是弹力以及弹力产生的条件。2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中正确画出力的方向。3、知道弹力大小的决定因素及胡克定律。过程与方法1、通过对压力、支持力、拉力的理解,能在具体的问题中正确画出力的方向。2、能通过实验探究,了解胡克定律的内容和适用条件,并能利用胡克定律计算弹力。情感态度与价值观观察和了解形变的有趣现象,感受自然界的奥秘,培养对科学的好奇心和求知欲。二、教学重难点(一)教学重点 1.弹力有无的判断和弹力方向的判断。 2.自主设计实验探索弹簧的弹力与伸长量的关系及实验操作。(二)教学难点 弹力有无的判断及弹力方向的判断。三、教学方法探究、讲授、讨论、练习四、教学准备 弹簧、钩码、泡沫塑料块、粉笔、烧瓶(内装红墨水瓶塞上面插细玻璃管)、演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码等等。五、教学过程 [新课导入] 观看撑杆跳破世界纪录及运动员跳水的视频。撑杆跳高运动员要使用撑杆,跳水时要使用跳板,你能说明这样做的目的吗?由此引入新课师:那么,这又是个什么力呢?它是怎样产生的,它的大小、方向各如何?带着这些问题我们一起来探究有关弹力的有关知识。[新课教学]
一、形变形变:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变。 [实验演示] 演示实验1:弹簧挂上钩码后伸长。 演示实验2:泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转。 演示实验3:粉笔用力被折断。 学生观察思考什么是形变 给出形变的定义——物体形状或体积的变化叫做形变.刚才举的那些例子都很容易观察到,如果一本书放在桌面上,书和桌面发生形变了没有? 生1:没有. 生2:可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来. 演示实验1视频播放桌面微小形变的激光演示(在一个大桌上放两个平面镜M和N,让一束光依次被这两面镜子反射,最后射在刻度尺上形成一个光点。用力压桌面,观察刻度尺上光点位置的变化。) 演示实验2用手挤压时烧瓶的形变(双手握住注满红墨水的烧瓶,用力挤压底部。上插玻璃管中的红墨水液面上升。) 师:通过上面的实验,我们观察到什么样的实验现象? 生:通过观察,我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变. 师:我们用了什么样的方法? 生:微观放大的方法. 师:由此我们可以想到一切物体都可以发生形变,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二、弹力弹力定义——发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。从定义中我们可以得出弹力产生的条件——①直接接触②发生弹性形变常见的几种弹力分析放在水平桌面上的书,书对桌面的压力和桌面对书的支持力。并画出力的示意图。
【解析】书由于重力的作用而压迫桌面,使书和桌面同时发生微小形变,要恢复原状,对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1,这就是书对桌面的压力;桌面由于发生微小的形变,对书产生垂直于书面向上的弹力F2,这就是桌面对书的支持力。书桌面结论:压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。2.分析静止时,悬绳对重物的拉力及方向,并画出力的示意图。【解析】悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳,使重物、悬绳同时发生微小的形变。重物由于发生微小的形变,对悬绳沉重竖直向下的弹力F1,这是物对绳的拉力;悬绳由于发生微小形变,对物产生竖直向上的弹力F2,这就是绳对物体的拉力。结论:拉力是弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。图3—2.3三、胡克定律(演示实验):三个弹簧,两个一样。不一样的两个弹簧上挂一个质量相同的钩码,另一个挂两个钩码。并提出弹簧弹力的大小与哪些因素有关?(学生讨论回答):与形变量有关,与弹簧本身有关。 请学生自行设计一个实验,实验的目的是寻找与弹簧的弹力与形变量的关系。
学生设计实验,然后分组实验。 【参考实验案例】 如图所示,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。 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悬挂在铁架台的杠杆上:从实验桌上选择合适的钩码。(将班级分成两大组,选用不同的弹簧进行实验,进行对比实验) (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。
弹簧规格()初态指针对应刻度(X0/m) 弹簧的弹力(F/N) 指针所指刻度(X/m) 弹簧改变量(△X/m) (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】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。 请各实验小组派代表上讲台,用实物投影展示实验结果,并对实验探究情况进行交流。让学生通过随堂实验和亲身经历的探究性实验,在经历体验中,提高合作学习的意识和能力。结论:胡克定律:在弹性限度内,弹性体的弹力和弹性体伸长(或缩短)的长度成正比,即F=kx其中k是劲度系数,单位N/m
板书设计形变定义——物体形状或体积的变化叫做形变分类——弹性形变、范性形变弹力定义——发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。产生条件——①直接接触②发生弹性形变判断有无弹力的方法——假设法、条件法方向——指向施力物体形变恢复的方向大小——胡克定律F=kx