【高效备课】沪科版物理八上 第6章 熟悉而陌生的力 第三节 弹力与弹簧测力计 教案

第三节 弹力与弹簧测力计
【教学目标】
一、知识目标
1.了解弹性、塑性及其在生活中的应用，理解弹力是如何产生的.
2.了解弹簧测力计的原理、构造和使用方法.
3.会正确使用弹簧测力计测量力的大小.
二、能力目标
1.通过对弹性、塑性的体验，探究弹簧伸长长度与拉力的关系.
2.通过探究弹簧测力计的使用过程，进一步掌握使用测量工具的基本方法.
三、素养目标
通过本节内容的学习，初步认识科学对人类生活的影响，增强学习物理知识、探究自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣.
【教学重点】弹力和弹簧测力计的正确使用.
【教学难点】弹力的概念及产生条件.
【教具准备】玩具弓（或弹弓）、钢尺（或废钢锯条）、弹簧、橡皮泥、橡皮筋、小车（带有弹簧）、拉力计、弹簧测力计、钩码、硬纸板、多媒体课件等.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师出示弹弓，并用力拉弹弓上的橡皮筋，引导学生观察现象：用力拉橡皮筋时，橡皮筋变长，发生形变，松手后，橡皮筋又恢复了原状.
师 弹弓上橡皮筋的变化说明力可以产生什么作用效果？
学生：力能使物体的形状发生改变.
师 请同学们利用身边的东西试一试，看看还有哪些物体有类似橡皮筋的性质.
学生思考、讨论：用力拉弹簧，弹簧伸长；压缩弹簧，弹簧缩短.
师 日常生活中类似橡皮筋、弹簧这样的物体很多，如弓箭、钢尺、撑竿跳高的撑竿等.它们有什么特点呢？请大家看一段视频.（播放弹性形变视频）
学生观看并思考.
【进行新课】
知识点1 弹力
（1）弹性形变
师 请同学们就刚才看到的视频思考：用力拉橡皮筋时，橡皮筋变长，发生形变，松手后，橡皮筋又恢复了原状，这个例子说明了什么？
学生：说明橡皮筋等物体受力时会发生形变，不受力时又恢复到原来的状态.
师 我们把物体的这种受力时会发生形变，不受力时又恢复到原来状态的性质叫做弹性；物体受力后会发生形变，若撤去作用力后，该物体能够恢复原状，则这种形变叫弹性形变.
板书：（1）弹性：直尺、橡皮筋等物体受力会发生形变，不受力时又恢复到原来的状态的性质；物体受力后会发生形变，若撤去作用力后，该物体能够恢复原状，则这种形变叫弹性形变.
（2）弹力
师 请同学们自己弯曲钢尺、拉长橡皮筋（或弹簧）来感受下，体会有什么感觉呢？
学生动手实验感受弹力（拉弹簧时，感觉到它对手也有力的作用）.
师 刚才大家在实验的过程中，发现弯曲钢尺、拉长橡皮筋和弹簧时，感受到钢尺、橡皮筋、弹簧对手有力的作用，即钢尺、橡皮筋、弹簧也在拉手，这表明橡皮筋、弹簧等在发生弹性形变时产生了力，我们把这种力叫做弹力.
板书：（2）弹力：物体在发生弹性形变时产生的力.
（3）塑性
师 请大家捏、拉橡皮泥，并想一想，橡皮泥与橡皮筋有什么不同？
学生动手实验，并回答：橡皮泥用力捏（拉）后发生变形，撤去力后不能恢复原形.
师 像橡皮泥这样变形后不能自动恢复原来形状的性质叫做塑性.塑性不同于弹性.
板书：（3）塑性：像橡皮泥这样变形后不能自动恢复原来形状的性质.
教师说明：（1）有些物体的形变是微小的，人眼不能观察到.任何物体在弹性限度内都能发生弹性形变，只不过有的物体形变不明显，不易直接观察到.（2）物体发生形变时如果超出弹性限度，将发生塑性形变.例如：人在水泥地面上行走、汽车在水泥地面上行驶，都会使路面发生弹性形变.汽车如果超载就可能使路面的形变超过弹性限度，路面会发生塑性形变即路面被破坏.
（4）弹力的性质
师 请大家再次拉橡皮筋、弹簧，并思考弹力是怎样产生的？它的施力物体是谁呢？
学生思考、讨论：弹力是物体由于发生弹性形变而产生的.弹力的施力物体是像弹簧、橡皮筋等有弹性的物体.
师 请大家看下面的演示实验.
演示1：放在平面上静止的小车，用手推动后运动起来，力改变了小车的运动状态.
演示2：将小车和一端固定、处于自由伸缩状态的弹簧挨着放在一起，小车的运动状态不会改变.
演示3：将小车和一端固定且被压缩的弹簧挨着放在一起，松开弹簧后，弹簧恢复原状，小车向右运动，如图：
师 请大家思考，分析上面的实验，你有什么收获？
教师引导学生分析：小车受到力后运动状态才会改变.和自由伸缩状态的弹簧挨靠在一起的小车运动状态没有改变，说明弹簧不发生形变时，对小车没有力的作用；和被压缩的弹簧靠在一起的小车在弹簧被松开后，在弹簧的作用下运动状态改变，受到了弹簧的弹力，说明只有弹簧发生形变，才能产生弹力.由此可见，弹力产生的条件：要相互接触同时要发生形变.同时我们还看到，小车是向右运动，表明小车受到的力（弹力）是向右的，而弹簧是缩短的，是在恢复原状的过程中产生的弹力.由此可见，弹力的方向与恢复原状的方向相同，即与弹性形变的方向相反.
演示4：将弹簧压缩得短些、更短些，引导学生观察小车运动的距离变化，并得出结论.
学生观察、思考.教师引导：弹簧压缩得更短些时，小车运动的距离远些，产生的弹力更大.由此得到结论：弹力的大小与形变的大小有关，形变越大，弹力越大.
师 我们拉测力计时，弹簧拉得越长，我们感觉越吃力，就是这个道理.
师 任何物体发生弹性形变时都会产生弹力，日常生活中经常遇到的“物体对支持物的压力”、“绳的拉力”等，其实质都是弹力.弹力在生活中有广泛的应用，你知道生活中还有哪些地方用到弹力吗？
学生举例：
①我们用的自动铅笔和一些圆珠笔笔筒里面要利用弹簧的弹力.
②跳水运动中1ｍ板和3ｍ板的跳水都是利用了弹力.
③射箭运动员利用了弓的弹力才能把箭射出去.
④撑竿跳高运动员利用撑竿形变后产生的弹力把人弹得更高些.
⑤体操比赛中，跳马运动员利用踏板的弹力才能腾空，跳远运动员也要利用踏板的弹力.
⑥拉力器也是利用了弹簧的弹力.
板书：（4）弹力的性质：①产生的原因：物体发生弹性形变.②产生的条件：要相互接触；要发生弹性形变.③施力物体：弹簧、橡皮筋等发生弹性形变的物体.④方向：与恢复原状的方向相同，即与发生弹性形变的方向相反.⑤大小：弹力的大小与形变的大小有关，形变越大，弹力越大.
教师说明：（1）在力的作用下物体会发生形变，这是力的一种作用效果.（2）弹力是一种效果力，通常情况下物体的形变往往难以察觉，故判断是否产生弹力可依据两点：①物体间是否接触；②接触处是否存在着相互挤压或拉伸（即是否发生了弹性形变）.
例题1（多选）（用多媒体展示）下列说法中正确的是（ ）
A.弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力
B.只有弹簧才能产生弹力
C.支持力、压力、拉力都属于弹力
D.坐在凳子上的人，受到的支持力是因为人的形变而产生的弹力
解析：物体的形变有两种：一种是弹性形变；一种是塑性形变.弹力发生在直接接触并产生弹性形变的物体之间，故A正确；任何发生弹性形变的物体都会对与它相接触的物体产生弹力，所以B错；支持力、压力、拉力是从力产生的效果来加以区分的，从力产生的本质上看，它们都是由于物体发生形变而产生的力，所以压力、支持力、拉力都是弹力，故C正确；人受到的支持力的施力物体不可能是人自己，人坐在凳子上受到的支持力是因为凳子的形变产生的弹力，故D错误.
答案：AC.
【课堂训练】
完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.
知识点2 弹簧测力计
师 我们知道力有大小、方向和作用点.既然弹力的大小与弹性形变的大小有关，那么就可以根据形变的大小来比较、确定弹力的大小.因此，我们可以设计一个通过改变弹簧伸长长度来表示出力的大小的仪器——弹簧测力计.
让学生看课本P109页“图6?15”认识弹簧测力计，老师同时展示弹簧测力计实物，介绍弹簧测力计的结构以及原理.
板书：（1）弹簧测力计的结构：弹簧、挂钩、拉环、刻度板、指针、外壳.
弹簧测力计的测量原理（多媒体课件）
测量原理：弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长.大量实验表明，在弹簧的弹性限度内，弹簧伸长的长度Δl与弹簧所受拉力F成正比，其关系式为F=kΔl，k为比例系数，其大小与弹簧本身有关，所以弹簧测力计的刻度是均匀的.
（注意：弹簧的弹性有一定限度，超过这一限度，弹簧的伸长与它所受的拉力就不成正比了，因此加在弹簧测力计上的力不能超过它的量程.）
板书：（2）弹簧测力计测量原理：弹性限度内弹簧伸长的长度跟所受的拉力成正比.
教师拉动挂钩，引导学生观察，同时介绍：实验室常用的弹簧测力计的刻度盘是活动的，使用前，如果弹簧测力计的指针没有指在零点，则需要校零.
师 为了满足测力的不同需要，人们还制造了其他形式的测力计，如握力计和拉力计等.
让学生看课本P109页“图6-16”.
【课堂训练】
完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.
知识点3 正确使用弹簧测力计
教师指导学生阅读课本P109页“弹簧测力计的正确使用方法”，阅读完后，让学生感受一下1N、5N、10N的力有多大.
师 现在请一位同学上台给我们演示实验“测量身边小物体对弹簧测力计的拉力”，其他同学注意观察，并思考使用弹簧测力计时应注意哪些操作要求.
一位学生演示操作，其他学生分析讨论、回答：
学生1：使用前要先估计被测拉力的大小，以免拉力太大，损坏弹簧测力计；
学生2：拉弹簧测力计的时候，一般用手拉住吊环而不应该用手抓着外壳；
学生3：读数时视线应该正对刻度线.
教师用多媒体播放课件“正确使用弹簧测力计”并讲解.
正确使用弹簧测力计
使用测力计应注意下面几点：（1）所测的力不能大于测力计的测量限度，以免损坏测力计.（2）使用前，如果测力计的指针没有指在零点，那么应该将弹簧秤的指针调到零点.（3）使用时力的方向必须和弹簧的轴线方向一致，使弹簧秤能自由伸缩而不受阻碍，若指针与外壳有摩擦，应及时消除.（4）观察弹簧秤的量程与最小刻度值，以便正确读数.（5）弹簧秤稳定时才可读数，读数时视线应正对刻度线，与刻度板面垂直.
板书：正确使用弹簧测力计：①观察测力计的量程及分度值，加在测力计上的力不能超过其量程；②使用前将测力计的指针调整到零；③使用时力的方向必须和弹簧的轴线方向一致，使弹簧测力计能自由伸缩而不受阻碍，若指针与外壳有摩擦，应及时消除；④弹簧测力计稳定时才可读数，且读数时视线应正对刻度值，与刻度板面垂直.
例题2（用多媒体展示）如图所示，弹簧测力计的量程是 ，分度值是 ，此时被测拉力的大小是 .
解析：弹簧测力计的量程应是一个范围，即刻度盘上所标的最小数值到最大数值的测量范围：0～10Ｎ；分度值则是每一小格代表的数值，从刻度盘上可以看出，0～2N之间分成了5个小格，则1小格代表0.4N；此时指针正指在6N的位置，所以被测力的大小为6Ｎ.
答案：0～10Ｎ；0.4Ｎ；6Ｎ.
【课堂训练】
完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.
【课堂小结】
通过今天的学习，我们知道了弹性和弹力，了解了弹簧测力计的构造，知道它的工作原理，进而熟悉了弹簧测力计的使用方法.请同学们课后练习使用弹簧测力计测量物体的重力，并在网上查阅更多与弹簧测力计相关的资料.好了，这节课就上到这里，谢谢！
【课后作业】
完成练习册中本课时对应课后作业部分练习.
弹力是一种很常见的力，在初中和高中阶段都要学习.日常生活中应用弹力的地方也很多.从弹力应用的广泛性和关于力的初步知识的完整性出发，我在本课的教学中增加了“了解弹力”的内容.把教学难点定为对弹力的概念的理解，但只要求了解它是怎样形成的，至于它的三要素只简单提到.我的突破方法是充分利用手中的器材让学生去亲身体验弹力的存在，从而理解弹力的概念.教学重点放在认识弹力，以及弹簧测力计的使用上.对于弹簧测力计的使用，没有一味的讲解，而是通过阅读使用方法，并去使用它，让学生在使用中学习，在学习中使用，并在学习中交流.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场合是很多的，所以对于弹簧测力计的使用，我让学生边探索边思考边试着应用.