第2节弹力之欧阳术创编文档格式.docx
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那弹力是怎样产生的呢?
二、新课教学
(一)用投影片出示本节课的学习目标
1、知道形变的概念
2、理解弹力是因为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
3、会判断弹力的方向
4、知道形变的种类
(二)学习目标完成过程
1、弹力是怎样产生的?
(1)实验演示:
压缩弹簧、海绵、用手弯曲竹片,观察到什么现象?
板书:
物体的形状或体积的改变叫形变
(2)被压缩的弹簧上放一黑板擦,放手,黑板擦被弹起;
被弯曲的竹片上放一粉笔头,放手,粉笔头被弹起。
发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生地的作用,这种力叫弹力。
可见,弹力的产生需两个条件:
直接接触并发生形变。
2、任何物体都会发生形变
实验操作:
显示微小形变的装置向学生作一简单介绍。
(1)入射光的位置不变,将光线经M、N两平面镜两次反射,射到一个刻度尺上,形成一光亮点。
用力压桌面,同学会看到什么现象?
学生:
光点在刻度尺上移动?
学生分析:
桌面有了形变,使M、N平面镜的位置发生了微小的变化。
总结:
我们通常用眼看到一些物体发生形变,还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变,比如一些比较坚硬的物体,但是这些物体都有形变,只不过形变很微小。
所以,一切物体都在力的作用下会发生形成。
3、弹力的方向
一般情况下,凡是支持物对物体的支持力,都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于支持面而指向被支持的物体。
例1:
放在水平桌面上的书
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,要恢复原状,对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1,这就是书对桌面的压力;
桌面由于发生微小的形变,对书产生垂直于书面向上的弹力F2,这就是桌面对书的支持力。
学生分析:
静止地放在倾斜木板上的书,书对木板的压力和木板对书的支持力。
并画出力的示意图。
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被压的物体,支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。
引导学生分析静止时,悬绳对重物的拉力及方向。
引导得出:
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F1,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F2,这就是绳对物体的拉力。
拉力是弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
【参考例题】试分析图3-2-2中光滑小球受到的弹力的情况(小球放在水平面上静止),并画出小球受到的重力和弹力(示意图).
4、巩固训练(出示投影片)
(1)画出下列各静止物体的弹力(接触面光滑)
(2)通过例题巩固弹力知识。
分析下列物体A、B各面的弹力及其方向,物体均静止,接触面均光滑
(3)画出物体所受到的弹力
(2)师生共评:
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。
强调:
象B图中,斜面与球间有无弹力?
对小球状态进行分析:
如果小球受到斜面弹力,小球在水平方向上不会静止,会向右运动。
由此可判定小球不受斜面的弹力。
这是判定相接触的物体间是否有弹力得基本方法,说明两接触物体接触但没有发生形变。
5、形变的种类
请同学阅读P6,看形变的种类有哪些,举例说明。
学生:
形变分为拉伸形变、弯曲形变、扭转形变。
比如弹簧的伸长或缩短为拉伸形变,弓、跳板的形变为弯曲形变,金属丝被扭转为扭转形变。
产生弹力的大小与形变程度有关,形变程度越大,产生的弹力就越大。
【课堂训练】
1.请在图3-2-3中画出杆及球所受的弹力.
图3-2-3
(1)杆靠在墙上.
(2)杆放在半球形的槽中.
(3)球用细线悬挂在竖直墙上.
(4)球放在两个等高的支座上.
解析:
(1)A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,如图3-2-4所示.
图3-2-4
(2)B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.如图所示.
(3)C图中球挤压墙面且拉紧绳子,所以墙对球的弹力与墙垂直,绳子对球的弹力沿绳斜向上.如图所示.
(4)D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.如图所示.
2.在图3-2-5中,A、B两小球相互间一定有弹力作用的图是
图3-2-5
答案:
B
我们可以用假设的方法来判断A、B之间是否有弹力.如果把其中的一个物体撤去,看另外一个物体运动状态是否发生变化,只有B选项中当其中一个物体去掉后另外一个物体将会运动.
三、小结
1、弹力产生的条件
2、弹力方向的确定
3、形变的种类
四、作业
练习二、3、4、5
五、板书设计
第2课时 胡克定律
师:
下面我们大家设计一个实验,实验的目的是寻找与弹簧的弹力有关的因素.
学生设计实验,然后分组实验
参考实验案例
如图3-2-6所示,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.
图3-2-6
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1mm,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.
建议做法:
(1)选择器材:
从弹簧组中选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上;
实验桌上有200g、50g的钩码各一盒,选择50g钩码来做这一实验.(想一想,为什么?
)(参考答案:
50kg的钩码质量比较小,容易调节,另外增加一个不会损坏弹簧)
(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50g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5组数据.
初态指针对应刻度(cm)
弹簧弹力(N)
指针所指刻度(cm)
弹簧伸长量(cm)
(6)图象法处理数据:
在下面的坐标纸上,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系,如图3-2-7所示.描出5个特殊点,以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系.
图3-2-7
拓展一步:
常用的实验数据的处理方法有:
计算法(求比值、求积、求和、求差等)和图象法两种.两者比较,图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律,且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差.
通过以上的实验,我们可以得出怎样的结论?
生:
通过分析实验中的实验数据,我们可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比.
用一个公式来表示这种关系.
F=kx.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.
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.生活中常说有的弹簧“硬”,有的弹簧“软”指的就是它们的劲度系数不同.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.
【课堂训练】
如图3-2-8所示,为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系,根据图象判断,正确的结论是
图3-2-8
A.弹簧的劲度系数为1N/mB.弹簧的劲度系数为100N/m
C.弹簧的原长为6cmD.弹簧伸长0.2m时,弹力的大小为4N
弹簧处于原长时,弹簧的弹力应为0,由此可知弹簧原长为6cm.由图象可知:
当拉长2cm时,弹力为2N,可得劲度系数为100N/m,因此答案为BC.
[布置作业]
教材第59页问题与练习.
[课外训练]
1.关于弹力的产生,下列说法中正确的是
A.木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的
B.木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于桌面发生微小形变而产生的
C.挂在悬线下的物体受到向上的拉力,是由于悬线发生微小形变而产生的
D.挂在悬线下的物体受到向上的拉力,是由于物体发生微小形变而产生的
2.如图3-2-9所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,则小球受到的力是
图3-2-9
A.重力、绳的拉力B.重力、绳的拉力、斜面的弹力
C.重力、斜面的弹力D.绳的拉力、斜面的弹力
3.一根弹簧在弹性限度内,对其施加30N的拉力时,其长为20cm,对其施加30N的压力时,其长为14cm,试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数.
4.在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示,由图3-2-10可知弹簧的劲度系数为________.图线不过原点的原因是由于_______________.
图3-2-10
参考答案
1.BC
2.A
3.答案:
17cm10N/cm
设弹簧的自然长度为x0,劲度系数为k,根据F=kx,x为弹簧伸长(或缩短)的长度,由此得30=k(20-x0),30=k(x0-14),解此两方程即得x0=17cm,k=200N/m.
4.答案:
2N/cm弹簧自身有重力
提示:
根据图示倾斜直线可求出其斜率(注意切忌用量角器量角度的方法得到斜率),从而求出弹簧的劲度系数.从直线与坐标轴的交点可以看出,当弹簧的伸长量为0.5cm时,向下施加的外力F为零,说明没加外力时弹簧已有一个伸长量,这主要是由于弹簧的自身重力作用造成的.
课时2弹力
班级姓名学号
一、选择题
1.书放在桌面上,会受到桌面对它的弹力的作用,产生这个弹力的直接原因是:
A.书的形变B.桌面的形变
C.书所受到的重力D.桌面所受到的重力
2.关于弹力,下列说法中正确的是:
A、两物体只要是接触的,必定会产生弹力。
B、压力的方向不一定垂直于接触面。
C、放在桌面上的皮球受到的弹力是由于桌面形变之后产生的。
D.绳的拉力也是弹力,其方向沿绳的收缩方向。
3.物体静止在水平桌上,物体对桌面的压力
A、就是物体的重力B、与桌面对物体的支持力是一对平衡力
C、是由于物体的形变而产生的D、是由于桌面的形变而产生的
4.一木箱放在水平地面上,下列关于木箱和地面受力的叙述中正确的是:
()
A.地面受到向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;
木箱没有发生形变,所以木箱不受弹力
B.地面受到向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;
木箱受到向上的弹力,是因为木箱也发生了弹性形变
C.地面受到向下的弹力,是因为木箱发生了弹性形变;
木箱受到向上的弹力,是因为地面也发生了弹性形变
D.地面受到向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;
5.下列关于弹力的说法中正确的是()
A.任何物体形变以后都会产生弹力
B.只有弹簧被拉长以后才会产生弹力
C.只有弹性物体形变之后才会产生弹力
D.只有弹性物体不发生形变的时候,才产生弹力
6.有四位同学把斜面对重物的支持力3N,分别画成下图中的四种样子,其中哪个图是正确的
7.关于弹力的大小的说法,正确的是:
A.一切弹力,其大小都跟形变量大小成正比
B.弹簧的弹力,其大小跟形变量大小成正比
C.一切弹力都跟形变量大小有关,形变量越大,弹力就越大
D.弹力大小跟形变量大小没有关系
8.关于弹力的下列说法中,正确的是
A.只有发生形变的物体,才会对跟它接触的物体产生弹力
B.只有受弹簧作用的物体才受到弹力
C.通常所说的压力、支持力和绳子的拉力都是弹力
D.压力和支持力的方向总是垂直接触面
9.一根弹簧的劲度系数为K=500N/m,竖直悬挂在天花板上,下端有一500Kg的物体,处于静止状态,则这时弹簧的伸长量为()
A.1mB.10mC.2mD.5m
10.如图所示,两块同样的条形磁铁A、B,它们的质量均为m,将它们竖直叠放在水平桌面上,用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧秤上的读数为mg,则B与A的弹力F1及桌面对B的弹力F2分别为:
A.
B.
C.
D.
,
二、填空题
11.一根弹簧竖直悬挂10N的物体时伸长量为5cm,则竖直悬挂15N的物体时伸长量
为_______________cm.。
12.如图所示,是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图:
(1)写出图线代表的函数___________(x用m做单位);
(2)弹簧的劲度系数是___________N/m;
(3)当弹簧受
=800N的拉力作用时,弹簧伸长为
=___________cm。
3-2答案
1、B2、CD3、C4、C5、C6、A7、BC8、ACD9、B10、D
11、7.5
12、
(1)_F=2×
103x_;
(2)2×
103N/m_;
(3)40cm。
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- 弹力 欧阳 创编