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1、3.2彈力
教學目標:
知識與技能:
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,會分析彈力的方向,能正確畫出彈力的示意圖.
3、理解形變概念,了解放大法顯示微小形變.
過程與方法:
通過觀察微小變化的實例,初步接觸“放大的方法”
情感態(tài)度與價值觀:
通過探究彈力與形變的關(guān)系以及數(shù)據(jù)的準確記錄,培養(yǎng)學生鍥而不舍的探究的精神和求真務(wù)實的科學精神。
教學重點難點
判斷彈力的有無以及彈力的方向既是本節(jié)的重點,也是難點.正確畫出物體所受彈力的示意圖是突破難點的標志.
教學方法
觀察、推理、分析、綜合、總結(jié)規(guī)律
教學
2、用具
彈簧、海綿、薄竹片、微小形變演示儀
教學過程
導入新課
在運動場上跳遠時要用踏跳板,撐桿跳高運動員的桿,都是利用他們彈性形變時的彈力,同學們還可以舉出許多利用彈力得力子,誰來說?
學生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板
……
那彈力是怎樣產(chǎn)生的呢?
新課教學
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、觀察到.如利用激光反射法演示堅硬桌面的微小形變,利用細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察。把微小變化放大以利于觀察或測量的實驗方法,叫“微量放大法”,這是物理學中研究問題的一種重要方法。
2.形變的分類
①從形變可否恢復原狀分:
A.彈性形變:在外力停止作用后,能夠恢復原來形狀的形變,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,不能恢復原來形狀的形變,如保險絲、橡皮泥等發(fā)生的形變都叫做非彈性形變。
注意:如果對彈簧、鋼條用力過大,使之形變超過一定限度,既使撤去外
4、力,也不能完全恢復原狀,這個限度叫彈性限度。在彈性限度內(nèi),彈簧、鋼條發(fā)生的形變都是彈性形變。
研究彈性形變有實際意義,今后凡說到形變(除非特別說明),都指彈性形變。
②從對外表現(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,由于要恢復原狀,對跟它接觸的物體會產(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。互相接觸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,判斷有無彈力可用假設(shè)法。即假設(shè)把相接觸的某個物體撤去,看研究對象的運動狀態(tài)有無改變:若無改變,則無彈力作用;若發(fā)生改變,則有彈力存在。(P55演示,思考墻上的光點移動的方向)
3.通常所說的拉力、壓力、支持力等,實質(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:
①繩子拉力(繩子對所拉物體的彈力)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.點與平面接觸:彈力通過接觸點垂直于平面;
C.點與曲面接觸:彈力通過接觸點垂直于過點的切面;
D.曲面與曲面接觸:彈力通過接觸點垂直于公切面(相當于點與點接觸)。
5.彈力的大小跟形變的大小有關(guān):形變越大,彈力也越大,形變消失,彈力也隨之消失。
7、 ①彈力具有被動適應(yīng)性。當物體受力情況或運動狀態(tài)改變時,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)系一般比較復雜。而彈簧的彈力和其形變(伸長和縮短)的關(guān)系比較簡單:在彈性限度內(nèi),彈簧伸長或縮短的長度越大,彈簧的彈力就越大。彈簧的彈力大小跟彈簧的伸長(或縮短)的長度成正比。
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(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、長度、彈簧絲粗細、截面積、匝數(shù)等)決定。其單位是
8、N/m,如k=1000N/m,表示使彈簧伸長或縮短1m需用1000N的力。
6.彈力的作用點在兩物體接觸處的受力物體上。
三、實例分析
【例1】一物體靜止在桌面上,則( )
A.物體對桌面壓力就是物體的重力。
B.桌面發(fā)生形變對物體產(chǎn)生支持力。
C.物體對桌面壓力是桌面發(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___________。
【例3】畫出下列各圖中A物體所受彈力的示意圖。
【例4】在一根長lo=50cm的輕彈簧下豎直懸掛一個重G=100N的物體,彈簧的長度變?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,彈簧的伸長量將為__________cm。