【2025春人教八下物理精彩课堂（教案）】7.2 弹力

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【2025春人教八下物理精彩课堂（素材+教案）】
7.2 弹力
方式一　【情境导入】
多媒体播放视频《巴黎奥运会杜普兰蒂斯打破撑竿跳世界纪录夺冠》和《奥运赛场上跳高撑竿折断》两个视频。
导入语:奥运会上撑竿跳这一运动深受大家的喜爱,请仔细观察两位运动员手中撑竿和运动员身体的变化,思考产生这种变化的原因是什么
方式二　【探究导入】
教师组织:(1)将一把直尺的两端分别靠在书上,轻压使它发生形变,体验手感,撤去压力,直尺恢复原状。
(2)取一条橡皮筋,把橡皮筋拉长,体验手感,松手后,橡皮筋会恢复原来的长度。
(3)取一块橡皮泥,用手捏,使其变形,手放开,橡皮泥保持变形后的形状。
(4)取一张纸,将纸揉成一团再展开,纸不会自动恢复到原来的形状。
教师引导:让学生交流观察到的实验现象,并对这些实验现象进行分类,说明是按什么分类的,并要求给各类现象再举些类似的例子。(按物体受力形变后能否恢复原来的形状这一特性进行分类)
教师归纳:(引出弹性和塑性的概念)同学们,我们在压尺子、拉橡皮筋时,感受到它们对手有力的作用,这种力在物理学上叫作弹力。板书课题——《第2节　弹力》。
详见电子资源
方法指点:转换法
如图7 2 1所示,用手挤压瓶子同一截面的不同部位,发现细管中的液面上升或下降,通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变。请几名学生上台体验表演,激发学生的积极性,进一步体会自然科学的乐趣,领悟科学探究的真谛。
图7 2 1
分析:手挤压瓶子,对瓶子施加弹力,使瓶子发生弹性形变,通过细玻璃管中的液面变化反映这种形变,这利用了转换法。
[中考解读] 本节内容中考常考考点是:①弹性和塑性的区分;②弹力的产生和应用;③弹簧测力计的原理及使用。考查题型一般为选择题、填空题以及实验探究题。
[考点对接] 1.弹力
[源起教材P7]插图
图7.2 1　撑竿跳高
例1　如图7 2 2所示,工人不用铁锤而使用橡胶锤铺设瓷砖,回答下列问题:
图7 2 2
(1)橡胶锤头的橡胶具有　　　　　　　(选填“较大的硬度”或“较好的弹性”)。
(2)橡胶锤敲击到瓷砖后会向相反方向运动,使橡胶锤弹开的力是由　　　　(选填“橡胶”或“瓷砖”)发生形变产生的。
[答案] (1)较好的弹性　
(2)瓷砖
[解析] (1)橡胶锤头的橡胶具有良好的弹性,容易发生弹性形变而产生弹力。
(2)力的作用是相互的,橡胶锤头敲击瓷砖,同时瓷砖也会对橡胶锤头施加力,故橡皮锤受到的力是由于瓷砖发生形变而产生的弹力。
[考点对接] 2.弹簧测力计的原理及使用
[源起教材P8]
图7.2 2　弹簧测力计
测量力的大小的工具叫作测力计。在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。利用这个道理做成的测力计,叫作弹簧测力计。在物理实验室中常用的几种弹簧测力计如图7.2 2所示。
使用弹簧测力计的时候,首先要看清它的测量范围。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。
例2　(盐城中考)如图7 2 3所示,弹簧测力计未挂重物时指针在零刻度线下方。在使用它测量钩码重力之前,应该先 (　　)
图7 2 3
A.把挂钩向下拉　　　B.把挂钩向上托　　　C.把面板向上移　　　D.把面板向下移
[解析] D　由图知,弹簧测力计未挂重物时指针在零刻度线下方,需将面板向下移动,就能使指针指在零刻度线处。
例3　(苏州中考)如图7 2 4所示,弹簧测力计的示数为　　　　N。
图7 2 4
[答案] 3.4
材料一——无处不在的弹簧
在我们的日常生活中,弹簧形态各异,处处都在为我们服务。常见的弹簧是螺旋形的,叫螺旋弹簧。做力学实验用的弹簧测力计、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧。螺旋弹簧有长有短,有粗有细,扩胸器的弹簧就比弹簧测力计的粗且长,抽屉锁中的弹簧又短又细,约几毫米长。螺旋弹簧在被拉伸或被压缩时都要产生反抗外力作用的弹力,而且在弹性限度内,形变越大,产生的弹力也越大;一旦外力消失,形变也消失。有的弹簧制成片形的或板形的,叫簧片或板簧。在口琴、手风琴里有铜制的发声簧片,在许多电器开关中也有铜制的簧片,玩具或钟表里的发条是钢制的板簧,在载重汽车车厢下方也有钢制的板簧。它们在弯曲时会产生恢复原来形状的倾向,弯曲得越厉害,这种倾向越强。有的弹簧像蚊香那样盘绕,例如,实验室的电学测量仪表(电流表、电压表)内,机械钟表中都安装了这种弹簧。这种弹簧在被扭转时也会产生恢复原来形状的倾向,叫作扭簧。
形形色色的弹簧在不同场合发挥着不同的功能。
(1)测量功能
我们知道,在弹性限度内,弹簧的伸长量(或压缩量)跟外力成正比。利用弹簧这一性质可制成弹簧测力计。
(2)紧压功能
观察各种电器开关会发现,开关的两个触头中,必然有一个触头装有弹簧,以保证两个触头紧密接触,使导通良好。如果接触不良,接触处的电阻变大,电流通过时产生的热量变多,严重的还会使接触处的金属熔化。卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好;至于螺口灯头的中心金属片以及所有插座的接插金属片都是簧片,其功能都是使双方紧密接触,以保证导通良好。在盒式磁带中,有一块用磷青铜制成的簧片,利用它弯曲形变时产生的弹力使磁头与磁带密切接触。在订书机中有一个长螺旋弹簧,它的作用一方面是顶紧钉书钉,另一方面是当最前面的钉被推出后,可以将后面的钉送到最前面以备钉书时推出,这样,就能自动地将一个个钉推到最前面,直到钉全部用完为止。许多机器的自动供料,自动步枪中的子弹自动上膛都靠弹簧的这种功能。此外,像夹衣服的夹子,圆珠笔、钢笔套上的夹片都利用了弹簧的紧压功能。
(3)复位功能
弹簧在外力作用下发生形变,撤去外力后,弹簧就能恢复原状。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来复位的。例如,许多建筑物大门的合页上都装了复位弹簧,人进出后,门会自动复位。人们还利用这一功能制成了自动伞、自动铅笔等用品,十分方便。此外,各种按钮、按键也少不了复位弹簧。
(4)带动功能
机械钟表、发条玩具都是靠上紧发条带动的。当发条被上紧时,发条产生弯曲形变,存储一定的弹性势能。释放后,弹性势能转变为动能,通过传动装置带动时针、分针、秒针或轮子转动。在许多玩具枪中都装有弹簧,弹簧被压缩后具有势能,扣动扳机,弹簧释放,势能转变为动能,撞击“子弹”使其沿枪管射出。田径比赛用的发令枪和军用枪支也是利用弹簧被释放后弹性势能转变为动能撞击发令纸或子弹的引信完成发令或发火任务的。
(5)缓冲功能
在机车、汽车车架与车轮之间装有弹簧,利用弹簧的弹性来减缓车辆的颠簸。
(6)振动发声功能
当空气从口琴、手风琴中的簧孔中流动时,冲击簧片,簧片振动发出声音。
材料二——奥运会撑竿跳高:跃向新高度的科技与技巧之旅
撑竿跳高,作为奥运会田径赛场上的经典项目之一,其技术、材料以及规则的发展变迁,无不反映了人类对于挑战自我、超越极限的不懈追求。撑竿跳高起源于古代人类使用木棍、长矛等撑越障碍的活动。
从木杆到现代材料——撑竿的演变
撑竿跳高,这项古老而又充满活力的运动,自1896年第一届现代奥运会起就已存在。运动员们从最初的木杆,一步步跃向了由复合材料制成的现代撑竿,每一次材料的革新,都伴随着运动成绩的飞跃。
木杆时代:最初的撑竿跳高,运动员们使用的是木制杆,下端装有三股铁叉,通过“爬杆”的方式跃过横杆。1896年,W.霍伊特用木杆创造了3.30米的成绩,夺得了奥运金牌。
竹竿时代:随着时间的推移,运动员们开始使用竹竿,这种材料轻且有弹性,促进了技术的不断改进。1912年,M.赖特首次突破4米大关,标志着撑竿跳高进入了一个新的时代。
金属竿时代:1952年,铝合金竿的出现,以其结实耐用的特性,让运动员们敢于提高握竿点,加快助跑速度,加大摆体幅度。1957年,B.古托夫斯基以4.78米的成绩刷新了世界纪录。
玻璃纤维竿时代:1961年,G.戴维斯以4.83米的成绩,创造了玻璃纤维竿的第一个纪录。1962年,国际田联正式批准使用玻璃纤维竿,这种材料的轻便和弹性,为运动员实现更高的跳跃提供了可能。
现代撑竿材料:如今,撑竿主要由复合材料制成,这些材料更轻、更有弹性,为运动员提供了更高的跳跃潜力。2024年,阿曼德·杜普兰蒂斯以6.24米的成绩刷新了男子撑竿跳高的世界纪录。
技术的革新——从“爬杆”到“摆动式”
撑竿跳高技术的演变,从最初的“爬杆”方式,到现代的“摆动式”技术,运动员们通过助跑、插杆、起跳、腾空和过杆等一系列动作,充分利用撑竿的弹性势能,不断提高跳跃高度。
规则的完善——公平与公正的体现
撑竿跳高的规则发展,从早期的简单规定,到现代的规范化和标准化,国际田联不断完善比赛规则,包括助跑距离、插杆方式、横杆高度、试跳次数等方面的规定,使得比赛更加公平、公正。
纪录的发展——各国运动员的竞技水平
男子撑竿跳新纪录诞生——瑞典的阿曼德·杜普兰蒂斯在2024年巴黎奥运会以惊人的6.25米成绩,再次刷新了世界纪录。这位年轻的运动员,用他的杆子,不仅撑起了身体,更撑起了人类极限的新高度!
材料一　无处不在的弹簧
　　材料二　奥运会撑竿跳高:跃向新高度的科技与技巧之旅
第2节　弹力
教 材 解 读 本节内容是在学习了力的概念的基础上对生活中常见的力——弹力进行研究,是高中进一步学习弹力的基础;弹簧测力计是力学中重要的测量仪器,是今后研究重力、摩擦力、浮力、机械效率的基础。因此本节内容在教材中起到了承前启后的作用。 弹力是一种很常见的力,日常生活中应用弹力的地方很多。对于弹力只要求了解它是怎样产生的,不必去分析它的三要素;教学重点应放在探究弹簧测力计的使用上。
学 习 目 标 物理观念 1.知道什么是弹力,及弹力产生的条件。 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。
科学思维 通过对比撑竿跳的视频中撑竿的不同形变,知道形变的不同类型,建构弹力的概念和产生条件。
科学探究 经历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。
科学态度 与责任 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.通过对弹簧测力计使用的探究,培养学生探索日常用品中的科学道理的兴趣,提高学生探索新器件的能力。 3.在实验中养成严谨的科学态度。
重难 点处 理 重点:弹簧测力计的正确使用。建议教师以学生分组实验的方式进行教学,课前准备足够多的弹簧测力计,通过学生实验的完成,引导学生对实验过程进行评估、交流,从而分析归纳出弹簧测力计的正确使用方法。 难点:弹力的概念及产生条件。建议按照“从生活走向物理”的理念,充分利用学生的生活经验,多举一些日常生活中的事例,帮助学生加深理解。
合 作 探 究 探究课题:通过测量头发承受力探究弹簧测力计的使用。 探究步骤:(1)观察弹簧测力计的量程、分度值及指针是否指零。 (2)将一根头发拴在弹簧测力计的挂钩上,慢慢用力拉头发,读出头发被拉断的瞬间弹簧测力计的示数,即为头发的承受力。 (3)用同样的方法,多测几名同学的头发,比一比谁的头发承受力更大。 讨论交流:(1)怎样避免弹簧、指针或挂钩与外壳的摩擦 (使用前轻轻拉动几次;使用过程中保证弹簧的轴线方向与拉力方向一致) (2)若指针不指零且无法调节,如指在0.2 N处,直接用它测出的结果是偏大还是偏小 若示数为1.6 N,则头发的实际承受力是多少 (偏大;1.4 N) (3)在竖直使用弹簧测力计时,若将弹簧测力计拿反,把头发系在了拉环上,测量结果较头发实际承受力有什么变化 (偏大,因为示数中包含了弹簧测力计自身对弹簧的拉力)
教 学 反 思 关于弹簧测力计的使用探究:物理测量类器材在使用前,首先要了解器材的量程和分度值,并对器材进行调零,这是一个常识;在具体的使用过程中应该注意:避免弹簧和外壳间有过大摩擦,测量时拉力的方向应与弹簧的轴线方向一致,读数时视线与刻度线垂直,这些都是学生在学习中应该掌握的内容。另外在条件允许的情况下,教师应尽可能设置一些课外的活动,比如用三个测力计分别在两端施加力,观察测力计的示数,以达到“会正确使用弹簧测力计”的技能目标。
典案一 教学设计①
教师活动 学生活动 设计意图
【导入新课】 　多媒体播放视频《巴黎奥运会杜普兰蒂斯打破撑竿跳世界纪录夺冠》和《奥运赛场上跳高撑竿折断》两个视频。 观察并思考:奥运会上撑竿跳这一运动深受大家的喜爱,请仔细观察两位运动员手中撑竿和运动员身体的变化,思考产生这种变化的原因是什么 观看视频并积极思考。 回答: 第一个视频中撑竿先变弯后恢复原状,运动员从地面向上跃起,过横杆后向下落去。 第二个视频中撑竿先变弯后折断,运动员从地面向上跃起,但中途掉落,未过横杆。 这些变化的原因是受到了力。 感受力与美的结合,体会物理与生活的密切关系,激发学习兴趣。
【探究新知】 一、弹力 (一)探究点一:弹性和塑性 你可以举出生活中类似视频一和视频二中撑竿的形变的例子吗 分别有什么特点 总结: 像第一个视频中的撑竿和同学们举例的物体一样,受力时发生形变,不受力时,又恢复原来的形状,物体的这种特性叫弹性,发生的形变叫弹性形变。 像第二个视频中的撑竿和同学们举例的物体一样,受力时发生形变不能恢复原来的形状,物体的这种特性叫塑性,发生的形变叫塑性形变。 (二)探究点二:弹力 (1)为了模拟运动员撑竿跳高的过程,我们来进行以下活动: 活动:请各组同学,尝试用塑料尺或钢尺将粉笔头弹出去,比比哪个小组的粉笔头弹出最远。 思考:不让塑料尺发生形变,能把粉笔头弹出去吗 当使塑料尺发生形变的同时,你的手有何感觉 当塑料尺形变量更大时,手的感觉有何变化 这又说明了什么呢 实验中我们发现,有一组同学在弹出粉笔头时,将塑料尺掰断了,请问这组同学,撤去弹力后塑料尺还能恢复原状吗 引出弹性限度的概念。 归纳总结:物体的弹性有一定的限度,超过这个限度,物体就不能恢复原状。 弹力产生的条件:①物体互相接触;②物体发生弹性形变。 同学们,你能给第二个撑竿跳高运动员一些选竿的建议吗 二、弹簧测力计 (一)探究一:探究并验证弹簧的伸长量与所受拉力的关系 老师提问:弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力有什么关系吗 请提出猜想,并设计一个小实验来验证一下。 演示一:将弹簧挂在黑板上,此时弹簧不受外力,从弹簧上端到下端指针的距离叫弹簧的原长。(用彩条显示“原长”) 当弹簧受到拉力时,它的长度会怎样 举例: 交流讨论、总结特点。 归纳总结: 任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力,同一物体,弹性形变量越大,产生的弹力越大。日常生活中经常遇到的对支持面的压力、物体受到的支持力、绳的拉力等,其实质都是弹力。 建议:选择弹性限度较大的撑竿、革新撑竿材料等。 培养学生对生活的观察能力,感受弹性和塑性,提升归纳总结的能力。 将物理与体育竞技联系,提高学生的学习兴趣。
演示二:把一个钩码挂在弹簧上,此时,从弹簧上端到下端指针的距离叫弹簧的长度。(用彩条显示“总长”) 请一名学生指出哪一段是由于弹簧受到拉力而伸长的长度。(用彩条显示“伸长”) 教师点拨:此时弹簧的总长减去弹簧的原长就是弹簧伸长的长度。 当弹簧受到的拉力增大时,它伸长的长度会怎样 教师做演示实验:分别在弹簧下挂1个、2个、3个、4个完全一样的钩码,学生依次在下面的坐标图中记下弹簧受到的拉力和弹簧伸长的长度。 分析数据,得出结论:在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。 [过渡语]在一定限度内,拉力越大,弹簧伸长越长,生活中我们是怎样利用弹簧这个性质的呢 (二)探究二:探究弹簧测力计的制作和使用 思考:根据物体的形变与外力大小的对应关系,能否制造一个测量力的大小的工具 出示弹簧测力计,让学生知道测量力的大小的工具。 学生通过思考、观察、实验、讨论等方式认识弹簧测力计,知道其用途、原理、结构。 让学生说出弹簧测力计的量程、分度值,加在弹簧测力计上的力能否超过其最大测量值 如果指针不指零应该怎么办 老师总结使用弹簧测力计的注意事项: (1)要先轻轻拉挂钩几次,以避免测量时指针被刻度盘卡住; (2)被测的力要施加在挂钩上,弹簧的轴线方向要与被测力的方向一致,以防摩擦或其他阻碍; (3)加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值; (4)当指针相对于刻度盘静止时方可读数,读数时视线必须和刻度盘垂直。 老师提问:同学们可以自己制作一个简易弹簧测力计吗 (老师提供素材,学生利用现有素材进行分组实验) (1)将一块光洁平整的硬纸板竖直地固定在铁架上。再将一根下端带有挂钩的弹簧的上端固定在纸板上。弹簧自然下垂时记下弹簧最下端的位置,在纸板上做好记号。 (2)将0.5 N的钩码挂在弹簧上,记下弹簧最下端的位置并在纸板上做上记号。 (3)分别将1 N、1.5 N、2 N的钩码依次挂在弹簧上,并在硬纸板上分别记下弹簧最下端对应的位置。 (4)在对应的位置上标出所用钩码的规格,这样就做成了一个弹簧测力计。 拓展:为了满足不同的测力需求,人们还制作了其他形式的测力计,如握力计、拉力计等。 课堂小结(略) 课堂练习(略) 布置作业(略) 实验、感受、思考、交流、回答。 学生动手实验、仔细观察、认真思考、讨论交流。 实验简单易行,学生能够参与教学,提高兴趣和探究能力。 通过多种学习方式,充分调动学生学习的积极性,让学生始终处于学习的主体地位,培养他们获取新知识的能力。
温馨提示:为满足广大一线教师的不同教学需求,特新增“典案二　教学设计②”,　
内含多种授课方式不同的教学设计案例,word排版,可编辑加工,方便使用。　
内容详见电子资源。
典案三 导学设计
学点1:弹力
1.认识弹性
根据实际情况选择性地完成如图7 2 5所示实验,并回答问题。
图7 2 5
问题:以上实验说明力能改变物体的　形状　。对比图中的情形,可以再次进行分类,图(a)(b)中,橡皮泥、面团发生形变后　不能　(选填“能”或“不能”)自动地恢复到原来的形状,物体的这种性质叫作　塑性　;图(c)(d)中,弹簧、橡皮筋受力时会发生形变,不受力时,又　能　(选填“能”或“不能”)恢复到原来的形状,物体的这种性质叫作　弹性　。
2.认识弹力
阅读教材P7相关内容,回答下面的问题。
问题:(1)我们把弹簧、橡皮筋拉长时,可以感受到它们对手有力的作用。物体由于发生　弹性形变　而产生的力叫作弹力。
(2)物体的弹性有一定的限度,超过这个限度物体就　不能　(选填“能”或“不能”)恢复原来的形状。
3.认识压力、支持力
观察图7 2 6,回答下面的问题。
图7 2 6
问题:如图甲所示,挑水时,扁担会对肩膀施加压力,同时会看到扁担发生了　弹性　形变,故压力属于　弹力　;如图乙所示,塑料直尺会向下弯曲而发生　弹性　形变,故支持力属于　弹力　。生活中还有很多由于压力和支持力而导致的物体形变不易直接观察到,需要借助其他器材进行探究发现。综上所述,压力、支持力都属于　弹力　。
学点2:弹簧测力计
1.弹簧测力计的工作原理
提出问题:弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力有什么关系
实验过程:按图7 2 7所示过程进行实验,并将每次的实验结果记录在下面的表格中。
图7 2 7
实验次数 施加拉力/N 弹簧原长/cm 弹簧的长度/cm 弹簧的伸长量/cm
1 0 2.50 2.50 0
2 1 2.50 3.00 0.50
3 2 2.50 3.50 1.00
4 3 2.50 4.00 1.50
5 4 2.50 4.50 2.00
分析论证:分析表中数据可知,在弹性限度内,弹簧受到的拉力越　大　,弹簧的伸长量就越　长　。当该弹簧受到6 N的拉力时(在弹性限度内),其长度为　5.50　cm,弹簧伸长了　3.00　cm。
实验结论:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成　正　比。
2.弹簧测力计的使用
观察如图7 2 8所示弹簧测力计,完成下列问题。
图7 2 8
问题:(1)原理:根据弹簧测力计的结构拆分,可以知道弹簧测力计的工作原理是: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)结构:根据上图可知弹簧测力计的结构主要分为　指针　、　刻度盘　、　挂钩　、　弹簧　等几部分。
(3)使用
①观察量程、分度值:观察你使用的测力计,了解弹簧测力计的量程和分度值。图中弹簧测力计的量程为　0~5 N　,分度值为　0.2 N　。
②校零:检查测力计的指针是否指在零刻度线上,如果不在,调节弹簧测力计,使指针与零刻度线重合。
③顺拉:测量前,要先拉几下挂钩,防止弹簧卡在外壳上,防止弹簧与外壳之间存在摩擦。
④测量:将被测力作用在挂钩上,使弹簧的伸长方向与所测拉力方向　一致　。静止后读出弹簧测力计的示数,读数时,视线与刻度板面　垂直　。
⑤整理实验器材。
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