2018高中物理32彈力教案新人教版必修1201808271168

1、3.2 彈力教 學(xué) 目 標(biāo)知識與技能 1知道彈力產(chǎn)生的條件 2知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力，能在力的示意圖中畫出它們的方向 3知道形變越大彈力越大，知道彈簧的彈力跟彈簧的形變量成正比，即胡克定律會用胡克定律解決有關(guān)問題過程與方法 1通過在實際問題中確定彈力方向的能力 2自己動手進(jìn)行設(shè)計實驗和操作實驗的能力 3知道實驗數(shù)據(jù)處理常用的方法，嘗試使用圖象法處理數(shù)據(jù)情感態(tài)度與價值觀 1真實準(zhǔn)確地記錄實驗數(shù)據(jù)，體會科學(xué)的精神和態(tài)度在科學(xué)探究過程的重要作用在體驗用簡單的工具和方法探究物理規(guī)律的過程中，感受學(xué)習(xí)物理的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生善于把物理學(xué)習(xí)與生活實踐結(jié)合起來的習(xí)慣 2從任何物體都能發(fā)生形變?nèi)耸?，?/p>

2、養(yǎng)學(xué)生實事求是的世界觀認(rèn)識事物本來面目，不被表面現(xiàn)象所迷惑教學(xué)重點、難點教學(xué)重點 1彈力有無的判斷和彈力方向的判斷 2彈力大小的計算 3實驗設(shè)計與操作 教學(xué)難點 彈力有無的判斷及彈力方向的判斷教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí)教 學(xué) 手 段教具準(zhǔn)備 刻度尺、鋼鋸條、彈簧、泡沫塑料塊、銅片、面團(tuán)、白紙，墨水瓶(灌滿紅墨水)、通過橡皮塞插有細(xì)玻璃管的橢圓形玻璃瓶、激光光源、平面鏡及支架(兩套)、物理小車、橡皮筋、小螺旋槳、小球、演示胡克定律用的帶刻度的木板、彈簧、鉤碼等等教 學(xué) 活 動新課導(dǎo)入 每小組分發(fā)一根細(xì)鐵絲，讓同學(xué)們自己動手繞制一個小彈簧(可以讓學(xué)生在家先做好)讓學(xué)生拿起自己繞制的小彈

3、簧，輕輕地拉一拉或壓一壓 師：在彈簧被拉伸的同時，有沒有感覺到你的手受到一個力的作用? 生：有師：那么，這又是個什么力呢?它是怎樣產(chǎn)生的，它的大小、方向各如何?帶著這些問題我們一起來探究有關(guān)彈力的有關(guān)知識新課教學(xué) 一、彈性形變和彈力 實驗演示 演示實驗1：鋼鋸條在手的作用下彎曲 演示實驗2：彈簧被拉長或壓短 演示實驗3：泡沫塑料塊受力而被壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn) 演示實驗4：銅片被彎成直角狀、 演示實驗5：面團(tuán)在重力作用下下墜，形狀變化 演示實驗6：紙張被手揉皺 學(xué)生觀察思考什么是形變 師：上面的幾個實驗非常容易做，大家可以在課下做這幾個實驗，同時也可以根據(jù)自己的思路設(shè)計出更好的實驗。這幾個實驗共同的

4、特征是什么? 生1：它們的形狀都發(fā)生了變化 生2：它們的體積有的發(fā)生了變化 師：物體形狀或體積的變化叫做形變物體的形變分為幾種類型呢?請舉例說明 生1：根據(jù)物體形變的程度，有一種形變是由于物體被彎曲造成的，比如說彎曲的直尺，彎曲的竹竿等等 生2：有的形變可能是由于物體被拉長而引起的，比如說拉長的橡皮筋、被拉長的彈簧等等 生3：彈簧還可以由于被壓縮而產(chǎn)生形變，我們可以把這種形變叫做壓縮形變，同樣的例子還有被壓縮的面包、海綿等等 生4：繩子被扭轉(zhuǎn)后也會發(fā)生形變，我們可以稱之為扭轉(zhuǎn)形變，被扭轉(zhuǎn)的金屬也有這樣的特征 師：(鼓勵)剛才同學(xué)們總結(jié)得非常好，我們可以根據(jù)形變的不同狀況把形變分為彎曲形變、拉伸

5、或壓縮形變以及扭轉(zhuǎn)形變剛才舉的那些例子都很容易觀察到，如果一本書放在桌面上，書和桌面發(fā)生形變了沒有? 生1：沒有 生2：可能發(fā)生了形變，但是由于形變量太小，所以肉眼觀察不出來 師：我們來看這樣幾個實驗 (實驗參考，如圖321所示，用手壓扁平瓶子的不同部位，細(xì)管中的液面上升或下降，通過觀察液面的升降可以判斷瓶子發(fā)生形變；在一個大桌上放兩個平面鏡，用小型激光源發(fā)射激光照射平面鏡M，用力壓桌面，讓一束光依次被兩面鏡子反射，通過反光鏡的放大原理可以使墻上的光點移動很大的距離(演示實驗)師：通過上面的實驗，我們觀察到什么樣的實驗現(xiàn)象? 生：通過觀察，我們發(fā)現(xiàn)原來不容易觀察的瓶子和桌面也發(fā)生了形變 師：我

6、們用了什么樣的方法? 生：微觀放大的方法 師：可以得出什么樣的結(jié)論? 生：一切物體都可以發(fā)生形變 師：形變分為很多種類，有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫做彈性形變發(fā)生彈性形變的物體是不是在所有的情況下都可以恢復(fù)原狀呢? 實驗演示橡皮筋在較大的力的作用下的斷裂 師：通過剛才的觀察說明什么情況呢? 生：發(fā)生彈性形變的物體要想恢復(fù)原狀是有條件的，不能超過一定的限度超過一定限度，即使撤去力的作用，也不會恢復(fù)原狀 師：(微笑鼓勵)剛才這位同學(xué)分析得非常好，這種限度叫做彈性限度任何發(fā)生彈性形變的物體都有彈性限度，這也是為什么彈簧秤不能稱量質(zhì)量過大物體的原因，如果質(zhì)量過大，會損壞彈簧秤 師：當(dāng)發(fā)生彈

7、性形變的物體要恢復(fù)原狀就會對與它接觸的物體有什么作用? 生：將會對與它接觸阻礙它恢復(fù)原狀的物體有力的作用 師：我們把這種發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力下面通過觀察幾個演示實驗，大家來總結(jié)一下彈力產(chǎn)生的條件 實驗方案參考 1彎曲的鋸條將小球彈出 2壓縮彈簧將與之相毗鄰的小車推出 3伸長著的橡皮筋將與之相連的小車?yán)^來 學(xué)生討論回答 生：通過觀察以上的幾個實驗，可以知道彈力產(chǎn)生的條件有兩個：接觸并且發(fā)生形變 師：力是一個矢量，彈力當(dāng)然也是矢量，那么通過以上的實驗，大家總結(jié)一下彈力的方向。 生：彈力方向總是指向施力物體形變恢復(fù)的方向 課堂訓(xùn)練 關(guān)于彈力

8、的產(chǎn)生，下列說法中正確的是( ) A.只要兩物體相接觸就一定產(chǎn)生彈力 B.只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力 C只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生 D.只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力作用 答案：D 解析：此題根據(jù)彈力的產(chǎn)生條件，接觸和彈性形變?nèi)币徊豢葾、C都只有彈力產(chǎn)生條件的一個方面，而B只說“有相互吸引”，只能證明有力存在，不是彈力，故選項D正確 二、幾種彈力 師：讓我們通過幾種常見的彈力進(jìn)一步來研究彈力問題 實驗演示課本放在桌面上，繩子懸掛物體 師：當(dāng)把課本放在桌面上，根據(jù)我們以前所學(xué)的知識，課本和桌面之間的相互作用力是什么呢? 生：是課本對桌面的壓力和桌面對課本的支持力

9、師：它們是不是彈力?為什么? 生：它們是彈力，因為它們符合彈力產(chǎn)生的條件，接觸并且發(fā)生形變 師：壓力和支持力的方向是怎樣的呢? 生：壓力的方向是垂直于支持面并且指向被壓的物體，支持力的方向是垂直于支持面指向被支持的物體 師：剛才我們演示了繩子拉物體的情形，繩子的拉力是不是彈力呢?它的方向又是如何規(guī)定的呢? 生：繩子的拉力也是彈力，它的方向沿著繩指向繩收縮的方向 師：好的，下面我們通過具體的例子判斷一下彈力的有無和方向 多媒體投影例題 (參考例題) 試分析圖322中光滑小球受到的彈力的情況(小球放在水平面上靜止)，并畫出小球受到的重力和彈力(示意圖) 師：在這個例子中，傾斜的墻面對小球有沒有彈力

10、的作用呢? 生l：墻和小球之間好像應(yīng)該有彈力 生2：不好判斷，因為二者雖然接觸但是它們的形變情況從圖中觀察不出來 生3：產(chǎn)生彈力的必要條件是接觸，充分條件是擠壓產(chǎn)生形變在上圖中與小球相接觸的有兩點A和B，因此小球所受到的彈力只能來自這兩點，但是有接觸并不一定就產(chǎn)生彈力，必須要擠壓才產(chǎn)生形變對月點來說，小球一定與水平面擠壓，因為假設(shè)沒有水平面，小球在重力作用下一定掉下來，因此B點有彈力且方向垂直于B點的切面指向圓心；對于A點來說，假設(shè)受到側(cè)壁的彈力F，則F將會使小球向右運動，這與題目(小球靜止)相矛盾，所以側(cè)壁對小球沒有彈力，小球受力情況如圖所示，兩力大小相等、方向相反 師：剛才那位同學(xué)分析得非

11、常好，這種方法我們以后經(jīng)常用來判斷力的有無，這種方法叫做假設(shè)法，就是假設(shè)這個力存在，看在這個力存在時作用效果是否與物體實際的運動狀態(tài)相符合，如果確實符合，說明這個力確實存在，如果不相符合，可以判定這個力不存在 課堂訓(xùn)I練 1請在圖323中畫出桿及球所受的彈力 (1)桿靠在墻上 (2)桿放在半球形的槽中 (3)球用細(xì)線懸掛在豎直墻上 (4)球放在兩個等高的支座上 解析：(1)A圖中桿在重力的作用下，對A、B兩處都產(chǎn)生擠壓的作用，故A、B兩點處對桿有彈力，彈力的方向與接觸點的平面垂直，如圖324所示 (2)B圖中桿對C、D兩處有擠壓作用，因C處是曲面D處為支承點，所以，C處的彈力垂直其切面指向球心

12、，D處的彈力垂直于桿斜向上如圖所示 (3)C圖中球擠壓墻面且拉緊繩子，所以墻對球的彈力與墻垂直，繩子對球的彈力沿繩斜向上如圖所示 (4)D圖中球與兩點接觸并且擠壓，球受的彈力F1、F2垂直于接觸點的切面(虛線是切面)，沿著半徑方向指向球心如圖所示 2在圖325中，A、B兩小球相互間一定有彈力作用的圖是( ) 答案；B 解析：我們可以用假設(shè)的方法來判斷A、月之間是否有彈力如果把其中的一個物體撤去，看另外一個物體運動狀態(tài)是否發(fā)生變化，只有B選項中當(dāng)其中一個物體去掉后另外一個物體將會運動 三、胡克定律 師：下面我們大家設(shè)計一個實驗，實驗的目的是尋找與彈簧的彈力有關(guān)的因素 學(xué)生設(shè)計實驗，然后分組實驗

13、參考實驗案例 如圖326所示，用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，系統(tǒng)靜止時，彈簧的彈力等于所懸掛鉤碼的總重；彈簧的長度及伸長量可由刻度尺測出 注意事項 (1)本實驗要求定量測量，因此要盡可能減小實驗誤差標(biāo)尺要豎直且緊靠指針以減小讀數(shù)帶來的誤差，每次改變懸掛鉤碼個數(shù)后，要待系統(tǒng)穩(wěn)定后再讀數(shù) (2)實驗中所提供的米尺精確度為1 mm，應(yīng)估讀一位 (3)彈簧組的說明書已說明每個彈簧的彈性限度，注意不要超過它的彈性限度使用 建議做法： (1)選擇器材： 從彈簧組中選擇一只彈簧(注意它的彈性限度)懸掛在鐵架臺的橫桿上；實驗桌上有200g、50g的鉤碼各一盒，選擇50g鉤碼來做這一實驗(想一想，為什么?)(

14、參考答50kg的鉤碼質(zhì)量比較小，容易調(diào)節(jié)，另外增加一個不會損壞彈簧) (2)首先將實驗裝置調(diào)整妥當(dāng)(如整個裝置是否豎直平穩(wěn)，標(biāo)尺與彈簧的距離是否合適，標(biāo)尺面與彈簧上的指針是否在同一平面內(nèi)，是否便于讀數(shù)等) (3)讀出彈簧自然下垂時指針?biāo)缚潭?(4)懸掛50g鉤碼一個，待穩(wěn)定后，讀出彈簧上指針?biāo)缚潭炔⒂嬎愠鰪椈傻纳扉L量記入表格 (5)逐個增加鉤碼，重復(fù)第4步，至少做5組數(shù)據(jù) 初態(tài)指針對應(yīng)刻度(cm) 彈簧彈力(N) 指針?biāo)缚潭?cm) 彈簧伸長量(cm)(6)圖象法處理數(shù)據(jù)：在下面的坐標(biāo)紙上，以彈簧彈力為縱軸，彈簧伸長量為橫軸建立坐標(biāo)系，如圖32?所示描出5個特殊點，以尋找彈簧彈力和彈簧伸

15、長量之間的關(guān)系 拓展一步：常用的實驗數(shù)據(jù)的處理方法有：計算法(求比值、求積、求和、求差等)和圖象法兩種兩者比較，圖象法處理數(shù)據(jù)更為直觀、更容易得出物理變化規(guī)律，且該種方法處理數(shù)據(jù)能更好地減小實驗的偶然誤差 師：通過以上的實驗，我們可以得出怎樣的結(jié)論? 生：通過分析實驗中的實驗數(shù)據(jù)，我們可以得到彈簧彈力的大小與彈簧的形變量成正比 師：用一個公式來表示這種關(guān)系 生：FKX其中F是彈簧受到的彈力大小，X是彈簧的形變量，既可以是彈簧的伸長量，又可以是彈簧的壓縮量 師：這個公式實際上是一個定律，叫做胡克定律，是英國科學(xué)家胡克首先發(fā)現(xiàn)的，其中式子中的A是彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛每米，符號是Nm生活中常說有

16、的彈簧“硬”，有的彈簧“軟”指的就是它們的勁度系數(shù)不同彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細(xì)、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長度等量有關(guān)，這個量反映了彈簧的特性 課堂訓(xùn)練 如圖328所示，為一輕質(zhì)彈簧的長度和彈力大小的關(guān)系根 據(jù)圖象判斷，正確的結(jié)論是 ( ) A彈簧的勁度系數(shù)為1 Nm B彈簧的勁度系數(shù)為100 Nm C彈簧的原長為6 cm D彈簧伸長02 m時，彈力的大小為4 N 解析：彈簧處于原長時，彈簧的彈力應(yīng)為o，由此可知彈簧原長為6cm.由圖象可知：當(dāng)拉長2 cm時，彈力為2 N，可得勁度系數(shù)為100 Nm，因此答案為BC小結(jié) 在彈力的教學(xué)過程中，有這樣幾個難點需要突破，一是任何相接觸的物體間都可能有彈力，彈力的產(chǎn)生條件是接觸并且有形變，但是有些物體的形變量很小，不容易觀察到，就會使學(xué)生產(chǎn)生這樣的疑問：這種情況下彈力到底有沒有?例如物體放在桌面上，壓力和支持力不能通過形變來進(jìn)行判斷，解決這個問題的方法是微小形變的演示，通過演示，使學(xué)生確信任何兩個接觸的物體間都可以有彈力另外一個難點是彈力有無的判斷，解決這個問題可以用假設(shè)判斷的方法，不僅讓學(xué)生知道判斷的方法，更應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會這些方法的遷移，例如假設(shè)的判斷方法，也可以用到摩擦力有無的判斷中去一般彈力大小的判斷要根據(jù)物體的實際情況判斷，而彈簧彈力的判斷可以根據(jù)胡克定律進(jìn)行判斷，讓學(xué)生通過實驗“發(fā)現(xiàn)”胡克定律，在發(fā)現(xiàn)中鍛煉究物理規(guī)律的