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1、3.2彈力
教學(xué)目標(biāo):
知識(shí)與技能:
1、理解彈力的概念,知道彈力產(chǎn)生的原因和條件.
2、知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,會(huì)分析彈力的方向,能正確畫(huà)出彈力的示意圖.
3、理解形變概念,了解放大法顯示微小形變.
過(guò)程與方法:
通過(guò)觀(guān)察微小變化的實(shí)例,初步接觸“放大的方法”
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān):
通過(guò)探究彈力與形變的關(guān)系以及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄,培養(yǎng)學(xué)生鍥而不舍的探究的精神和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神。
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
判斷彈力的有無(wú)以及彈力的方向既是本節(jié)的重點(diǎn),也是難點(diǎn).正確畫(huà)出物體所受彈力的示意圖是突破難點(diǎn)的標(biāo)志.
教學(xué)方法
觀(guān)察、推理、分析、綜合、總結(jié)規(guī)律
教學(xué)
2、用具
彈簧、海綿、薄竹片、微小形變演示儀
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入新課
在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上跳遠(yuǎn)時(shí)要用踏跳板,撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員的桿,都是利用他們彈性形變時(shí)的彈力,同學(xué)們還可以舉出許多利用彈力得力子,誰(shuí)來(lái)說(shuō)?
學(xué)生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板
……
那彈力是怎樣產(chǎn)生的呢?
新課教學(xué)
一、形變
物體的形狀和體積的改變叫形變。
1.形變產(chǎn)生的原因是受到了外力作用。任何物體在外力的作用下都能發(fā)生形變。只是形變的明顯程度不同。有的形變比較明顯(如彈簧的伸長(zhǎng)或縮短),可以直接看出;有的形變微小,需要采用特殊方法才可
3、觀(guān)察到.如利用激光反射法演示堅(jiān)硬桌面的微小形變,利用細(xì)管中液面的升降顯示硬玻璃瓶的形變,都是把微小形變放大以利于觀(guān)察。把微小變化放大以利于觀(guān)察或測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方法,叫“微量放大法”,這是物理學(xué)中研究問(wèn)題的一種重要方法。
2.形變的分類(lèi)
①?gòu)男巫兛煞窕謴?fù)原狀分:
A.彈性形變:在外力停止作用后,能夠恢復(fù)原來(lái)形狀的形變,如彈簧、鋼條在通常情況下發(fā)生的形變都叫做彈性形變。
B.非彈性形變:在外力停止作用后,不能恢復(fù)原來(lái)形狀的形變,如保險(xiǎn)絲、橡皮泥等發(fā)生的形變都叫做非彈性形變。
注意:如果對(duì)彈簧、鋼條用力過(guò)大,使之形變超過(guò)一定限度,既使撤去外
4、力,也不能完全恢復(fù)原狀,這個(gè)限度叫彈性限度。在彈性限度內(nèi),彈簧、鋼條發(fā)生的形變都是彈性形變。
研究彈性形變有實(shí)際意義,今后凡說(shuō)到形變(除非特別說(shuō)明),都指彈性形變。
②從對(duì)外表現(xiàn)形式上可分為拉伸形變(或壓縮形變)、彎曲形變、扭轉(zhuǎn)形變等。
二、彈力
發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力。
1.彈力的施力物體是發(fā)生形變的物體;受力物體是與施力物體接觸,使施力物體發(fā)生形變且阻礙其恢復(fù)原狀的物體。
2.彈力的產(chǎn)生條件:①物體直接接觸;②發(fā)生形變?;ハ嘟佑|的物體之間是否存在彈力,取
5、決于是否存在形變。有些物體形變明顯,如彈簧的伸長(zhǎng)或縮短,很容易判斷出是否有彈力;有些接觸物體間形變不明顯,判斷有無(wú)彈力可用假設(shè)法。即假設(shè)把相接觸的某個(gè)物體撤去,看研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有無(wú)改變:若無(wú)改變,則無(wú)彈力作用;若發(fā)生改變,則有彈力存在。(P55演示,思考?jí)ι系墓恻c(diǎn)移動(dòng)的方向)
3.通常所說(shuō)的拉力、壓力、支持力等,實(shí)質(zhì)上都是彈力。
4.彈力的方向是從施力物體指向受力物體,與施力物體形變的方向相反。具體地說(shuō):
①繩子拉力(繩子對(duì)所拉物體的彈力)的方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。
②壓力的方向垂直于支持
6、面指向被壓的物體。
③支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物體。
④“支持面”就是兩物的接觸面。深入考察一般物體的接觸情況,大致有以下幾種:
A.平面與平面接觸:彈力與平面垂直;
B.點(diǎn)與平面接觸:彈力通過(guò)接觸點(diǎn)垂直于平面;
C.點(diǎn)與曲面接觸:彈力通過(guò)接觸點(diǎn)垂直于過(guò)點(diǎn)的切面;
D.曲面與曲面接觸:彈力通過(guò)接觸點(diǎn)垂直于公切面(相當(dāng)于點(diǎn)與點(diǎn)接觸)。
5.彈力的大小跟形變的大小有關(guān):形變?cè)酱螅瑥椓σ苍酱螅巫兿?,彈力也隨之消失。
7、 ①?gòu)椓哂斜粍?dòng)適應(yīng)性。當(dāng)物體受力情況或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí),形變情況將隨著改變,彈力也隨著變化。
②彈力大小和物體形變的關(guān)系一般比較復(fù)雜。而彈簧的彈力和其形變(伸長(zhǎng)和縮短)的關(guān)系比較簡(jiǎn)單:在彈性限度內(nèi),彈簧伸長(zhǎng)或縮短的長(zhǎng)度越大,彈簧的彈力就越大。彈簧的彈力大小跟彈簧的伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度成正比。
上述關(guān)系可用胡克定律表示:
F=kx
式中F為彈力大小。x為彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)量。k為彈簧的勁度系數(shù),其大小由彈簧本身的結(jié)構(gòu)(如材料、長(zhǎng)度、彈簧絲粗細(xì)、截面積、匝數(shù)等)決定。其單位是
8、N/m,如k=1000N/m,表示使彈簧伸長(zhǎng)或縮短1m需用1000N的力。
6.彈力的作用點(diǎn)在兩物體接觸處的受力物體上。
三、實(shí)例分析
【例1】一物體靜止在桌面上,則( )
A.物體對(duì)桌面壓力就是物體的重力。
B.桌面發(fā)生形變對(duì)物體產(chǎn)生支持力。
C.物體對(duì)桌面壓力是桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的。
D.壓力、支持力是物體受到的一對(duì)平衡力。
【例2】如圖所示,質(zhì)量為m的小球,在互成120°的兩光滑平面間靜止,且0N水平,則球?qū)M面的壓力大小為_(kāi)__________。
【例3】畫(huà)出下列各圖中A物體所受彈力的示意圖。
【例4】在一根長(zhǎng)lo=50cm的輕彈簧下豎直懸掛一個(gè)重G=100N的物體,彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)閘1=70cm。則該彈簧的勁度系數(shù)k=________,若再掛一重為200N的重物,彈簧的伸長(zhǎng)量將為_(kāi)_________cm。