7.2 弹力、力的测量 导学设计
图片预览
文档简介
二、 弹力 力的测量
教材解读
本节课内容是在学生学习了力的概念的基础上对生活中常见的力——弹力进行的研究，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，因此本节内容和方法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。对于弹力概念只要求了解它是怎样产生的，不必去分析它的三要素，也不涉及胡克定律；教学重点应放在探究弹簧测力计的使用上
教学目标
知识与技能
1.了解弹力的相关概念。
2.定性了解弹簧测力计是根据拉力或压力越大，弹簧的形变量越大的原理制成的。3.知道使用弹簧测力计的规则和方法。
4.会正确使用弹簧测力计测量力的大小
过程与方法
1.通过观察和实验了解弹簧测力计的结构，体会在使用弹簧测力计时应注意的问题 2.通过实际测量，学会测量力。
情感、态度与价值观
通过观察与测量，培养学生勇于探究测量工具中的物理学原理，乐于参与观察和实验，养成实事求是、尊重事实的科学态度。
重点难点
重点：弹簧测力计的正确使用。本块内容建议以学生分组实验的方式进行。课前准备好实验器材，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。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
学
生
实
验
[实验课题] 通过测量头发的承受力练习使用弹簧测力计。
[实验步骤] 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，读出头发刚被拉断时弹簧测力计的示数，即为头发的承受力。
③同样方法，多测几位同学的头发，比一比谁的头发承受的力最大。
[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，使用过程中保证拉力方向与弹簧的轴线方向一致)
②若指针不再指零且无法调节，如指在0.2 N刻度线，直接用它测出的结果是偏大还是偏小？假如示数为1.6 N，则头发的实际承受力是多少？(答案：偏大 1.4 N)
③在使用弹簧测力计时，若将弹簧测力计拿反，把头发系在了拉环上，测量结果相对于头发实际承受力有什么变化？(答案：偏大，因为示数中包含了弹簧测力计自身的重力)
【导入一】 (亲自体验，对比现象引入新课)
①一手握住直尺，另一手轻压直尺，体会手感；撤去压力，观察直尺形状。
②用两手将一橡皮筋拉长，体验手感；撤去拉力，观察橡皮筋的形状。
③用力捏橡皮泥，体验手感；撤去外力，观察橡皮泥的形状。
④用力将一张纸揉成团，体验手感；撤去外力，观察纸的形状。
[处理策略]对比撤去外力物体是否恢复原状的现象引入弹性与范性，进而依据手感引入弹力及其影响因素，引入新课。
【导入二】 (结合生活实际引入新课)
小时候，大家一定都玩过蹦蹦床，玩的时候用力向下压，然后高高跃起。请大家想一想：蹦蹦床是用什么做的，如果你想跳得更高，要怎么办呢？引入新课。
学点1 弹性形变
观察：如图7－2－1所示。
图7－2－1
思考：
问题1：物体受力时会发生形变，不受力时又恢复原来形状的特性叫__弹性__；变形后无法恢复到原来形状的特性叫__范性__。
问题2：物体受力会发生形变。外力撤销后，物体能完全恢复原状的形变叫__弹性形变__。外力撤销后，物体不能恢复原状的形变叫__范性形变__。
学点2 弹力
观察：如图7－2－2所示。
图7－2－2
思考：
问题：发生了弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作__弹力__。推力、拉力、压力、支持力等，其实质都是弹力。
观察：如图7－2－3所示。
(1)
(2)
图7－2－3
思考：
问题：大量实验证明，压力和支持力的方向总是__垂直__接触面指向被压或被支持的物体；悬线对物体拉力的方向总是沿着悬线指向悬线__收缩__的方向。
学点3 弹簧测力计
观察：如图7－2－4所示。
图7－2－4
思考：
问题：弹簧受到压力或拉力而发生了形变，在一定范围内，压力或拉力越大，弹簧的形变量就__越大__。根据这个原理，人们设计了弹簧测力计，用弹簧的__形变量(压缩量或伸长量)__表示压力或拉力的大小。
观察：如图7－2－5所示。
图7－2－5
思考：
问题1：在使用弹簧测力计时应注意以下三点：
(1)测量前，应观察测力计的指针__是否与零刻度线对齐__。
(2)测量时，要让力的方向__沿着螺旋弹簧的中心轴线方向__。
(3)读数时，指针靠近哪条刻度线就读取哪条刻度线的值。
问题2：(1)如图7－2－6所示，弹簧测力计的量程是__0～5__N，它的1大格表示__1__N，1小格表示__0.2__N。已知此测力计经过调零后进行的测量，从图中指针的位置可知它受到向下的拉力是__1__N。
图7－2－6
,(2)使用弹簧测力计前，应先检查指针是否指在__零刻度线__位置。若不在此处，应请老师调节后再使用。
(3)弹簧测力计上最大刻度值就是弹簧测力计的__量程__，用弹簧测力计所测量的力的大小__不可以__(选填“可以”或“不可以”)超过这个值。
1．在实验时，小明将一个正常的铁质外壳测力计的挂钩挂在铁架台上，静止时有如图7－2－10(1)所示的示数。接着，他把这个测力计像图(2)中乙那样，上下各挂一个50 g的钩码，并挂到甲测力
图7－2－10
计下，则甲、乙两测力计的示数分别是( )
A．1.0 N和1.5 N B．1.0 N和0.5 N
C．2.0 N和1.0 N D．2.0 N和1.5 N
[解析] D 弹簧测力计的示数等于加在挂钩上的拉力的大小。加在甲弹簧测力计上的拉力的大小等于2个50 g的钩码和乙弹簧测力计本身的重力的总和。而加在乙弹簧测力计上的拉力的大小等于1个50 g的钩码和乙弹簧测力计本身的重力的总和。
教材解读
本节课内容是在学生学习了力的概念的基础上对生活中常见的力——弹力进行的研究，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，因此本节内容和方法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。对于弹力概念只要求了解它是怎样产生的，不必去分析它的三要素，也不涉及胡克定律；教学重点应放在探究弹簧测力计的使用上
教学目标
知识与技能
1.了解弹力的相关概念。
2.定性了解弹簧测力计是根据拉力或压力越大，弹簧的形变量越大的原理制成的。3.知道使用弹簧测力计的规则和方法。
4.会正确使用弹簧测力计测量力的大小
过程与方法
1.通过观察和实验了解弹簧测力计的结构，体会在使用弹簧测力计时应注意的问题 2.通过实际测量，学会测量力。
情感、态度与价值观
通过观察与测量，培养学生勇于探究测量工具中的物理学原理，乐于参与观察和实验，养成实事求是、尊重事实的科学态度。
重点难点
重点：弹簧测力计的正确使用。本块内容建议以学生分组实验的方式进行。课前准备好实验器材，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。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
学
生
实
验
[实验课题] 通过测量头发的承受力练习使用弹簧测力计。
[实验步骤] 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，读出头发刚被拉断时弹簧测力计的示数，即为头发的承受力。
③同样方法，多测几位同学的头发，比一比谁的头发承受的力最大。
[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，使用过程中保证拉力方向与弹簧的轴线方向一致)
②若指针不再指零且无法调节，如指在0.2 N刻度线，直接用它测出的结果是偏大还是偏小？假如示数为1.6 N，则头发的实际承受力是多少？(答案：偏大 1.4 N)
③在使用弹簧测力计时，若将弹簧测力计拿反，把头发系在了拉环上，测量结果相对于头发实际承受力有什么变化？(答案：偏大，因为示数中包含了弹簧测力计自身的重力)
【导入一】 (亲自体验，对比现象引入新课)
①一手握住直尺，另一手轻压直尺，体会手感；撤去压力，观察直尺形状。
②用两手将一橡皮筋拉长，体验手感；撤去拉力，观察橡皮筋的形状。
③用力捏橡皮泥，体验手感；撤去外力，观察橡皮泥的形状。
④用力将一张纸揉成团，体验手感；撤去外力，观察纸的形状。
[处理策略]对比撤去外力物体是否恢复原状的现象引入弹性与范性，进而依据手感引入弹力及其影响因素，引入新课。
【导入二】 (结合生活实际引入新课)
小时候，大家一定都玩过蹦蹦床，玩的时候用力向下压，然后高高跃起。请大家想一想：蹦蹦床是用什么做的，如果你想跳得更高，要怎么办呢？引入新课。
学点1 弹性形变
观察：如图7－2－1所示。
图7－2－1
思考：
问题1：物体受力时会发生形变，不受力时又恢复原来形状的特性叫__弹性__；变形后无法恢复到原来形状的特性叫__范性__。
问题2：物体受力会发生形变。外力撤销后，物体能完全恢复原状的形变叫__弹性形变__。外力撤销后，物体不能恢复原状的形变叫__范性形变__。
学点2 弹力
观察：如图7－2－2所示。
图7－2－2
思考：
问题：发生了弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作__弹力__。推力、拉力、压力、支持力等，其实质都是弹力。
观察：如图7－2－3所示。
(1)
(2)
图7－2－3
思考：
问题：大量实验证明，压力和支持力的方向总是__垂直__接触面指向被压或被支持的物体；悬线对物体拉力的方向总是沿着悬线指向悬线__收缩__的方向。
学点3 弹簧测力计
观察：如图7－2－4所示。
图7－2－4
思考：
问题：弹簧受到压力或拉力而发生了形变，在一定范围内，压力或拉力越大，弹簧的形变量就__越大__。根据这个原理，人们设计了弹簧测力计，用弹簧的__形变量(压缩量或伸长量)__表示压力或拉力的大小。
观察：如图7－2－5所示。
图7－2－5
思考：
问题1：在使用弹簧测力计时应注意以下三点：
(1)测量前，应观察测力计的指针__是否与零刻度线对齐__。
(2)测量时，要让力的方向__沿着螺旋弹簧的中心轴线方向__。
(3)读数时，指针靠近哪条刻度线就读取哪条刻度线的值。
问题2：(1)如图7－2－6所示，弹簧测力计的量程是__0～5__N，它的1大格表示__1__N，1小格表示__0.2__N。已知此测力计经过调零后进行的测量，从图中指针的位置可知它受到向下的拉力是__1__N。
图7－2－6
,(2)使用弹簧测力计前，应先检查指针是否指在__零刻度线__位置。若不在此处，应请老师调节后再使用。
(3)弹簧测力计上最大刻度值就是弹簧测力计的__量程__，用弹簧测力计所测量的力的大小__不可以__(选填“可以”或“不可以”)超过这个值。
1．在实验时，小明将一个正常的铁质外壳测力计的挂钩挂在铁架台上，静止时有如图7－2－10(1)所示的示数。接着，他把这个测力计像图(2)中乙那样，上下各挂一个50 g的钩码，并挂到甲测力
图7－2－10
计下，则甲、乙两测力计的示数分别是( )
A．1.0 N和1.5 N B．1.0 N和0.5 N
C．2.0 N和1.0 N D．2.0 N和1.5 N
[解析] D 弹簧测力计的示数等于加在挂钩上的拉力的大小。加在甲弹簧测力计上的拉力的大小等于2个50 g的钩码和乙弹簧测力计本身的重力的总和。而加在乙弹簧测力计上的拉力的大小等于1个50 g的钩码和乙弹簧测力计本身的重力的总和。