第2节 怎样测量和表示力
教学目标
【知识与技能】
1.认识弹簧测力计,了解其测量原理,会用弹簧测力计测量力的大小.
2.会用力的示意图表示力.
【过程与方法】
1.通过观察和实验,了解弹簧测力计的结构.
2.通过自制弹簧测力计并使用弹簧测力计,掌握测力计的使用方法.
【情感、态度与价值观】
1.对周围生活中弹力应用的实例有浓厚的兴趣,体会科学技术的价值.
2.通过对弹簧测力计的制作,培养学生勤于动手、严谨细致和爱护仪器的良好习惯.
重点难点
【重点】
弹簧测力计的使用方法.
【难点】
弹簧测力计的使用方法.
教学过程
知识点一 怎样测量力的大小
【自主学习】
阅读课本P8-9,完成以下问题:
1.在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,就被拉得越长.弹簧测力计就是根据这个原理制成的.
2.当弹簧或金属丝的伸长量不是太大时,它的伸长量跟其所受拉力的大小成正比.这个规律后来叫做胡克定律.
【合作探究】
演示一 手拉自然状态下的弹簧,若拉力大小不同,弹簧会发生怎样的变化
答:用力拉弹簧,弹簧伸长;拉力越大,弹簧伸得越长.
演示二 认识弹簧测力计
1.弹簧测力计的制作原理是什么?
答:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长.
2.观察弹簧测力计的结构,它是由什么构成的?
答:它主要由指针、刻度板、弹簧组成.
3.上图中的弹簧测力计量程(量程范围)和分度值分别是多少?
答:量程是0~5 N;分度值是0.2 N.
4.弹簧测力计的使用方法及注意事项有哪些?
答:(1)测量前:①首先要看清量程,也就是测量范围.加在弹簧测力计上的力不能超过其量程,否则就会损坏弹簧测力计.②认清分度值,以便读数时快速准确.③校零:观察指针是否指在零刻度线,若没有,则需要把指针调到零刻度线.④使用前轻轻地拉动几次挂钩,避免弹簧被外壳卡住.(2)测量时:①测量的物体一定要挂在挂钩上,严禁倒挂.②拉力方向应与弹簧的轴线方向一致,确保测量准确.③所测力的大小不要超过它的量程.④读数时,视线应与刻度板垂直.
5.生活中常见的测力计还有哪些?
答:有握力计、托盘称、弹簧秤等.
探究一 测量纸条能承受的最大拉力
裁几条不同宽度的薄纸条,依次把它们挂在已校零的弹簧测力计的挂钩上.用手向下拉纸条,慢慢加大拉力,在纸条断裂时,读出弹簧测力计的示数,这可以认为是纸条能承受的最大拉力.
把测量结果填入下表:
纸条宽度b/mm
纸条能承受的最大拉力F/N
知识拓展 探究弹簧测力计的原理
在弹簧下挂钩码,记录钩码的个数和弹簧的伸长量,分析得到的数据.
次数 钩码的个数/个 弹簧的伸长量/cm
1
2
3
实验结论:拉力越大,弹簧伸长量越长.
【教师点拨】
1.弹簧的伸长是指弹簧伸长的长度,不包括弹簧的自身长度.
2.测的力(或物)一定要挂在弹簧测力计的挂钩一端,严禁倒挂.
3.读数时,应让指针与刻度盘保持相对静止,视线要与刻度板面垂直.
4.所测的力不要超过弹簧测力计的量程,否则,会损毁弹簧测力计.
【跟进训练】
1.如图展示了几位同学使用弹簧测力计的情景,其中测量方法错误的是( D )
2.观察如图所示的弹簧测力计:
(1)量程是0~5N.
(2)分度值是0.2N.
(3)测量值为1.4N.
知识点二 怎样用图表示力
【自主学习】
阅读课本P10,完成以下问题:
物理学中,常用一段带箭头的线段来表示力.
【合作探究】
探究二 要想全面准确地说明一个力,应该从哪几个方面进行描述?
答:力的三要素:大小、方向、作用点.
力的示意图定义:物理学中,常用一段带箭头的线段来表示力.
三要素的表示方法 力的大小 线段的长短,越长表示力越大
力的方向 箭头表示力的方向
力的作用点 线段起点或中点
例题 如图所示,小车在A点受到大小为100 N的水平向右的拉力,请画出这个拉力的示意图.
解答
演示三 请你画出放在书桌上的书对桌子的压力、手对墙的压力、绳子对灯的拉力.
【教师点拨】
画力的示意图的步骤:
(1)首先确定研究物体,并知道需要画哪些力,注意力的作用点要画在受力物体上.
(2)“三定”
①定点:首先在受力的物体上画出力的作用点,要注意作用点的位置.
②定方向:根据题目中的要求正确地作出力的方向.(有时要注意角度)
③定长度:在同一个图中,如果物体受到几个力的作用,在画这几个力的示意图时,力越大,线段应该画得越长.
(3)“三标”
①标箭头:在线段的末端标上箭头表示力的方向.
②标力的符号:压力、拉力、推力、支持力以及后面学习的弹力等都用字母“F”表示,后面学习的摩擦力用字母“Ff”表示,重力用字母“G”表示.另外,如果有几个力作用在物体上,用下标阿拉伯数字来区分,如“F1、F2、F3”等.
③标力的数值和单位:在箭头的旁边标上力的数值和单位来表示出力的大小.
【跟进训练】
吊灯挂在天花板上,如图所示,则天花板所受拉力的示意图正确的是( D )
课堂小结
1.测量力大小的工具:弹簧测力计
2.弹簧测力计:原理——弹簧的伸长量和拉力成正比.
3.使用方法
(1)调零
(2)认清量程、分度值
(3)使弹簧的伸长和拉力方向在同一条直线上.
4.力的示意图画法
练习设计
完成本课对应训练.
温馨提示:实验视频见课件.