人教課標實驗版九年級力和機械彈力優(yōu)秀獎

彈力【學(xué)習(xí)目標】1．了解物體的彈性和塑性；2．知道彈力的定義；3．知道彈簧測力計的原理和使用方法；4．培養(yǎng)學(xué)生觀察生活、分析生活中現(xiàn)象、處理問題的能力；5．培養(yǎng)學(xué)生使用測量工具和研究測量工具的嚴謹態(tài)度。

【基礎(chǔ)知識精講】彈簧的應(yīng)用在生活中處處可見：你用的雙色圓珠筆中有一段小彈簧，還有鍛煉身體用的握力計，還有你家彈簧門上也有一段粗彈簧。你想知道它們是根據(jù)什么道理來應(yīng)用的嗎？1．彈性和塑性找一小塊面團和一段彈簧，我們來做個小實驗．首先觀察面團和彈簧的形狀，然后用力壓縮彈簧，松手后，你有什么發(fā)現(xiàn)？對，彈簧在外力撤消后，會恢復(fù)原狀，而面團呢，用力捏過面團后，即使松手后，面團能保持捏過的形狀，不能恢復(fù)原狀。有些物體，像彈簧、橡皮筋等，受力時會發(fā)生形變，不受力時又恢復(fù)到原來的形狀，物體的這種特性叫做彈性，而有些物體，像面團、橡皮泥，變形后不能自動恢復(fù)原來的形狀，物體的這種特性叫做塑性。你能再舉幾個具有彈性或塑性的物體的例子嗎？2．彈力我們在壓尺子、拉彈簧時，會感到它們對手有力的作用。彈簧這種因為形變而產(chǎn)生的反抗外力作用的力叫彈力。外力使彈簧的形變在彈性限度內(nèi)時，產(chǎn)生的彈力是以使彈簧恢復(fù)原狀，當外力作用使彈簧的形變超出彈簧自身的彈性限度時，產(chǎn)生的彈力很小甚至為零．換句話說，使用彈簧時不能超過它的彈性限度，否則會使彈簧損壞．在使用有彈簧的裝置時，我們應(yīng)該特別注意這一點。3．彈簧測力計的結(jié)構(gòu)與使用通過上面的分析，我們知道彈簧有這樣一個性質(zhì)：在彈性限度內(nèi)彈簧受的拉力越大，它的伸長就越長。彈簧測力計就是根據(jù)這個道理制作的。彈簧測力計的結(jié)構(gòu)如圖12—10所示．將彈簧制成螺旋形的，一端固定，另一端做上掛鉤，在彈簧下端分別掛上幾個重量已知的鉤碼，同時在木板上標出彈簧下端所在位置及所用砝碼的重量，這就制成了彈簧測力計。像使用所有的測量工具一樣，使用前，我們應(yīng)該先觀察：彈簧測力計的量程、分度值分別是多大，這樣便于選擇合適的測力計，也便于讀數(shù)．圖12—10中甲測力計的量程為5N，分度值為0．2N．使用前，我們還要注意檢查兩個問題：一是檢查指針是否指在零刻線上，彈簧測力計如果長時間未使用時，由于掛鉤等配件受重力作用，指針可能被拉下，如果不進行調(diào)節(jié)，就會出現(xiàn)使用時讀數(shù)不準確的現(xiàn)象，因此使用前應(yīng)檢查指針的位置是否準確；二是使用前應(yīng)用手指拉住掛鉤來回拉動幾次，防止接觸不好，掛重物后，指針與外殼的摩擦影響測量結(jié)果的讀數(shù)。使用時，要注意保證重物對彈簧測力計的拉力不超過量程，一旦超過量程，彈簧的形變就超出它自身的彈性限度．這樣的損壞，會使彈簧測力計無法再使用，損失是很嚴重的，因此，我們要注意這一點。測量時，彈簧測力計的讀數(shù)也很重要，你能讀出圖12—11中甲、乙兩個測力計的示數(shù)，并將2．5N的指針位置畫在圖12—11丙中的測力計上嗎？4．彈簧在生活中的應(yīng)用彈簧在外力作用下發(fā)生形變，撤去外力后，彈簧就能恢復(fù)原狀，這一點我們稱為彈簧具有復(fù)位功能，很多工具和設(shè)備都是利用彈簧這一性質(zhì)來復(fù)位的。例如，理發(fā)剪的手柄間裝了一個彈簧，其作用是每剪一次頭發(fā)后，一松手就使手柄帶動刀口復(fù)位，為下一次剪發(fā)作準備。許多建筑物大門的合頁上都裝有彈簧，人進出后，門會自動關(guān)閉，這也是利用了彈簧的復(fù)位功能。人們利用這一功能制成了自動傘、自動鉛筆等用品，各種按鈕、按鍵也少不了復(fù)位彈。彈簧形變時，彈簧會產(chǎn)生反抗外力作用的彈力，彈簧與外界物體處于緊密接觸，并且互相擠壓的狀態(tài)。彈簧的這種功能被我們稱為緊壓功能。這一點在生活中的應(yīng)用也很廣泛。你細心觀察各種電器開關(guān)會發(fā)現(xiàn)，開關(guān)的兩個觸頭中，必然有一個觸頭裝有彈簧，保證二觸頭緊密接觸，導(dǎo)通良好。而螺口燈頭的中心金屬片本身就是一個彈簧片，卡口燈頭的兩個金屬柱都裝有彈簧，所有插座的金屬片都有很強的彈性，其功能都是使接觸雙方能緊密接觸，以保證良好導(dǎo)通．如果這些地方接觸不良，就會發(fā)熱，嚴重的還會使這部分的金屬熔化，造成燒壞電器的后果。在釘書機中有一個長螺旋彈簧，如圖12—12所示．它的作用一方面是頂緊釘書釘；另一方面是當最前面的釘被推出后，可以將后面的釘送到最前面以備釘書時推出，這樣，可以自動地將一個個釘推到最前面，直至釘全部用完為止。許多機器自動供料、自動步槍中的子彈自動上膛都靠彈簧的這種功能。除此之外，像夾衣服的夾子，圓珠筆、鋼筆套上的夾片都利用彈簧的緊壓功能。若細心觀察，你還能發(fā)現(xiàn)彈簧在生活中的許多應(yīng)用。真是可以說，我們生活在物理的世界中??！

【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】測液體密度的方法利用現(xiàn)有的物理知識，你能找出幾種測液體密度的方法？我想你會毫不猶豫地說出一種：用天平測液體的質(zhì)量，用量筒測液體的體積，然后用公式ρ＝計算液體的密度．對，這是一種，還有嗎？可以用比重計直接測量．這是第二種。我們還可以將第一種方法改進一下，不用天平了，用彈簧測力計測液體的重力，然后用公式G＝mg的變形式m＝計算出質(zhì)量，再用ρ＝計算密度也可，但這時需要將彈簧測力計改造一下，因為其掛鉤不能掛液體稱重，所以我們將掛鉤上掛一個燒杯，用來裝液體。這樣，就要先測出燒杯的重力，便于以后的計算．這樣好像太繁瑣，能不能將彈簧測力計改造一下，讓它直接就能讀出液體的質(zhì)量？你想到辦法了嗎？沒有的話，我來告訴你：先將燒杯掛在彈簧秤上，以這時指針的位置作為起始的零刻線，如圖12—13．然后根據(jù)原刻度，依次將新刻度標記在外殼上，然后根據(jù)m＝將每一刻度換算成質(zhì)量數(shù)，標記下來，這樣稱量時，我們就可以直接讀出液體的質(zhì)量了，再去測液體的體積，用ρ＝就求出液體的密度來了。上述也算是一種測液體密度的方法，但我還是嫌它麻煩，既然能改造測量工具，干脆把它改成直接讀密度值的不就解決了嗎？這個提議不錯，你會改造嗎？你想：把掛鉤下的燒杯換成量筒不行嗎？這樣將物體放入量筒中時，可先用排水法求其體積V，然后再讀其重力G，用m＝求質(zhì)量，再用ρ＝，求密度即可。

【拓展訓(xùn)練】生活離不開彈簧在我們的日常生活中，彈簧到處都在為我們服務(wù)。彈簧有大有小，形狀各異．做力學(xué)實驗的彈簧秤，其彈簧是螺旋形的。螺旋形彈簧有長有短，有粗有細，開關(guān)門用的彈簧就比彈簧秤的粗且長，列車車廂下部的螺旋彈簧就更粗，在我們的抽屜鎖中，彈簧又短又細，約幾毫米長，可是它也有好幾圈，有一種緊固螺絲螺母用的彈簧墊圈，只有一圈，幾乎安裝所有螺絲螺母時都離不開它。螺旋形彈簧在拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)時都要產(chǎn)生反抗外力作用的彈力，而且在彈性限度內(nèi)形變越大，彈力也越大，一旦外力消失，形變也消失，彈簧恢復(fù)原狀。有的彈簧用金屬片或金屬板制成。在口琴、手風琴中有銅制的發(fā)聲彈簧片，在許多電器開關(guān)中也有銅制的簧片，在載重汽車車廂下方有鋼板制的板簧。這些片形成板形彈簧在彎曲時也產(chǎn)生恢復(fù)原來形狀的傾向，形變越大，這種傾向越強。有的彈簧像老式蚊香那樣盤繞，例如，實驗室的電子測量儀表（電流表、電壓表等）內(nèi)，機械鐘表中都安裝了這種彈簧。這種彈簧在被扭轉(zhuǎn)時也會產(chǎn)生恢復(fù)原來形狀的傾向。形形色色的彈簧在不同場合中發(fā)揮著不同的功能，除了我們介紹的復(fù)位功能和緊壓功能外，還有一些被人們廣泛應(yīng)用。在許多玩具槍中都裝有彈簧，彈簧被壓縮后具有彈性勢能，扣動扳機，彈簧釋放，其勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，撞擊小球從槍管射出。在田徑比賽中，發(fā)令槍與玩具槍有相似結(jié)