2.1物体的形变 教案 (2)

2.1物体的形变 教案
【教学课题】
物体的形变
【教学目标】
1．知识与能力
知道物体在外力作用下有哪几种形变
了解轴向拉伸与压缩形变的概念。
了解剪切、扭转和弯曲形变的概念。
2.过程与方法
通过本课教学，在初中对弹力已有认识的基础上，进—步深化对弹力的产生、性质、效果的认识，并学习研究物理问题的“实验——观察——思考——归纳”科学方法。
领会将微小形变放大的实验方法。
3.情感态度与价值观
从任何物体都能发生形变入手，培养实事求是的世界观。
【教学安排】
90分钟
【教学重难点】
重点：形变产生的原因
难点：各种形变力的方向
【教学方法】
讲练结合、总结归纳
【教学用具】
投影仪、投影片
【教学内容】
物体在力的作用下，会发生大小和形状的改变，即发生形变。作用在物体上的力的方式不同，物体发生形变的方式也不同。
一、拉伸和压缩形变
在物体的各种形变中，最常见的是拉伸和压缩形变。
用双手拉和压条形橡皮（图2.1-1），看看条形橡皮的形状有什么变化？
从观察到的现象可以知道，沿橡皮轴线作用一对大小相等、方向相反的外力，橡皮将发生伸长或缩短变形，这种变形称为拉伸形变或压缩形变。
工程中有很多物体受轴向力作用而产生拉伸或压缩形变。例如房架中的杆件（图2.1-2甲）、斜拉桥中的拉索（图2.1-2乙）、螺旋起重装置上的螺杆（图2.1-2丙）、建筑物中的支柱（图2.1-2丁）等，都发生拉伸或压缩形变。
剪切形变、扭转形变和弯曲形变
思考：物体受到什么样的力才会被剪断呢？
图2.1-4所示是在剪床上剪切钢板的示意图。剪床的上、下两个刀刃以大小相等、方向相反相反、作用线间距很小的两个力F、F′作用在钢板上，迫使钢板在两个力之间的横断面mn处发生相对错动，直至最后被剪断。
这种构件随垂直于轴线的一对大小相等、方向相反、作用线平行且距离很近的力的作用时，两个力之间的横截面沿外力方向发生相对错动的变形称为剪切形变。
产生相对错动的截面称为剪切面。剪切面总是与外力作用线平行，且位于方向相反的两外力作用线之间。
同理，大桥上连接两块钢板的铆钉也属于承受剪切的构件。

如图2.1-5甲所示，连接两块钢板的螺栓，其所受外力垂直于螺栓轴线，螺栓上半部分与下半部分受到方向相反的两个力，当两个力足够大时，螺栓将发生上、下相对错动的变形（图2.1-5乙）。
思考：
条形橡皮的扭转:
双手用力使条形橡皮扭转，左右手的手指所施的力有什么特点？ 图2.1-5
从上面的实验知道，右手的手指对橡皮施加一个力偶，力偶中两个力所在的平面跟橡皮的轴线垂直；同时左手的手指对橡皮也施加一个力偶，这个力偶的方向跟前一个力偶相反。橡皮由于受到这两个力偶的作用，它的任意两个截面都将绕轴线发生相对转动。
当物体在两端受到一对大小相等、方向相反、作用面都垂直于物体的轴线的力偶作用时，物体的各横截面绕轴线发生相对转动，这种形变称为扭转形变。在生活和生产实际中，物体发生扭转形变的情况是很多的。
思考：
如何显示微小形变？
用简单的装置也可以显示微小形变．找一个大玻璃瓶，装满水，瓶口用中间插有细管的瓶塞塞住(如图)．用手按压玻璃瓶，细管中的水面就上升；松开手后，水面又回到原处．这说明玻璃瓶受到按压时发生形变．
【课堂小结】
1.物体在力的作用下，会发生形变。
2.沿物体轴线作用一对大小相等、方向相反的外力，物体将发生伸长或缩短变形，这种变形称为拉伸形变或压缩形变。
3.物体受垂直于物体轴线的一对大小相等、方向相反、作用线平等且距离很近的力的作用时，两个力之间的横截面沿外力方向发生相对错动的变形称为剪切形变。