深圳昊创培训中心高一学科教学模板任课教师王老师授课时间2012--7 学员姓名教学目标:掌握形变、弹性和弹性性度、力的性质教学内容:形变、弹性和弹性性度、力的性质教学重点:研究形变和弹力的关系教学难点:弹力有无的判断及弹力方向的判断教学过程:通过综合讲述、举例、讨论法让学生掌握课堂重点知识第一部分:上次课知识点回顾以及后作业评讲第二部分:课堂讲解:一、弹力.实验设计与操作.教学方法探究、讲授、讨论、练习教学手段教具准备弹簧、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.教学活动[新课导入]观看伊辛巴耶娃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.发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢?给出形变的分类——弹性形变、范性形变弹性形变 :外力在撤去后能够恢复原状范性形变:外力在撤去后不能够恢复原状师:刚刚我举的例子中哪个属于范性形变?生:粉笔用力后被折断二、弹力师:之前我们观察了伊辛巴耶娃撑杆跳视频,大家想想如果没有那根撑杆,她能跳5米06那么高吗?不能,那撑杆对它一定有了一个力的作用。
这个力我们就叫它弹力。
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发生弹性形变确定弹力的方向实例1:给出吊灯图片,做出分析。
以灯为研究受力对象,链子吊住吊灯,链子发生形变。
链子被拉长,就要企图恢复形变。
这里施力物体----链子,受力物体----灯。
这时候链子对灯的拉力的方向是——竖直向上,指向链子收缩的方向。
实例2:播放小朋友跳蹦蹦床的图片,分析蹦床凹下去时它想要恢复形变,弹力的方向----竖直向上指向受力物体人。
做出总结:弹力方向——施力物体形变恢复的方向;与施力物体形变方向相反;施力物体指向受力物体[课堂训练]关于弹力的产生,下列说法中正确的是……………………………( )A.只要两物体相接触就一定产生弹力B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力指向链子收缩的方向C只要物体发生形变就一定有弹力产生D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用答案:D解析:此题根据弹力的产生条件,接触和弹性形变缺一不可.A、C都只有弹力产生条件的一个方面,而B只说“有相互吸引”,只能证明有力存在,不是弹力,故选项D正确.几种弹力:压力、支持力和拉力通过几种常见的弹力进一步来研究弹力问题.列表分析压力、支持力和拉力它们的施力物体、受力物体、力由谁的形变产生、和力的方向这几个问题。
进一步得出:弹力总是指向施力物体形变恢复的方向判断有无弹力:例1:如图所示,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。
F1分析:方法1:①假设水平面和侧壁对球体均产生弹力,分别为F1、F2,对球体受力分析如图所示。
由图可知,F2的存在显然不能使还应体处于静止状态,与题设条件(球体静止)相矛盾,故侧壁对球体无弹力。
或②假设侧壁对球体无弹力,则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。
假设法——就是假设这个力存在,看在这个力存在时作用效果是否与物体实际的运动状态相符合,如果符合,说明这个力确实存在,否则这个力不存在.F2压力支持力拉力物块桌面桌面物块绳子物块物块桌面绳子方法2:条件法——撤去斜面,球能保持静止,则斜面对球无弹力。
[练习]:判断图2中物体有无弹力作用。
①②③④四种接触情况下弹力的方向①面面接触:垂直于接触面着绳并指向绳收缩的方向[课堂训练]1.请在图中画出杆及球所受的弹力.甲乙丙丁解析:(1)甲图中杆在重力的作用下,对A、B两处都产生挤压的作用,故A、B两点处对杆有弹力,弹力的方向与接触点的平面垂直(2)乙图中杆对C、D两处有挤压作用,因C处是曲面.D处为支承点,所以,C处的弹力垂直其切面指向球心,D处的弹力垂直于杆斜向上.(3)丙图中绳子拉住小球,两只小球互相挤压,绳子对球的弹力沿绳斜向上.(4)丁图中球与两点接触并且挤压,球受的弹力F1、F2垂直于接触点的切面(虚线是切面),沿着半径方向指向球心.三、胡克定律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1 mm,应估读一位.(3)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.实验过程(1)选择器材:选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上,固定刻度尺的位置。
(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200g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4组数据.(6)图象法处理数据:将数据输入Excel,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系,描出4个特殊点,以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系.得出结论----弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比.师:用一个公式来表示这种关系.生:F=KX.师:这个公式实际上是一个定律,叫做胡克定律,是英国科学家胡克首先发现的,其中式子中的K是弹簧的劲度系数,单位是牛每米,符号是N/m.其中F是弹簧受到的弹力大小,X是弹簧的形变量,既可以是弹簧的伸长量,又可以是弹簧的压缩量。
弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关,这个量反映了弹簧的特性.[课堂延伸]利用胡克定律原理设计制作简易弹簧秤。
(课后有兴趣可以做)材料:弹簧(或橡皮筋)、50克钩码5个、回形针2枚、卡纸片、直尺、水笔[课堂训练]一个弹簧原长8cm,下端悬挂4N的重物,静止时,弹簧的长度为10cm,此弹簧的劲度系数多大?解:由F =k x得4N=K•(0.1-0.08)mK=200 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 =k x第三部分:课后巩固练习夯基达标1.下列关于弹力的说法正确的是()A.只有弹簧才有可能施加弹力B.施加弹力的物体一定有形变C.物体的形变越大(弹性限度内),产生的弹力也越大D.形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大2.关于弹性形变,下列说法正确的是()A.物体形状的改变叫弹性形变B.一根铁丝用力折弯后的形变就是弹性形变C.物体在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫弹性形变D.物体受外力作用后的形变叫弹性形变3.(广东广州模拟)下列关于弹力产生的条件的说法中正确的是()A.只要两个物体接触就一定产生弹力B.只要两个物体相互吸引就一定产生弹力C.只要物体发生形变就一定产生弹力D.只有发生弹性形变的物体才能产生弹力4.一弹簧测力计的量程是10 N,刻度的总长度是5 cm,该弹簧测力计上弹簧的劲度系数是()A.200 N/mB.2 N/mC.50 N/mD.5 000 N/m5.一辆汽车停放在水平地面上,下列说法正确的是…()A.汽车受到向上的弹力,是因为汽车发生了向上的形变B.汽车受到向上的弹力,是因为地面发生了向下的形变C.地面受到向下的弹力,是因为汽车发生了向上的形变D.地面受到向下的弹力,是因为地面发生了向下的形变6.(经典回放)如图3-2-19所示,a、b、c为三个物块,M、N为两个轻弹簧,R为跨过定滑轮的轻绳,系统静止,则下列说法中正确的有()图3-2-19A.弹簧N一定处于伸长状态B.弹簧N可能处于原长状态C.弹簧M一定处于压缩状态D.弹簧M可能处于伸长状态7.如图3-2-20所示,一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5 N,在弹性限度内,当挂上80 N重物时指针正对刻度45 N。
若要指针正对刻度20 N,应悬挂的重物是()图3-2-20A.40 NB.30 NC.20 ND.不知弹簧的劲度系数,无法计算8.竖直悬挂的弹簧下端,挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm;挂重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm,则弹簧原长为______________cm,劲度系数为_____________N/m。
L0)9.如图3-2-21,G A=100 N,G B=40 N,弹簧的劲度系数为500 N/m。
不计绳重和摩擦,求:物体A对支持面的压力和弹簧的伸长量。
图3-2-21综合发展10.如图3-2-22所示,三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c。
支点P、Q在同一水平面上,a球的重心为O a,位于球心,b球和c球的重心O b、O c分别位于球心的正上方和球心的正下方,三球均处于平衡状态。
支点P对a球的弹力为N a,对b 球和c球的弹力分别为N b、N c,则()图3-2-22A.N a=N b=N cB.N b>N a> N cC.N b<N a< N cD.N a>N b= N c11.如图3-2-23所示,两木块质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态。