1、弹力导入:下面先请同学们观察一个模拟蹦极的实验。教师演示实验:橡皮筋一端固定,另一端绑着一个运动员模型,在某一高度由静止释放。请同学们注意观察:(1)在运动员模型运动的过程中橡皮筋是否产生了形变?学生回答:产生了形变。(2)模型在运动过程中最多受几个力的作用?学生回答:两个力(或四个力),分别是重力和橡皮筋对模型的拉力(空气浮力、空气阻力)。新课:过渡:关于形变与弹力的关系,我们在初中已经学习过了。今天这节课,我们要在初中学习的基础上,进一步探究形变与弹力的定量关系。(PPT)第二节 形变与弹力(PPT)一、形变过渡:物体发生形状的改变叫形变。什么原因可使物体产生形变?学生回答:有力的作用。(
2、PPT)1、定义:物体受到力的作用时会发生形状的改变。教师提问:形变有哪些形式?教师演示总结:通过演示弹簧的拉伸、压缩、弯曲、扭转,总结出形变的几种形式。(PPT)2、形式:拉伸、压缩、弯曲、扭转教师提问:当用力挤压矿泉水瓶时,矿泉水瓶的形变非常明显。如果我用力挤压玻璃瓶,能否直接观察玻璃瓶产生形变?学生回答:观察不到。教师提问:上节课,我们已经学习过,力的作用效果是使物体的形状和运动状态发生改变。当用力挤压玻璃瓶时,玻璃瓶一定有发生形变,但又无法直接观察,说明玻璃瓶的形变量是很小的。我们可采用什么方法进行观察?学生交流讨论:把玻璃瓶的形变放大。教师举例引导:用放大镜观察微小的物体,显微镜观察
3、细胞。教师提问:在玻璃瓶中装满水,用插有细管的塞子塞紧瓶口,瓶内的水就上升到管中。当用手挤压瓶身,如果瓶身有形变,瓶子的容积就会发生变化,管中的水柱长度就会变化。当用力挤压瓶身时,玻璃瓶的容积是变大还是变小?细管中的水柱长度是变长还是变短?学生回答:(1)玻璃瓶的容积变小,水柱长度变长(此时,教师通过实物展示台演示,沿截面短轴方向挤压瓶身使水柱长度变短)(2)玻璃瓶的容积变大,水柱长度变短(此时,教师通过实物展示台演示,沿截面长轴方向挤压瓶身使水柱长度变长)教师总结:当沿瓶子截面的长轴用力挤压瓶身时,瓶子的容积变大,水柱长度变短;当沿瓶子截面的短轴用力挤压瓶身时,瓶子的容积变小,水柱长度变长。
4、教师演示:弯曲细钢丝。引导学生观察:当用力弯曲细钢丝时,钢丝发生了形变。当撤去外力后,钢丝不能恢复原状。教师总结(PPT):撤去外力后物体不能恢复原状的形变叫做范性形变。教师演示:拉伸弹簧引导学生回答:当用力拉伸弹簧时,弹簧发生了形变。当撤去外力后,弹簧能完全恢复原状。教师总结(PPT):撤去外力后物体能恢复原状的形变叫做弹性形变。过渡:按撤去外力后,物体能否恢复原状对形变进行分类,可分为范性形变和弹性形变,并且把撤去外力后能恢复原状的物体叫做弹性体。(PPT) 撤去外力后能恢复原状的物体叫做弹性体教师提问:弹性体的形变一定是弹性形变吗?教师演示:用力拉伸弹簧。引导学生观察:当用较小的力拉伸弹
5、簧,撤去外力后,弹簧恢复原状,说明弹簧产生弹性形变,弹簧是弹性体;当用较大的力拉伸弹簧,撤去外力后,弹簧不能恢复原状,产生范性形变。教师总结(PPT):弹性体的形变不一定是弹性形变,发生弹性形变是有一定限度的,当弹性体形变达到某一值时,即使撤去外力,物体也不能再恢复原状,这个值叫做弹性限度。过渡:用一定的力拉橡皮筋,橡皮筋发生了形变,当撤去外力时橡皮筋恢复原状,说明橡皮筋产生的这个形变是弹性形变。教师演示:用纸飞机勾住橡皮筋,用力拉纸飞机,使橡皮筋伸长到一定长度后,释放纸飞机,纸飞机就被弹射出去。引导学生回答:纸飞机能被弹射出去说明,纸飞机除受重力外,还受到其他力的作用。这个力的施力物体是橡皮
6、筋,产生的原因是因为橡皮筋发生了弹性形变。这个力就是我们这节课要学习的弹力。教师总结:物体发生弹性形变时,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。(PPT)二、弹力1、产生原因:物体发生弹性形变时,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用。教师提问:弹力的施力物体是哪个物体,受力物体是哪个物体?学生回答:弹力的施力物体是发生弹性形变的物体,受力物体是与发生弹性形变相接触的物体。 教师:根据弹力产生的原因引导学生总结出产生弹力的两个条件:(PPT) 2、产生条件:(1)施力物体必须发生弹性形变 (2)受力物体与施力物体必须直接接触过渡:力的大小、方向、作用点是力的三
7、要素。今天这节课我们重点研究弹力的大小。初中我们已学习过弹簧弹力的大小与弹簧的形变量的大小有关,那么它们之间的定量关系如何呢?这就是我们接下来要探究的内容。引导学生设计实验:(1)弹簧的伸长量可用刻度尺来测量;(2)弹力的大小可根据所挂钩码的数量和每个钩码的质量来计算;(3)所需实验器材:下端带钩码的弹簧、钩码若干、刻度尺、铁架台;(4)数据处理:采用图像法处理数据。学生分组实验教师总结:在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比。教师提问:如果弹簧被压缩,那么弹簧的弹力是否与弹簧的压缩量成正比?教师设计实验,两位同学上台操作:用力传感器压缩弹簧,由电脑画出弹力与压缩量的图像教师总结:在弹性
8、限度内,弹簧的弹力与弹簧的压缩量成正比。(PPT)在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。教师提问:在弹性限度内,其它弹性体弹力是否也与弹性体的伸长(或缩短)的长度成正比?教师总结(PPT):4、胡克定律:精确的实验研究表明:在弹性限度内,弹性体弹力的大小与弹性体伸长(或缩短)的长度成正比。表达式:F=kx x为弹性体的形变量。k为比例系数,叫做弹性体的劲度系数,简称劲度。在国际单位制中,k的单位是N/m教师演示:把两根不同的弹簧的一端分别固定在铁架台上(弹簧下端在同一水平面上),另一端分别挂上相同的钩码。引导学生观察:两根弹簧的形变量不同教师总结:F相同,x不同,说明k
9、不同。教师提问:劲度系数k的数值由哪些因素决定?学生交流讨论教师总结(PPT):实验研究表明:k跟弹性体的材料、粗细、长度等有关,是弹性体本身特性,与F、x无关。课堂小结课堂练习一根轻质弹簧,当受到一个大小为16N的拉力作用时,该弹簧的伸长量是4 cm。该弹簧的劲度系数是多大?如果弹簧的原长是10cm,当受到8N的压力时,该弹簧将缩短到多少厘米?解:F1=16N, x1=4cm=410-2m, L0=10cm, F2=8N(1)根据胡克定律:F1= kx1 可得k= F1/ x1=16/(410-2) N/m=400N/m(2)根据胡克定律:F2= kx2 可得x2=F2/k=8/400 m=210-2m=2cmL2=L0x2=10cm2cm=8cm布置作业完成课本第70页 第三、四小题