7.2弹力
【学习目标】
1.知道什么是弹力,弹力产生的条件。
2.了解弹簧测力计的原理。
3.会正确使用弹簧测力计测量力的大小。
4.通过观察和实验了解弹簧测力计的结构。
5.掌握弹簧测力计的使用方法。
【教学重难点】
重点:认识弹力产生的条件;弹簧测力计的使用。
难点:弹力的概念及产生条件。
【教学方法】
启发诱导法、实验探究法、讨论法、观察对比法。
【教学过程】
新课导入:
撑杆跳高要比普通跳高跳得高,它借助了什么?
下边我们就学习有关弹力的知识。
新课讲授:
探究点一、弹力
活动1:老师向学生介绍弹性形变和塑性形变。
直尺、橡皮筋、撑竿等,在受力时会发生形变,不受力时,又恢复到原来的形状,物体的这种性质叫做弹性。这种形变称弹性形变。
有些物体,如橡皮泥,形变后不能自动地恢复到原来的形状,物体的这种性质叫做塑性。这种形变称塑性形变。
活动2:通过上述定义,引导学生总结归纳弹力的定义:
弹力定义:物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
活动3:动画演示微小形变,强调转换法这种物理思想。
有些物体的形变程度较小,用肉眼不能直接观察出来,可以用转换思想把它放大。放在桌面上的水杯受到桌面对它的支持力,支持力是弹力;桌面受到水杯的压力,压力也是弹力。
活动4:分组讨论弹力产生的条件。
学生充分讨论交流后得出答案,老师再总结:
弹力产生条件:
①物体间有直接接触。
②接触处有相互挤压或拉伸。
活动5:老师强调:物体的弹性有一定的限度,超过了这个限度也不能完全复原。使用弹簧时不能超过它的弹性限度,否则会使弹簧损坏。
探究点二、弹簧测力计
活动1:思考与讨论:前面我们学习了力,你知道测量力的工具是什么吗?
弹簧测力计:测量力的大小的工具。
活动2:老师出示各种弹簧测力计,并介绍其制作原理和实验方法。
1.原理: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.构造:主要由刻度盘、弹簧、指针、挂钩等组成。
3.认清弹簧测力计的量程和分度值。
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。
(1)观察弹簧测力计的量程,并认清它的每个小格表示多少牛。
(2)检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上,如果不在,应该把指针调节到零刻度线上。
(3)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。
活动3:学生自己动手练习使用弹簧测力计。
活动4:老师在学生练习使用弹簧测力计后,要求学生分组讨论:归纳总结使用弹簧测力计的注意事项:
弹簧测力计的正确使用方法:
观察量程、弄清分度值、校零,被测的力受力的方向要沿弹簧的轴线方向,使用前来回拉几次目的是防止弹簧卡壳,读数时视线必须与刻度盘垂直。
即:使用时注意:看、调、测、读四个环节。
活动5:老师介绍:材料的力学性能
材料的力学性能,是指材料受力时的变形行为及其抵抗破坏的能力,通常包括弹性与塑性、脆性与韧性等。无论是何种材料,一般受力时都要发生形变。有的会发生弹性形变,有的会发生塑性形变。不同材料发生弹性形变、塑性形变的难易程度不同。有些材料当受力达到一定值时,会发生突然断裂,且无明显的塑性形变,这种性质叫做脆性。例如,轻轻一掰,饼干就会变成碎片。
力学性能是选择材料的重要指标。
1986年1月28日,挑战者号航天飞机在升空时意外爆炸,举世震惊。
在随后的事故调查中,物理学家费恩曼用一个简单的实验说明了问题的原因:航天飞机上有一个环形圈零部件,它嵌在火箭两个部件的接合处,以防止燃料在燃烧时从缝隙泄漏出来。发射当天的天气非常寒冷,环形圈变得非常坚硬,密封效果变差,造成燃料漏,酿成惨剧。
随着科技的发展,人们逐渐发明了很多具有特殊力学性能的新材料。有的材料不但很轻,而且强度很高,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,可以揉做一团,等到受热后,形状会自动恢复。
课堂练习:
1.下列生活中的物品,利用弹力来工作的是
A.铅垂线 B.静电除尘刷 C.弹簧秤 D.指南针
【答案】C
【解析】A.铅垂线是利用重力的方向始终是竖直向下的,故不符合题意;
B.静电除尘刷是利用带电体具有吸引轻小物体的性质,故不符合题意;
C.弹簧秤的弹簧受力会发生弹性形变从而产生弹力,是利用弹力工作的,故符合题意;
D.指南针是受地磁场作用,而南北指向的,所以是利用磁场对磁体的作用来工作的,故不符合题意。
故选:。
2.弹簧测力计是物理实验室常见的器材,它根据力的作用效果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.力可以使弹簧形变 B.力可以使弹簧运动
C.力可以改变弹簧的运动方向 D.力可以改变弹簧的运动快慢
【答案】A
【解析】弹簧测力计是根据在弹性限度内,弹簧的伸长量跟所受的拉力成正比来工作的,故其利用了力可以使弹簧形变。
故选:。
3.使用弹簧测力计时,下列说法中正确的是
A.弹簧测力计的原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量和所受拉力成正比
B.在失重的太空中,弹簧测力计无法测量力的大小
C.所测力的方向可以不与弹簧伸缩方向在同一直线上
D.测量时弹簧测力计要保持竖直位置
【答案】A
【解析】.弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长量和所受拉力成正比,故正确;
.在失重的太空中,弹簧测力计无法测量重力的大小,但可以测量拉力的大小,故错误;
.在使用弹簧测力计时,为了避免因弹簧与外壳间的摩擦而影响测量结果,应使所测力的方向与弹簧伸缩方向在同一直线上,故错误;
.根据测量需要,只要弹簧测力计的轴线与力的方向一致即可,不必让弹簧测力计保持竖直方向,故错误。
故选:。
4.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及摩擦力不计,物重,弹簧测力计、的示数分别为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】弹簧测力计静止时,受力平衡,弹簧测力计右端受到的拉力等于物体的重力,其左端受到的拉力大小,所以其示数为;
弹簧测力计静止时,受力平衡,弹簧测力计左右两侧受到的拉力等于物体的重力,,所以其示数为。
故选:。
5.弹簧秤的弹簧一端断了一小段,将剩下的弹簧修复后重新调零。用这只修复的弹簧秤测量力的大小,测量值与没有损坏前的弹簧秤测量值相比
A.读数变大 B.读数不变
C.读数变小 D.前三种情况都可能出现
【答案】C
【解析】弹簧断了一段后,剩余的弹簧的弹性系数变大,在受到相同大小的拉力时,弹簧伸长的长度变小,此时的测量值与损坏前的测量值相比较也就变小。
故选:。
课堂小结:
弹性:物体受力时发生性变,不受力时又恢复原状的特性。
弹力:物体由于弹性形变而产生的力。
弹簧测力计:
原理:弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,它的伸长越长
制作(构造):弹簧、指针、刻度板、拉钩、吊环、外壳
使用:
作业布置:
完成配套课后练习。
【板书设计】
1.弹性:物体在力的作用下发生形变,不受力时又恢复原状的特性叫弹性,这样的形变叫弹性形变。
2.塑性:物体在力的作用下发生形变,不受力时不能自动恢复原状的特性叫塑性,这样的形变叫塑性形变。
3.弹力:物体由于弹性形变而产生的力。
4.弹力的产生条件:(1)相互接触;(2)发生弹性形变。
5.弹簧测力计的构造、原理及使用。
【课后反思】
学生对弹力的感性认识较多,生活中形形色色的弹簧随处可见,弹力的应用也很多,因此能很自然地通过实验或实例引入弹力的教学。教学中要注重对学生生活经验的挖掘,体现新课程“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念,使抽象的物理概念变成生动形象的认知对象,从而有效地降低学习的难度,让学生在活动中,获得知识、提升能力。弹簧测力计制作原理、测量力的方法是本节课的重点和难点。通过探究影响弹力大小的因素,得出弹簧测力计的原理。
恢复到原来形状
没有恢复到原来形状