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7.2 弹力(教学设计)
年级 八年级 教学过授程课时间
课题 教师活动 7.2 弹力 学生活动
导入新课 1. 知道物体有弹性与塑性等不同的性质。利用生活经验和实验,说明弹性和
优秀的撑 塑 竿 性 跳 的 高 不 运 同 动 。 员借助撑竿可以越过6m高的横杆。如图所示,撑竿 思考问题,进
跳高 教 的 学 过程中,撑2竿. 的通形过状实发验生了了解怎弹样力的产变生化的 ? 原因,了解生活中常见的弹力。 入情境。
目标 3. 知道在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越长,并能通过
实验进行验证。
4. 经历使用弹簧测力计的过程,学会弹簧测力计的使用方法。
本节由“弹力”、“弹簧测力计”两部分构成。教科书的设计是通过对弹性
和塑性的感知入手的。用弹簧测力计测量力是力学测量的基础,对于认识弹力、
学习新课 一重、力弹、力摩擦力、浮力等概念具有重要意义,能够帮助学生完成对力的初步认识,
1. 弹性形为变今和后弹学性习 力学知识打下必要的基础。
教(材1)弹性形变本节教学的重点是学会使用弹簧测力计测量力的大小。教学中,教师应多设
分手析压气球计,体气验球性会活变动形,;让手学压生弹采簧用,边弹探簧索会边缩思短考;的手方拉式橡学皮习筋。,尤橡其皮是筋对会于弹簧测力计的
伸长。物体形状的改变,叫作形变。
使用这一教学内容,可以引导学生阅读说明书、观察构造、练习使用和交流总结
弹性形变:如果形变的物体在撤去外力后能恢复原状,那么该物体所发生
使用方法等。因为学生在今后的工作与生活中遇到新器材,需要探索其使用方法
的这种形变叫作弹性形变。
的情况是很多的,这种科学探究精神和对未知事物探索的能力对学生来说是十分
重要的。
学生已有知识及方法:学生目前对形变和弹力有一定的感性认识例如篮球、
足球发生形变产生的弹力,但是不够深入理解。 通过事例分析
(2)弹性
归纳出弹性形
未知知识及方法:不能够概括弹力产生的原因、条件,不能确定各种弹力的
物体受力时会发生形变,不受力时又恢复原来的形状,物体的这种性质叫 变、弹性与塑
学情分析 方向;对微小形变产生的弹力没有接触过,弹簧弹力的大小计算也是新知识。在
作弹性。例如弹簧、气球等发生的形变。 性等概念。
教学中要进一步帮助学生深化理解这些知识。
物体的弹性有一定的限度,超过这个限度,撤去力后物体也不能恢复原
这些问题都会对学生学习弹力造成一定困扰。教学中,注意分析生活中与弹
状。例如使用弹簧时不能超过它弹性限度,否则会使弹簧损坏。
力相关的事例,可以激发学生的学习兴趣,促进学生对于弹力的学习。
(3)塑性
教学有重些点物体,形学变会后使不用能弹自簧动测地力恢计复测到量原力来的的大形小状。,物体的这种特性叫作塑
性。例如橡皮泥、铝线等发生的形变。
教学难点 弹力的概念与方向。
2. 弹力
(1)试一试:多把个尺型子号压不弯同、的拉弹长簧弹测簧力、计拉、长弹橡簧皮、筋拉,力可器以、感钩受码到多它个们、对小车、 橡皮筋、橡
手也教有学力的作皮用泥,、这白是纸因、为气它球们、在弹发弓生、弹直性尺形等变。时,会力图恢复原来的形状,
从而器对材手产生力的多作媒用体。 ppt,包含视频:《弹性与塑性》、《弹簧测力计的使用》、《弹簧的
伸长量与拉力的关系》、《课堂总结——弹力》等。在体验的基础
上,建立弹力
的概念。
(2)弹力的概念:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会
产生力的作用,这种力叫作弹力。
3. 对弹力的理解
(1)产生条件:一是两物体直接接触;二是物体间要发生弹性形变,二
思考并回答问
者缺一不可。弹力是接触力,物体间不接触不会产生弹力,但相互接触的物体
题。知道弹力
间不一定产生弹力。
产生的条件。
【提问】在水平地面上,有两个篮球刚好接触,它们之间有没有弹力呢?
【分析】它们之间没有弹力。尽管刚好接触,但是两个篮球间没有
(有/没有)发生形变,所以没有弹力。
(2)常见的弹力:弹力是一种常见的力,我们平时所说的推力、拉力、
压力和支持力,都属于弹力的范围。
(3)弹力的大小:对一个弹性物体来说,在弹性限度内,物体弹性形变
程度越大,其产生的弹力就越大。
(4)弹力的施力物体与受力物体
弹力是由于物体发生弹性形变而产生的,因此弹力的施力物体是发生形变 通过分析实
的物体,受力物体是与它接触使其形变的物体。例如,汽车对地面的压力,是 例,知道弹力
汽车发生弹性形变,汽车是施力物体,地面是受力物体。 的施力物体与
受力物体。
(5)弹力的方向
以手拉弹簧为例,分析手和弹簧间发生的弹力情况。注意用“隔离法”进
行分析。
以弹簧为研究对象:弹簧受到手的拉力F ,是因为手发生了弹性形变而
拉
产生的弹力。
通过分析实
例,会判断弹力的方向。
以手为研究对象:手受到弹簧的拉力F′ ,是因为弹簧发生了弹性形变,
拉
要恢复原状,所以会对手有一个竖直向下的弹力。
与老师一起进
【结论】物体间的弹力方向都与接触面垂直,与物体形变的方向相反。
行实例分析,
(6)分析常见的几种弹力
知道压力、拉
力、支持力的
方向。
①压力:作用点在被压物体的表面,方向垂直于接触面指向被压物体。
②绳的拉力:作用点在绳与被拉物体的接触点上,方向沿着绳子指向绳子
收缩的方向。
③支持力:作用点在支持物体与被支持物体的接触面上,方向垂直于接触
通过做例题
面,指向被支持物体。
【例题1】运动员站在跳板上,人与跳板间发生了力的作用。
1,进一步理
解弹力的概
念。若有难度
的话,可以展
开讨论。
①由于人压在跳板上,跳板发生_____,要向____ (选填“上”或
“下”)恢复原状,所以对人产生了力的作用,这个力通常叫做______。
②由于跳板对人有向上的支持力,人也要发生形变,由于人要向____(选
填“上”或“下”)恢复原状,所以会对跳板产生力的作用,这个力通常叫做
_______。
③跳板对人有一个力的作用,人对跳板也有一个力的作用,这两个力____
相互的力,它们都_____弹力(均选填“是”或“不是”)。
【答案】①形变,上,支持力;②下,压力;③是,是。
【解析】①由于人压在跳板上,跳板发生形变,要向上恢复原状,所以对
人产生了一个向上的支持力(F ),支持力是弹力。
支
②由于跳板对脚有向上的支持力,脚也要发生形变,要向下恢复原状,所以对跳板产生了向下的压力(F ), 压力也是是弹力。
压
③跳板对人的支持力F 与人对跳板的压力F 是相互的二力,因物体发生
支 压
弹性形变产生的,所以都是弹力。
做例题2并进
【例题2】如图所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,在弹性限度内用
行解析,理解
手水平向右拉伸弹簧的另一端,下列有关“弹簧形变产生的力”的描述正确的
弹力的概念。
是( )
A.手对弹簧的拉力 B.墙对弹簧的拉力
C.弹簧对手的拉力 D.以上说法都不正确
【答案】C.
【解析】“弹簧形变产生的力”,是指弹簧发生弹性形变对其他物体(手
或墙)施加的弹力,所以施力物体为弹簧,受力物体为手(或墙壁)。
故选C。
学习新课 二、弹簧测力计
1. 测力计
(1)测力计:测量力的大小的工具叫作测力计。
如图所示,人们制造了多种类型的测力计。各种各样的测力计被广泛应用
于生活、生产和科学实验中。
物理实验室中常用的测力计是弹簧测力计。
知道一些测力
计。
2. 弹簧测力计(1)弹簧测力计的结构
常用的弹簧测力计的主要构造有弹簧、指针、刻度盘、挂钩等。如图所示
是实验室常用的一些弹簧测力计。
观看弹簧测力
计,说出其结
构;说出你所
用弹簧测力计
的量程、分度
值。
(2)弹簧测力计的使用方法
①认清量程和分度值:加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量
值,否则会损坏弹簧测力计。如下图所示,弹簧测力计的量程为0⁓5N,分度
值为0.2N,示数为3.6N。
阅读教材第8
页。小组交流
②检查零刻度线:检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上,若不在, 讨论总结弹簧
调节弹簧测力计,使指针与零刻度线重合。 测力计的使用
③沿弹簧的轴线方向轻轻来回拉动挂钩几次,放手后观察指针能否回到零 方法。
刻度线的位置,以防弹簧卡壳。
④拉力的方向与弹簧的轴线方向一致,以免挂钩杆与外壳之间产生过大的
摩擦。
⑤读数时,视线要与指针对应的刻度线垂直。
⑥记录数据要带单位。读数时不需要估读。
⑦待测的力(物体)一定要在弹簧测力计的挂钩一端,严禁倒挂。
3. 实验——练习使用弹簧测力计
(1)用手拉弹簧测力计的挂钩,并分别使指针指到1 N、3 N、5 N的位
置,感受1 N、3 N、5 N的力。
进行实验、练(2)测量身边小物体对弹簧测力计的拉力。 习弹簧测力计
① 把文具袋悬挂在弹簧测力计的挂钩上,文具袋对弹簧测力计的拉力 的使用。
F= 。
1
② 用弹簧测力计沿水平方向拖动桌面上的文具袋,测量文具袋对弹簧测
力计的拉力F= 。
2
(3)用两个弹簧测力计在水平方向上互相拉,看看谁对谁的拉力更大
分析交流讨论
些,想想为什么?
(3)的问
题。
分析:图中左侧弹簧测力计对右侧弹簧测力计的拉力与右侧弹簧测力计对
左侧弹簧测力计的拉力是一对相互作用力,因此可观察到两个弹簧测力计的示
数相等,说明相互作用力大小相等。
【播放视频】——《弹簧测力计》
观看视频,理
4. 实验“探究弹簧测力计的测力原理”
解弹簧测力计
【提出问题】你有没有发现?在生活中,用力拉一根弹簧时,用的力越
的使用。
大,弹簧伸的越长。弹簧伸长的长度与受到的拉力是什么关系?下面一起探究
弹簧伸长的长度与受到的拉力的关系。
【设计实验】本实验需要研究弹簧的伸长量与拉力的关系,拉力的改变通
过在弹簧下每次增加两个钩码(每个钩码对弹簧的拉力均为0.5N)来实现;
弹簧的伸长量通过利用刻度尺测量弹簧的长度得出,装置如图所示。
【实验器材】弹簧、钩码(数个)、铁架台、刻度尺等。
【进行实验】 设计实验。
(1)将弹簧悬挂在支架上,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度
L,即原长,记入表格中;
0
(2)在弹簧下挂2个钩码,用刻度尺读出弹簧的伸长量△L,记入表中。
(3)在弹簧下每次增加2个钩码,通过刻度尺读出每次弹簧的总伸长
量,记入表格中。 进行实验,收
(4)实验完成后,将所有钩码取下,观察弹簧的形状。 集证据。实验次数 1 2 3 4 5 6 7
拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6
弹簧伸长量
0 0.40 0.80 1.70 1.60 2.00 2.40
ΔL/cm
【数据处理】根据实验数据,以拉力F为横坐标,弹簧的伸长量ΔL为纵
坐标,画出弹簧伸长量ΔL与弹簧受到的拉力F的关系图象。
在数据处理
时,画出弹簧
伸长量ΔL与
弹簧受到的拉
力F图像。
【分析论证】分析图像可知,在0~6N的范围内,图像是一条过原点的
分析与论证,
倾斜的直线,说明弹簧的伸长量与拉力的大小成正比。
得出结论:在
【实验结论】通过实验可以发现,在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,
一定范围内,
弹簧的伸长量就越长,且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比,这就是弹簧
弹簧的伸长量
测力计的测力原理。
与拉力大小成
【交流与评估】当弹簧超过弹性限度时,弹簧的伸长量与所受拉力不再成
正比关系,撤去外力,弹簧也无法恢复到原来的形状。
正比.
【播放视频】——《弹簧的伸长量与拉力的关系》
【例题3】关于如图所示的弹簧测力计,以下说法正确的是( )
A.弹簧测力计的量程及最小分度值分别是0~5N和1N
B.弹簧测力计的弹簧伸长越长,它所受的拉力就越大
做例题3,知
C.使用弹簧测力计只能测出竖直方向上的拉力而无法测出水平方向上
道弹簧测力计
的拉力
的原理及使用
D.量程大的测力计弹簧长度一定比量程小的测力计弹簧长度长
方法。
【答案】B.
【解析】A. 由图示弹簧测力计可以看出,其量程为0~5N,分度值为
0.2N。故A错误;
B. 弹簧测力计是根据弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的越长这个道理做
成的;故B正确;
C. 使用弹簧测力计既能测出竖直方向上的重力,又能测出水平方向上的
拉力,只要挂钩与外壳平行即可,故C错误;
D. 量程是弹簧测力计所能测的最大力,与弹簧的长度无关,量程大的弹簧长度不一定比量程小的弹簧长度大;故D错误。所以选B。
例题3图 例题4图
【例题4】某同学在探究弹簧的特点时,得出了弹簧的长度与弹簧受到的
拉力的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)这根弹簧的原长是 cm;
(2)弹簧在受到6N的拉力时,弹簧比原来伸长了 cm,此时弹簧
做例题4,会
发生了 (选填“弹性”或“塑性”)形变;
用弹簧的伸长
(3)分析图象及有关数据,你可得出的结论是: 。
与所受拉力的
【答案】(1)2;(2)6,弹性;(3)在弹性限度内,弹簧的伸长量与
关系解决有关
受到的拉力成正比。
问题。
【详解】(1)读图可知,当拉力为0时,弹簧的长度为2cm,这就是它
的原长。
(2)弹簧在受6N拉力时,其长度为8cm,则其伸长量为
8cm-2cm=6cm,由图像可以看出,此时伸长量与拉力成正比,此时弹簧发
生了弹性形变。
(3)从图中可以看出,在拉力不大于6N的范围内,弹簧的长度与拉力
的变化图线呈线性变化,说明在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比。
5. 材料的力学性能
【提出问题】学生阅读课本第9页,回答问题。
(1)材料的力学性能包括哪些?
(2)美国挑战者号航天飞机在升空时意外爆炸的原因是什么?
(3)具有特殊力学性能的新材料,有什么特点?
【归纳总结】
(1)材料的力学性能通常包括弹性、塑性、脆性等,它们是设计各种工
程结构时选用材料的重要依据。无论何种材料,受力时一般要发生形变,有的
发生弹性形变,有的发生塑性形变(形变后不能自动地恢复原来的形状)。不 阅读课本第9
同材料发生弹性形变、塑性形变的难易程度不同。 页,了解材料
(2)1986年1月28日,美国挑战者号航天飞机在升空时意外爆炸,其原 的力学性能,
因是航天飞机上有一个环形圈,在低温下,变得非常坚硬,密封效果变差,造 回答问题。
成燃料泄漏,酿成惨剧。(3)新材料:很多具有特殊力学性能的新材料。例如,有的材料虽然很
轻,但是强度很高,例如铝合金、碳纤维等。有的合金材料还具有形状记忆功
能,用这种材料制作的产品,经过冷却,可以揉成一团,受热后形状又会自动
恢复。
1. 下列关于弹力的说法中,正确的是( )
A.相互接触的物体之间一定存在弹力作用
B.只有受弹簧作用的物体才受到弹力作用
C.只有相互接触并发生弹性形变的物体间才存在弹力作用
D.弹簧的弹力总是跟弹簧的长度成正比
【答案】C
【详解】A.相互接触的物体若不发生形变,物体间不存在弹力作用,A错误;
B.只要两物体直接接触且发生形变,两物体间就会产生弹力作用,弹力的产生并不
只局限于弹簧,故B错误;
课
C.产生弹力的条件:相互接触并发生弹性形变,所以只有相互接触并发生弹性形变
堂
的物体间才存在弹力作用,说法正确,故C正确;
练
D.在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量或压缩量成正比,并不是与弹簧的长
习
度成正比,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,画出斜面上球所受弹力的示意图。
【答案】见右图。
【详解】小球受到重力、垂直斜面的支持力、垂直挡面的支持力。其中两个支持力
为弹力,过球心做垂直斜面向上的有向线段标上力的符号F,过球心做垂直挡板的有向
1
线段,标上力的符号F,如图所示。
2
3. 一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,关于它
们弹力的情况,以下说法错误的是( )
A.足球受到的支持力是木板产生的弹力
B.足球产生的弹力是由于足球的形变造成的
C.木板形变是由于木板产生弹力造成的D.足球产生的弹力就是足球对木板的压力
【答案】C。
【解析】 木板和足球均发生了弹性形变,他们之间有弹力的作用。
A.足球受到的支持力是木板产生的弹力,该选项正确。
B.足球产生的弹力是由于足球的形变造成的,该选项正确。
C.木板形变是由于足球产生弹力造成的,不是木板产生弹力造成的,该选项错误。
D.足球产生的弹力向上,就是足球对木板的压力,该选项正确。
所以选C。
4. 如图所示,用手拉弹簧或用手压弹簧时,弹簧发生 (填“弹性”或“塑
性”)形变;这时弹簧对手产生弹力,它的方向与手对弹簧作用力的方向 (填“相
同”或“相反”),而且弹簧的形变越大,这个力就越 (填“大”或“小”)。
【答案】弹性,相反,大。
【详解】弹簧受力发生形变,不受力时能恢复原状,所以弹簧的形变是弹性形变。
用手拉弹簧时,弹簧发生了弹性形变,弹簧由于要恢复原状就会对跟它接触的物体
课
产生一个力的作用,这个力就是弹力;人手的拉力方向是向上的,而弹力的方向是向下
堂
的,弹力的方向与手的拉力方向是相反的。
练
在弹性限度内,弹簧的形变越大,产生的弹力就越大。
习
5. 如图a是使用弹簧测力计测力时的情景,请指出图中存在的操作错误: 。
纠正错误后在弹簧测力计下挂一物体(如图b所示),当物体静止时,弹簧测力计的示
数为 N。若将此弹簧测力计、物体如图c所示进行测量,静止时测力计的示数与b
相比将 (变大/不变/变小)。
【答案】拉力方向没有与弹簧的轴线方向一致,2,变大。
【详解】为减少弹簧与外壳之间的摩擦,防止挂钩被卡住,拉力方向应与弹簧的轴线方向一致,如图所示,存在的操作错误为拉力方向没有与弹簧的轴线方向一致。
如图,弹簧测力计每大格为1N,平均分成5小格,即分度值为0.2N,示数为2N。
将弹簧测力计倒置,弹簧承受的拉力为物体与弹簧测力计外壳的总重力,所以静止
时测力计的示数与b相比将变大。
6. 在“用弹簧测力计测量力的大小”实验中:
①根据力的作用效果可以对力的大小进行测量。弹簧测力计能够测量力的大小,利
用的是____。
A. 力可以改变弹簧的形状
B. 力可以改变弹簧的运动方向
C. 力可以改变弹簧的运动快慢
②在进行图所示的实验前,应将弹簧测力计沿________方向放置,然后进行调零。
③小武同学猜想:用两个不同的弹簧测力计,分别测量相同的力,示数可能不同。
以下设计中,能验证该猜想的是__________。
A. 测量一根头发能承受的拉力 B. 测量同一个木块受到的重力
C. 测量让小武感受相同的拉力 D. 测量拉动同一个木块的拉力
【答案】①A;②水平;③B.
【解析】①弹簧测力计能够测量力的大小,利用的是力可以改变弹簧的形状,与运
动状态无关;
②进行图所示的实验前,由于是水平测量力,所以应将弹簧测力计沿水平方向放置
进行调零。
③用两个不同的弹簧测力计,分别测量相同的力,则要控制力大小不变。
A.测量一根头发能承受的拉力,头发断时,力会突变,不好读数,不能验证;
B.测量同一个木块受到的重力,木块重力不变,方向竖直向下,能验证;
C.测量让小武感受相同的拉力,人的感觉不精确,不能验证;
D.测量拉动同一个木块的拉力,人拉动速度不同,会导致拉力示数不同,不能验
证,故选B。
第2节 弹力
一、弹力
①弹性:物体受力发生形变,不受力能自动恢复原状。
②弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力;方向与物体发生形变的方向相反,与
接触面垂直;大小与弹性、形变的程度有关。
二、弹簧测力计
(1)原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
板
(2)弹簧测力计的使用
书设 ①认清量程和分度值。
计
②检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上,若不在,进行调零。
③拉力的方向与弹簧的轴线方向一致。
④读数时,视线要与指针对应的刻度线垂直。
第2节 弹力
课
堂
小
结
作
业