弹力1公开课.docx

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1、第二节弹力进行新课教师活动：指导学生实验，提出弹性形变和弹性限度。学生活动：学生实验体会，归纳总结。点评：通过拉长和压缩弹簧，使学生认识弹性形变，并理解弹性限度。教师活动：教师启发学生思考推、拉、提、压、举等力是怎样产生的？学生活动：学生进一步分析归纳总结。点评：结合对前面实验的观察和分析，进一步培养学生抽象概括的能力。教师活动：实验讲解，学生观察思考，掌握方法。学生活动：学生观察思考，体验观察微小形变的法，提高实验能力。点评：观察微小形变，培养观察能力和掌握显示微小形变的方法。一、形变物体形状或体积的改变叫做形变（de用rmation）。形变的原因是物体受到了力的作用。1 .形变方式有形状及

2、体积的改变两个方面：（1）形状的改变：指受力时物体的外观发生变化。如橡皮条拉紧时，由短变长；跳水 馆中的跳板本来是水平伸直的，当运发动在上面起跳时，平直的板变得弯曲；撑杆跳高时运 发动手中的撑杆由直变曲。（2）体积的改变：指受力时物体的体积发生变化。如用力压排球，排球体积变小；用 力压海绵，海绵体积变小。任何物体只要受到力的作用必发生形变，不能发生形变的物体是不存在的。不过有的形 变较明显，可以直接看见;有些形变极其微小，只有通过仪器及实验手段才能明显显示出来。2 .弹性形变：有些物体在力的作用下发生形变，当力撤去后，能够恢复原状的形变叫弹性形变 （elastic de7x）rmation）,

3、如弹簧、橡皮筋等。课本上所说的形变都属于弹性形变。也有些 物体在力的作用下发生形变，当力撤去后，不能恢复原状的形变叫非弹性形变（塑性形变）， 如橡皮泥用手一提不会恢复原状，这类形变在中学阶段不研究。3 .弹性限度：形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能恢复原来的形 状。这个限度叫弹性限度（elastic limit）,不同物体的弹性限度不同，发生弹性形变，物 体的形变程度必在弹性限度以内。在弹性限度内，撤去力的作用物体恢复原状的性质，是物 体自身固有的属性。检查一下以下说法正确的选项是（）A.物体在外力作用后的形变叫弹性形变8 .物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫弹性形变C

4、.物体形状的改变叫弹性形变D. 一根铁丝折弯后的形变叫弹性形变答案：Bo教师活动：教师演示，学生观察，启发学生思考，分析弹力的方向。学生活动：学生观察分析，归纳出弹力的方向。提高学生分析、判断和归纳的能力。点评：在掌握弹力产生条件的基础上，思考弹簧和绳子产生的弹力方向，提高学生的判 断分析能力。教师活动：教师引导学牛总结归纳弹力的方向。学生活动：学生分析常见的弹力的力向。并进行总结。点评：小结弹力的方向，提高学生的综合能力。二、弹力1 .弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这 个力叫做弹力（elastic R）rce）。弹力产生过程：力一形变一要恢复原状一对接

5、触物体产生 力的作用。2 .弹力产生的条件：（1）相互接触；（2）发生弹性形变。这两个条件缺一不可。相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力，只有两物体在 接触局部产生弹性形变（相互挤压或拉伸）时，两物体间才有弹力产生。当形变不明显难以直接判断时，可用“假设法”判断。形变和产生弹力在时间上不会有 先后。检查一下关于弹力，以下说法中正确的选项是（）A.相互接触的物体间一定有弹力B.发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用C.先有弹性形变，后有弹力D.不接触的物体之间不可能发生弹力作用答案：Do3 .弹力的方向：（1）支撑面的弹力一般情况下，但凡支持物对物体的支持力，都

6、是支持物因发生形变而对物体产生弹力。 所以支持力的方向总是垂直丁支持面而指向被支持的物体。压力是被支持物因发生形变而对 物体产生的弹力；压力的方向总是垂直于支持面指向被压的物体。压力和支持力都是弹力。书桌面检查一下分析放在水平桌面上的书的受力情况。图 3.2-1分析：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，书要 恢复原状，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力这就是书对桌面的压力； 桌面要面恢复原状，对书产生垂直于书面向上的弹力内，这就是桌面对书的 支持力。如图3. 2-1所示。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受力物体（被压的 物体），支持力的方向总是垂直于

7、支持面而指向受力物体（被支持的物体）。（2）绳的弹力一般情况下，但凡一根线（或绳）对物体的拉力，都是这根线（或绳）因为发生形变而 对物体产生的弹力；拉力的方向总是沿着绳并指向绳收缩的方向。拉力也是弹力。如图3.2- 2所示。检查一下图 3.2-2分析悬绳对静止重物的拉力及方向。分析：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,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内，这就是绳对物体的拉力。结论：绳的拉力是绳对所拉物体的弹力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。同一线、 绳上各点的拉力大小相等，方向沿各

8、点的切线方向。滑轮的作用仅仅是改变了线力的方向， 不改变力的大小。（3）轻杆的弹力：轻杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。轻杆的弹力方向可 至能任意，只要满足受力平衡条件即可。会、，检查一下如下图，均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力。N窗;？分析：轻绳（线）的弹力方向沿绳（线）收伸缩方向；面面接触（或点面接触）物体间的弹力垂直于切面并指向受力物体。（杆一定还受向右的摩擦力）如图3.2-3所示。4 .弹力方向的判断：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反，即与受力物体的形变 方向相反，与施力物体的形变方向相同。（1）弹力方向判断的几种情况分类：面面接触：弹力方向垂直于接触面

9、。点面接触：弹力方向垂直于接触面。点点接触：弹力方向垂直于过接触点的切面。绳子拉力的方向：沿着绳并指向绳收缩的方向。弹力的方向总跟接触的面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接 触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个共切面指向被支持物。（2）弹力方向的判断步骤：确定产生弹力的物体，找出使物体发生形变/、的外力方向，确定该物体产生弹力的方向。（0 2检查-下弋唯一如图3. 2-4所示。所示，光滑但质量分布不均的小球的球心在0,重心在P,静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。1分析：注意弹力必须指向承心而不是指向型0,尸和。必在同一竖直线上。5.弹力的作用点：在接触处。教师活

10、动：指导学生进行实验研究，从感性认识出发，上升到理性认识。学生活动：学生实验探究，讨论交流，得出结论。点评：感受弹簧弹力的大小与弹簧形变的关系。教师活动：利用传感器，通过计算机实时测量，处理试验数据，分析买验结果。学生活动：学生观察思考，通过计算机演示物理量之间的关系。点评：实验研究一一胡克定律，使学生了解科学的研究问题的方法。教师活动：指导学生如何对数据进行处理（利用图象处理），如何分析图象找出规律。 学生活动：学牛讨论交流，总结现津，得出结论。点评：培养学生进行数据分析、探索和寻找数据之间的关系，发现物理规律的能力。 教师活动：指导学生做尸x图象，利用数学知识确定和x的关系，找出物理规律。

11、学生活动：学生利用用实验数据做图象，进一步体验用图象处理数据的方法。点评：掌握用图象处理实验数据的方法。三、胡克定律1 .弹力的大小弹力是由于物体发生形变而产生的，所以在弹性限度内， 弹力的大小与弹性形变的程度有关。形变越大，弹力也越大, 形变消失，弹力就随着消失。对一般物体，定量关系比拟复杂, 在高中阶段，我们不再作深入研究。2 .弹簧的弹力与弹簧的形变量的关系一一胡克定律 （Hooke law）：（1）内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小7和弹簧的 形变量x成正比，即后履。其中是弹簧的拉伸或压缩的形变量（长度改变量），而 不是弹簧的长度。户IL-Zd，L。为弹簧原长（自然长度），L为 弹簧形

12、变后的长度。如图3.2-5所示。A称为弹簧的劲度系数（coe所cient oF sti/Tness）, 单位是N/m,它由弹簧自身的性质决定，与弹力的大小和弹簧的形变量无关。同一弹簧的劲 度系数为一定值，不同弹簧的劲度系数一般不同，它与制作弹簧的材料有关，与弹簧的匝数等因素有关。的意义为：表示使弹簧伸长（或压缩）1m所需要的拉 力（或压力）。如A-500N/m,表示要弹簧伸长（或压缩）1m需要用500N 的拉力（或压力）。（2）条件：弹簧在弹性限度内受到外力作用发生的形变。（3）图象：用描点作图法求得尸一式图象。如图3.2-6所示。详 细说明见学生实验：探索弹力和弹簧伸长的关系。 检查一下 1

13、. 一根弹簧原长乙=10cm,假设在它下面挂重G=4N的物体时， 弹簧长/产12cm,那么在它下面挂G=3N的物体时，弹簧长为多少？答案：11. 5cm。2.某弹簧，受到拉力为10N时，弹簧长度为35cm；受到拉力为20N时，弹簧长度为 40cm。求该弹簧的倔强系数和原长解答：拉力为10N时,有10= A （0.35-Zo）拉力为 20N 时,有 20= k （0. 40-Zo）故解得：A=200N/m, Zo=0. 30m1 课堂总结、点评判断弹力的方向及计算弹力的大小是这节课学习的重点。只有掌握了弹力方向的判断方 法，确定了弹力的方向，才能为今后的受力分析打下良好的基础。弹力大小的计算在今

14、后也 将有许多实际的应用，方法有多种，主要有：利用平衡条件及动力学规律，利用公式F=kx 来计算。 双边活动（析拨辨） 1.在轻绳下吊一个小铁球，那么球对绳的拉力是绳子形变产生的吗？【思路剖析】物体的形变方向与这个形变产生的弹力方向相同；物体的形变方向与引起 这个形变的外力方向相反。即：引起这个形变的弹力方向 形变方向反向关系这个 形变产生的弹力方向。【标准答案】不是；而是铁球形变产生的.【方法规律】注意弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是使它发生形变的物体。 弹力是由于施力物体发生弹性形变，要恢复原状，对使它发, 生形变的物体一个力的作用，方向与施力物体的形变方向相/ 反。/训练：光滑

15、平面，球压缩弹簧的过程中，弹簧对球的力 使球减速，此力是弹簧发生形变而产生的，如图3. 2-7所示。 判断:图 3.2-7(1)(2)(3)弹力的方向总与这个弹力的施力物体的弹性形变方向相反。（） 弹力的方向总与这个弹力的受力物体的弹性形变方向相同。（） 相互作用的两个弹力因其方向相反，故彼此产生形变方向也相反。（）【解答】以上三个全部正确。例2.如图3.2-8甲所示，一球体静止于一水平面与一侧壁之 间，不计任何摩擦，判断侧壁对球体有无弹力。【思路剖析】假设水平面和侧壁对球体均产生弹力，分别为、 R,对球体受力分析如图3. 2-8乙所示。由图可知，K的存在显然 不能使物体处于静止状态，与题设条

16、件（球体静止）相矛盾，故侧 壁对球体无弹力。【标准答案】球体只受重力和水平面的弹力（支持力）。【方法规律】弹力产生在物体相互接触处，有无弹力除看是否接触,还要看是否形变。假设将约束物去掉，看受力物体是否形变或运动状态的变化.此题中撤掉约束侧壁，球既不形 变也无状态改变，故球只受一个弹力作用。假设是假设侧壁对球体无弹力，那么球体只受重力和水平面的弹力（支持力），球体能够保 持静止，满足题意，故假设成立。训练：用“假设法”判定弹力是否存在。接触面均光滑，小球处于静止状态，如图3. 2-9所示。【解答】两球之间无挤压，故没有弹力作用。例3.如图3.2T0甲所示，大弹簧比小弹簧长0.2m,当压缩此组合

17、弹簧（弹簧组）时，测得尸一”图象如图3. 2-10 乙所示，求两个弹簧的劲度系数人和上。【思路剖析】根据坐标点来列方程即：2= % X 0. 25= 4X0. 3+儿义0. 1解得：Ai=10N/m, A2=20N/mo【标准答案】A=l（）N/m,4=20N/m。【方法规律】关键是深刻理解：“在弹性 限度范围内，弹簧的形变量与所受外力成正 比”。训练：某弹簧秤，不挂重物时，示数为2N；图 3.2-10挂100N重:物时，示数为92N （仍在弹性限度范围之内），那么当示数为20N时，所挂物体的实际重力为多少？【解答】据胡克定律有：告_ =旦,即92-2 20-2;解得：x = 2（XN）o疑难

18、辨析1 .弹力有无的判断方法“假设法”相互接触的物体，当相互挤压或拉伸产生形变时，那么在接触处产生弹力，假设仅是接触, 而不互相挤压或拉伸，没有发生形变，那么无弹力产生。然而，如何判断接触的物体是否发生图 3.2-11图 3.2-11了形变从而判断它们间是否有弹力呢？相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹 力，只有两物体在接触处产生弹性形变时，两物体间才能有弹力产生。当 形变不明显难以直接判断时，可用“假设法”判定。所谓“假设法”，就 是假设与研究对象接触的物体施加了弹力（或者没施加弹力）。画出假设状 态卜.受力图，判断受力情况与原有状态是否矛盾，假设矛盾，说明假设不正

19、确，那么两者间无弹力（或者有弹力）；假设不矛盾，说明假设正确。在如图3. 2-11所示的情况中，假设AC面和AB面对球都有弹力，这两个 弹力方向分别垂直于AC和AB面，那么球所受的力如下图，由于AB面对球的弹力小，使球 不能静止在原来位置，与球处于静止状态的实际情况不相符，故AB面对球的弹力反不存 在。其本质是电磁 从逻辑上来“物体相互接提问：如图3. 2-12所示，泡沫塑料发生形变，对木块有弹力作用，它 对泡沫塑料是否有弹力作用呢？木块是否发生形变？木块也发生了形变，只是很微小，我们用肉眼观察不到，所以木块对 泡沫塑料也有弹力作用。2 .弹力和形变的问题弹力产生在直接接触而产生形变的物体之间

20、，意即弹力是种接触力, 相互作用。它产生的条件是“物体（实体）相互接触并产生形变”。试问, 说，“物体相互接触并发生形变”是物体产生弹力的什么条件？我们认为, 触并发生形变”只是物体产生弹力的充分条件，不是必要条件。原因是：即使物体不直接图 3.2-13图 3.2-13接触，有时也能形变而产生弹力。如图3. 2T3所示，弹簧与 条形磁铁虽然不直接接触，但弹簧由于受到磁力作用仍发生形 变，从而产生了相应的弹力。事实上，我们完全可以把物体产生弹力的条件放宽到仅是 “物体本身发生形变”。因为物体发生形变时一定产生弹力， 又物体产生弹力时，本身一定发生形变。所以，“形变”是物 体产生弹力的充分必要条件

21、。不过话还得说回来，上述所论“形变”只限于弹性形变，如 果泛指形变，那么“形变”只是物体产生弹力的必要条件，而不是充分条件。原因是：弹性 形变不一定产生弹力。如弹性形变的恢复阶段所出现的永久变形（弹性失效）状态，物体 就不产生弹力。另外，顺便再提及一点，即物体受力也不一定就形变。如自由下落的物 体，组成物体的每一局部虽然都受到重力作用，但物体无形变发生，此时重力只产生外效 应。可见，对物体形变而言，“受力”同样只是一个必要条件，而不是充分条件。随堂演练1.当一个物体静止在水平面上时，那么（）A.物体对桌面的压力就是该物体的重力B.物体对桌面的压力使该物体发生.形变C.桌面形变产生对物体的支持力

22、1 ）.以上说法都不正确答案：Co2 .课本静止在水平桌面上，以下说法正确的选项是（）A.课本放在桌面上所受到向上的弹力，是由于桌面发生微小形变而产生的B.课本放在桌面上所受到向上的弹力，是由于课本发生微小形变而产生的C.课本对桌面的压力就是课本的重力D.如果对课本作用一个竖直向下的压力，那么桌面对课本的支持力增大 答案：ADo3.以下关于弹力的说法中，正确的选项是（）A.通常所说的压力、支持力、和拉力都是弹力B.压力和支持力的方向总是垂直于接触面C.轻杆一端所受弹力的作用线一定与轻杆重合I）.轻绳一端所受弹力的作用线一定与轻绳重合 答案：ABDo4 .以下说法正确的选项是（）A.木块放在桌面

23、上受到向上的支持力，这是木块发生微小形变而产生的B.用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的推力，这是由于木头发生形变而产 生的C.绳对物体的拉力方向总是竖直向上D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是由于电线发生微小形变而产生的 答案:Do5 .物体甲和乙之间有弹力的作用，那么（） A.物体甲和乙必定直接接触，且都发生形变 B.物体甲和乙不一定直接接触，但必定都发生形变 C.物体甲和乙必定直接接触，但不一定都发生形变 D.物体中和乙不一定直接接触；也不一定都发生形变 答案：Ao6 .如图3. 2T4所示，物体A的重力为10N,外力为少竖直向上，大小为 3N,那么地面对物体的支持力的大小是（

24、）A. ONB. 7NC. IOND. 3N图 3.2-14答案：B。7 .如图3.2T5所示，A、B是两个相同的轻弹簧，原长Zo=10cm,劲度系数依500N/m, 如果图中悬挂的两个物体质量均为尸1kg,那么两个弹簧的总长度为（）A. 22cmB. 24cmC. 26cmD. 28cm答案：CoB. A=G/72C. k=6/ (7,+72)D. k=2G/ (lx-h)答案:D.课余作业课后完成课本59页”问题与练习”中的习题。教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养 学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生 素质的培养就成了镜中花，水中月。板书设计：一、形变物体形状或体积的改变叫做形变(deRrmation)。1 .形变方式有形状及体积的改变两个方面2 .弹性形变：有些物体在力的作用下发生形变，当力撤去后，能够恢复原状的形变叫弹性形变二、弹力弹力方向的判断：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反，即与受力物体的形变 方向相反，与施力物体的形变方向相同。弹力方向判断的几种情况分类：面面接触：弹力方向垂直于接触面。点面接触：弹力方向垂直于接触面。点点接触：弹力方向垂直于过接触点的切面。绳子拉力的方向：沿着绳并指向绳收缩的方向。