物理：《形变与弹力》教案（鲁科版必修1）

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第二节 形变与弹力
1、 知识架构
1、 列举实例，叙述弹力的定义。
1、 说出弹力产生的条件，能区分弹力和重力。
1、 说出显示微小形变的方法。
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1、 知识目标
1、 了解形变的概念，了解弹力是物体发生弹性形变时产生的．21世纪教育网
1、 能够正确判断弹力的有无和弹力的方向，正确画出物体受到的弹力．
1、 掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法．
1、 能力目标
1、 能够运用二力平衡条件确定弹力的大小．
1、 针对实际问题确定弹力的大小方向，提高判断分析能力．
教学建议
1、 基本知识技能：
（一）、基本概念：
1、弹力：发生形变的物体，由于要回复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力．
2、弹性限度：如果形变超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度．
3、弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大．
4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和扭转形变．
（二）、基本技能：
1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小．
2、根据不同接触面或点画出弹力的图示．
1、 重点难点分析：
1、弹力是物体发生形变后产生的，了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的确定是本节的教学重点．
2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点．
教法建议
1、 关于讲解弹力的产生原因的教法建议
1、 介绍弹力时，一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好，可以演示圆
形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化，也可以演示其它明显的形变实验，如矿泉水瓶的形变，握力器的形变，钢尺的形变，也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法．通过演示，介绍我们在做科学研究时，通常将微小变化“放大”以利于观察．玻璃瓶的形变
如下图所示，在椭圆形的大墨水瓶瓶塞中插一根内径约1－1.5 mm毛细管，瓶内装满染色水，管后衬白色纸屏。演示时，在瓶的截面短轴方向（图a所示方向）施加压力，水柱上升，说明瓶体微小形变使容积减小；撤去压力，水柱下降到原位。在瓶的长轴方向（图b所示方向）施加压力，水柱下降，说明瓶的容积变大；撤去压力，水柱升到原处。 [来源:21世纪教育网]
演示长轴方向施力时水柱下降，可纠正学生错误认为是这是瓶内水柱受热膨胀所致。玻璃管的长短、内径的大小要经实验选择，以液柱变化明显为宜。
（2）桌面的形变
如右图所示，用激光束照在桌面平面镜上，经两次反射后照在墙上。演示时，用力压桌面，墙上的光点会发生明显偏移，说明桌面受外力而产生形变。若无激光器可用幻灯代替，用一块开有狭缝的黑纸片插在透镜前，利用墙上的狭光带偏移演示桌面的形变。
1、 关于弹力方向讲解的教法建议
1、弹力的方向判断是本节的重点，可以将接触面的关系具体为“点——面（平面、曲面）”接触和“面——面”接触．举一些例子，将问题简单化．往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准．
　如所示的简单图示：
2、注意在分析两物体之间弹力的作用时，可以分别对一个物体进行受力分析，确切说明，是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用．配合教材讲解绳子的拉力时，可以用具体的例子，画出示意图加以分析．
教学过程
第二节 形变与弹力
教学方法：实验法、讲解法
教学用具：演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物（钩码）．
过程设计：
（一）复习提问
1、重力是的产生原因是什么？重力的方怎样？
2、复习初中内容：形变；弹性形变．
（二）新课教学
由复习过渡到新课，并演示说明
1、演示实验1：捏橡皮泥，用力拉压弹簧，用力弯动钢尺，它们的形状都发生了改变，教师总结形变的概念．
形变：物体的形状或体积的变化叫做形变，形变的原因是物体受到了力的作用．针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念：能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变．不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变．
2、将钩码悬挂在弹簧上，弹簧另一端固定，弹簧被拉长，提问：
（1）钩码受哪些力？（重力、拉力、这二力平衡）
（2）拉力是谁加给钩码的？（弹簧）
（3）弹簧为什么对钩码产生拉力？（弹簧发生了弹性形变）
由此引出弹力的概念：
1、 弹力：发生弹性形变的物体，会对跟它直接接触的物体产生力的作用．这种力就叫弹力．
就上述实验继续提问：[来源:21世纪教育网]
（1）弹力产生的条件：物体直接接触并发生弹性形变．
（2）弹力的方向
　　提问：课本放在桌子上．书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力？其受力物体、施力物体各是什么？方向如何？
　　与学生讨论，然后总结：
4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体（被压物体）．
5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体（被支持物体）．
　　继续提问：电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力？
　　其受力物体、施力物体各是谁？方向如何？
分析讨论，总结．
6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向．
7、胡克定律
　　弹力的大小与形变有关，同一物体，形变越大，弹力越大．弹簧的弹力，与 形变的关系为：
在弹性限度内，弹力的大小 跟弹簧的伸长（或缩短）的长度 成正比，即：
式中 叫弹簧的倔强系数，单位：Ｎ／ｍ．它由弹簧本身所决定．不同弹簧的倔强系数一般不相同．这个规律是英国科学家胡克发现的，叫胡克定律． 胡克定律的适用条件：只适用于伸长或压缩形变．
　　8、练习使用胡克定律，注意强调 为形变量的大小．
（三）、布置课后作业．
探究活动——运用弹簧的串并联知识研究钢材的拉伸
课题1：
题目：关于弹簧的串并联——钢材的拉伸
内容：在建筑力学中，关于钢筋的劲度以及拉伸，可以根据弹簧的串并联进行研究。
有关弹簧的串并联内容可以参考“探究活动”中的相关内容。
探究活动——自行设计实验求解弹簧的劲度系数
课题2：
题目：自行设计实验求解弹簧的劲度系数
内容：学生自行组织利用工具研究弹簧的劲度求解，方法不限，记录实验数据，写出实验报告——说明实验目的、实验仪器、实验原理以及结论。
[来源:21世纪教育网]
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