第二节形变与弹力教案导入：下面先请同学们观察一个模拟蹦极的实验。教师演示实验：橡皮筋一端固定，另一端绑着一个运动员模型，在某一高度由静止释放。请同学们注意观察：（1）在运动员模型运动的过程中橡皮筋是否产生了形变？学生回答：产生了形变。（2）模型在运动过程中最多受几个力的作用？学生回答：两个力（或四个力），分别是重力和橡皮筋对模型的拉力（空气浮力、空气阻力）。新课：过渡：关于形变与弹力的关系，我们在初中已经学习过了。今天这节课，我们要在初中学习的基础上，进一步探究形变与弹力的定量关系。（PPT）第二节形变与弹力（PPT）一、形变过渡：物体发生形状的改变叫形变。什么原因可使物体产生形变？学生回答：有力的作用。（PPT）1、定义：物体受到力的作用时会发生形状的改变。教师提问：形变有哪些形式？教师演示总结：通过演示弹簧的拉伸、压缩、弯曲、扭转，总结出形变的几种形式。（PPT）2、形式：拉伸、压缩、弯曲、扭转教师提问：当用力挤压矿泉水瓶时，矿泉水瓶的形变非常明显。
如果我用力挤压玻璃瓶，能否直接观察玻璃瓶产生形变？学生回答：观察不到。教师提问：上节课，我们已经学习过，力的作用效果是使物体的形状和运动状态发生改变。当用力挤压玻璃瓶时，玻璃瓶一定有发生形变，但又无法直接观察，说明玻璃瓶的形变量是很小的。我们可采用什么方法进行观察？学生交流讨论：把玻璃瓶的形变放大。教师举例引导：用放大镜观察微小的物体，显微镜观察细胞。教师提问：在玻璃瓶中装满水，用插有细管的塞子塞紧瓶口，瓶内的水就上升到管中。当用手挤压瓶身，如果瓶身有形变，瓶子的容积就会发生变化，管中的水柱长度就会变化。当用力挤压瓶身时，玻璃瓶的容积是变大还是变小？细管中的水柱长度是变长还是变短？学生回答：（1）玻璃瓶的容积变小，水柱长度变长（此时，教师通过实物展示台演示，沿截面短轴方向挤压瓶身使水柱长度变短）（2）玻璃瓶的容积变大，水柱长度变短（此时，教师通过实物展示台演示，沿截面长轴方向挤压瓶身使水柱长度变长）教师总结：当沿瓶子截面的长轴用力挤压瓶身时，瓶子的容积变大，水柱长度变短；当沿瓶子截面的短轴用力挤压瓶身时，瓶子的容积变小，水柱长度变长。教师演示：弯曲细钢丝。引导学生观察：当用力弯曲细钢丝时，钢丝发生了形变。当撤去外力后，钢丝不能恢复原状。教师总结（PPT）：撤去外力后物体不能恢复原状的形变叫做范性形变。教师演示：
拉伸弹簧引导学生回答：当用力拉伸弹簧时，弹簧发生了形变。当撤去外力后，弹簧能完全恢复原状。教师总结（PPT）：撤去外力后物体能恢复原状的形变叫做弹性形变。过渡：按撤去外力后，物体能否恢复原状对形变进行分类，可分为范性形变和弹性形变，并且把撤去外力后能恢复原状的物体叫做弹性体。（PPT）撤去外力后能恢复原状的物体叫做弹性体教师提问：弹性体的形变一定是弹性形变吗？教师演示：用力拉伸弹簧。引导学生观察：当用较小的力拉伸弹簧，撤去外力后，弹簧恢复原状，说明弹簧产生弹性形变，弹簧是弹性体；当用较大的力拉伸弹簧，撤去外力后，弹簧不能恢复原状，产生范性形变。教师总结（PPT）：弹性体的形变不一定是弹性形变，发生弹性形变是有一定限度的，当弹性体形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能再恢复原状，这个值叫做弹性限度。过渡：用一定的力拉橡皮筋，橡皮筋发生了形变，当撤去外力时橡皮筋恢复原状，说明橡皮筋产生的这个形变是弹性形变。教师演示：用纸飞机勾住橡皮筋，用力拉纸飞机，使橡皮筋伸长到一定长度后，释放纸飞机，纸飞机就被弹射出去。引导学生回答：纸飞机能被弹射出去说明，纸飞机除受重力外，还受到其他力的作用。
这个力的施力物体是橡皮筋，产生的原因是因为橡皮筋发生了弹性形变。这个力就是我们这节课要学习的弹力。教师总结：物体发生弹性形变时，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。（PPT）二、弹力1、产生原因：物体发生弹性形变时，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用。教师提问：弹力的施力物体是哪个物体，受力物体是哪个物体？学生回答：弹力的施力物体是发生弹性形变的物体，受力物体是与发生弹性形变相接触的物体。教师：根据弹力产生的原因引导学生总结出产生弹力的两个条件：（PPT）2、产生条件：（1）施力物体必须发生弹性形变（2）受力物体与施力物体必须直接接触过渡：力的大小、方向、作用点是力的三要素。今天这节课我们重点研究弹力的大小。初中我们已学习过弹簧弹力的大小与弹簧的形变量的大小有关，那么它们之间的定量关系如何呢？这就是我们接下来要探究的内容。引导学生设计实验：（1）弹簧的伸长量可用刻度尺来测量；（2）弹力的大小可根据所挂钩码的数量和每个钩码的质量来计算；（3）所需实验器材：下端带钩码的弹簧、钩码若干、刻度尺、铁架台；（4）数据处理：采用图像法处理数据。学生分组实验教师总结：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比。教师提问：
如果弹簧被压缩，那么弹簧的弹力是否与弹簧的压缩量成正比？教师设计实验，两位同学上台操作：用力传感器压缩弹簧，由电脑画出弹力与压缩量的图像教师总结：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的压缩量成正比。（PPT）在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度成正比。教师提问：在弹性限度内，其它弹性体弹力是否也与弹性体的伸长（或缩短）的长度成正比？教师总结（PPT）：4、胡克定律：精确的实验研究表明：在弹性限度内，弹性体弹力的大小与弹性体伸长（或缩短）的长度成正比。表达式：F=kxx为弹性体的形变量。k为比例系数，叫做弹性体的劲度系数，简称劲度。在国际单位制中，k的单位是N/m教师演示：把两根不同的弹簧的一端分别固定在铁架台上（弹簧下端在同一水平面上），另一端分别挂上相同的钩码。引导学生观察：两根弹簧的形变量不同教师总结：F相同，x不同，说明k不同。教师提问：劲度系数k的数值由哪些因素决定？学生交流讨论教师总结（PPT）：实验研究表明：k跟弹性体的材料、粗细、长度等有关，是弹性体本身特性，与F、x无关。课堂小结课堂练习
一根轻质弹簧，当受到一个大小为16N的拉力作用时，该弹簧的伸长量是4cm。该弹簧的劲度系数是多大？如果弹簧的原长是10cm，当受到8N的压力时，该弹簧将缩短到多少厘米？解：F1=16N，x1=4cm=4×10-2m，L0=10cm，F2=8N(1)根据胡克定律：F1=kx1可得k=F1/x1=16/(4×10-2)N/m=400N/m(2)根据胡克定律：F2=kx2可得x2=F2/k=8/400m=2×10-2m=2cmL2=L0－x2=10cm－2cm=8cm布置作业完成课本第70页第三、四小题
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