弹力教案设计

2024-04-15

弹力教案设计(精选8篇)

篇1:弹力教案设计

1、关于弹力,下列说法错误的是( A )

A.弹力是指弹簧形变时对其他物体的作用

B.压力、支持力、拉力都属于弹力

C.在弹性限度内,同一弹簧受到的拉力越大伸长越长

D.弹力是指发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对接触它的物体产生的力

2、关于弹簧测力计的说法中,不正确的是( C )

A.弹簧测力计是常见的测力计

B.弹簧测力计的最大刻度就是它的量程

C.弹簧测力计的刻度是不均匀的

D.弹簧测力计的刻度是根据弹簧伸长的长 度与受到的拉力大小成正比的原理制成的

3、李华同学在使用弹簧测力计前没有注意校零,指针指在0.2N处,他测量时指针的示数为3.6N,则实际拉力的大小为( C )

A.3.8 N B.3.6 N C.3.4 N D.无法确定

4、如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( D )

A.1N,0 B.0,1N C.2N,1N D.1N,1N

5、小阳学习了弹力的知识后,发现给弹簧施加的拉力越大时,弹簧的伸长就越长.于是小阳猜想:弹簧的伸长量跟所受拉力成正比.实验桌上有满足实验要求的器材:两端有钩的弹簧一根,已凋零的弹簧测力计一个、带横杆的铁架台一个、刻度尺一把.他利用上述器材进行了以下实验:

(1)将弹簧竖直挂在铁架台的横杆上使其静止,用刻度尺测出弹簧在不受拉力时的长度l0并记录在表格中;

(2)如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉弹簧的而一段使其伸长到一定长度,待弹簧测力计示数稳定后读出拉力F,并用刻度尺测出此时弹簧的长度l,并将F、l记录在表格中;

(3)逐渐增大弹簧受到的拉力(在弹簧的弹性限度内),仿照步骤(2)再做五次实验,并将每次实验对应的F、l记录在表格中.

请根据以上叙述回答下列问题:

①小阳计划探究的问题中的自变量是;

②根据以上实验步骤可知,小阳实际探究的是跟所受拉力的关系;

③针对小阳计划探究的问题,他应该补充的步骤是:;

④画出实验数据记录表格.

答案:弹簧伸长量;弹簧伸长量利用公式△L=L-L0。

分别计算出五次弹簧的伸长量△L,分别记录在表格中

篇2:弹力教案设计

【课题】 弹力

【教材】 人教版普通高中物理课程标准实验教科书·物理必修1第三章第二节

【课标要求】

《普通高中物理课程标准(实验)》要求,知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律,并列举了两个例子加以说明,例1是调查日常生活和生产中所用弹簧的形变及使用目的(如获得弹力或减缓震动等),例2是制作一个简易弹簧,用胡克定律解释其工作原理。新课标加强了实践活动和探究活动,注重培养学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的综合素养。

【教材分析】

《弹力》是高中物理新课程(必修1)第三章第二节的内容,是力学的核心内容之一,在整个高中物理中占有相当重要的地位,是以后正确进行受力分析的基础。教材从物体的明显形变引入,继而通过放大的思想演示“微小形变”的过程,用实例引出了形变、弹性形变和弹力的概念。并通过研究形变来探究弹力产生的原因、弹力的方向和作用点,探究支持力、压力和绳子的拉力这几种弹力产生的原因和方向。对于胡克定律的教学,要先让学生亲身经历体验,然后引导学生设计实验“探索弹力的大小与形变量大小之间的关系”,这种先从感性认识出发,上升到理性认识,再通过实验检验并进行具体运用的研究办法十分重要。

【学情分析】

通过前面的对“重力及相互作用”的学习,学生已经对力的三要素及作用效果等有了一定的了解。而且在初中阶段的学习过程中,也对弹力有了初步感性的认识和一定的理念基础。在高中教学中要进一步帮助学生深化对弹力的理解。弹力产生的原因及其方向的判定,是学生普遍感到难以把握的问题。为此,在这节课的教学中要精心设计实验,通过形象直观的实验教学帮助学生突破难点,并让学生在亲历探究的过程中,体验到探究未知世界的乐趣,领悟科学探究的真谛。

【教学目标】

(一)知识与技能

1.知道形变和弹性形变,能识别常见的形变。知道任何物体在外力的作用下都能发生形变;

2. 知道弹力以及弹力产生的条件,会判断弹力的有无;

3.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向;

4.知道形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题;

5. 知道胡克定律的图像的意义,掌握利用图像法计算劲度系数的方法。

(二)过程与方法

1.培养学生根据弹力产生的条件分析弹力方向的能力;

2.通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验,培养学生自己动手设计实验和操作实验的能力,提高学生自主、探究和合作学习的能力;

3.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图象法处理数据。

(三)情感态度与价值观

1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯;

2.从任何物体都能发生形变人手,培养学生实事求是的世界观.认识事物本来面目,不被表面现象所迷惑;

3.通过学习弹力在生产和生活中的应用,发展将知识服务于人类的愿望。

【教学重点】

1.弹力有无的判断和弹力方向的判断;

2.弹力大小的计算;

3.实验设计与操作。

【教学难点】

弹力有无的判断和弹力方向的判断。

【教学课时】 45分钟

【实验器材】 橡皮筋、纸、橡皮、面包、钢条、小车、弹簧、刻度尺、小球、铁尺、橡皮泥、演示胡克定律用的带刻度的木板、铁架台、物理小车、弹簧、钩码等等.

【教学方法】 探究、讲授、讨论、讲授—讨论

【学习方法】 合作交流、实验探究、逻辑推理、归纳总结

教学环节 教师活动 学生活动 设计意图

一、通过实验、导入新课

二、新课教学

(一)形变

1.通过运用生活中的小物品做有关形变的小实验,引导学生总结形变的定义

2.通过图片展示,让学生知道形变按形式的分类

3.通过实验对比,让学生知道形变按效果的分类

4.通过实验演示,让学生知道弹性限度

5.通过微观放大实验,让学生知道一切物体都可以发生形变

(二)弹力

1.通过实验演示,分析跳水运动员案例

让学生知道弹力的定义

2.通过实验对比,让学生讨论分析弹力产生的条件,知道弹力的作用过程

3.通过实验演示,让学生总结弹力的方向

4.通过课堂训练,让学生深刻体会弹力的产生条件

5.通过实验,让学生知道压力和支持力都是弹力,并且知道他们的方向.

6.通过多媒体投影题的分析,让学生知道如何判断弹力的有无

7.通过课堂训练,让学生深刻体会弹力以及弹力的方向

(三)、胡克定律

1.学生自己设计实验,感受胡克定律,教师加以引导

2.通过课堂练习,深刻体会胡克定律

三、总结

每小组分发一根橡皮筋,让同学们自己动手轻轻地拉一拉

提问:在拉皮筋的同时,有没有感觉到你的手受到一个力的作用?

演示实验:

1.皮筋在手的作用下被拉长了2.橡皮受力扭转

3.面包在手的压力作用下被压扁4.纸张被手揉皱

提问:这几个实验的共同特征是什么呢?

提问:物体的形变按形式又分为几种类型呢?

展示各类形变图片

提问:回顾老师前面做的小实验,大家思考一下,皮筋被拉长和纸张被揉皱这两种形变有什么区别呢?

提问:那是不是所有的弹性形变都可以恢复原状呢?

演示实验:钢条形变过大不能恢复原状

提问:那之前老师做的实验、举得例子中物体的形变都很明显、很容易观察的,那老师有一个疑问,当老师用手压桌面的时候桌面有没有发生形变呢?

播放实验动画

提问:通过上面的实验,我们观察到什么样的实验现象?

生:通过观察,我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变.

提问:通过刚才的实验,可以得出什么样的结论?

演示实验:

伸长的弹簧将与之相连的小车拉过来.

分析跳水运动员案例

演示实验:

1.弯曲的铁片将小球弹出.

2.弯曲的橡皮泥却不能把小球弹出

3. 弯曲的铁片不与小球接触,不能把小球推出

实验演示:

1.弯曲的铁片将小球弹出.

2.压缩弹簧将与之相毗邻的小车推出.

3.伸长着的橡皮筋将与之相连的小车拉过来.

提问:力是一个矢量,弹力当然也是矢量,那么通过以上的实验,大家总结一下弹力的方向。

[课堂训练]

关于弹力的产生,下列说法中正确的是……………………………( )

A.只要两物体相接触就一定产生弹力

B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力

C只要物体发生形变就一定有弹力产生

D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用

实验演示:

课本放在桌面上,绳子悬挂物体

提问:当把课本放在桌面上,根据我们以前所学的知识,课本和桌面之间的相互作用力是什么呢?

提问:它们是不是弹力?为什么?

提问:压力和支持力的方向是怎样的呢?

提问:刚才我们演示了绳子拉物体的情形,绳子的拉力是不是弹力呢?它的方向又是如何规定的呢?

多媒体投影例题

试分析图3—2—2中光滑小球受到的弹力的情况(小球放在水平面上静止),并画出小球受到的重力和弹力(示意图).

提问:在这个例子中,倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢?

[课堂训练]

1.请在图3—2—3中画出杆及球所受的弹力.

(1)杆靠在墙上.

(2)杆放在半球形的槽中.

(3)球用细线悬挂在竖直墙上.

(4)球放在两个等高的支座上.

2.在图3—2—5中,A、B两小球相互间一定有弹力作用的图是……………( )

篇3:弹力教案设计

“创课” 是一种在教师指导下的创新、 实践、 分享的教学活动, 鼓励学生在探索、 发明、 创造中主动与协作学习, 具有团队性, 创新性, 科技性、 操作性、 实践性等特点。 它既是综合实践活动课程的延伸, 又是科技创新教育活动的深化, 是 “做中学、 学用结合” 的进一步发展。 本文基于 “可调式弹力抱膝圈” 设计的教学案例, 从问题提出、 研究假设、 方案设计、 应用分析4 个维度进行论述。

一、 基于生活的问题提出

2015 届高二体育类考生王某在体育训练中意外受伤, 导致膝关节髌骨骨折。 采用传统抱膝圈固定治疗髌骨骨折时, 由于抱膝圈的尺寸大小固定不变, 不能随着骨折复位治疗后肿胀的消退情况进行大小的调节, 只能拆除原有抱膝圈, 更换合适尺寸的抱膝圈。 而在拆卸更换过程中, 极易因骨折断端不稳定, 肌肉不协调收缩牵拉或医者操作不慎等, 造成骨折块的再次分离移位, 影响其治疗效果, 甚至使患者因再次复位或手术治疗而带来痛苦。

现行的可调式髌骨外固定器大多采用骨针加压固定, 需通过手术切口将骨针固定于髌骨以达到固定作用。 虽有较好疗效, 但会有给患者带来创伤痛苦及造成针眼感染的可能, 且价格高昂, 增加了患者的经济负担。

二、 基于问题的研究假设

为体育运动膝关节髌骨骨折受伤学生开发设计一种新型可调式弹力抱膝圈, 创新点在于 “可调性”, 使其在初次固定髌骨后随病程发展进行抱膝圈尺寸大小的调整, 避免因更换抱膝圈而引起骨折二次移位, 且不需采用钢针穿刺固定, 使患者免受手术创伤之苦。 本研究项目从少儿翻绳游戏中获取灵感, 设计运用翻绳游戏编制原理和 “钱袋收缩” 效应, 结合传统抱膝圈、 压垫作用及现代骨伤科生物力学原理, 使用具有一定伸缩性的材料, 如: 棉质绳、 弧形橡胶管、 手胶胶带、 海绵管套、 弹性橡筋、 长宽适度的木板、 螺钉等, 借助巧妙的绳结编制方法和材料自身弹性张力, 通过健康受试者的佩带固定测试进行不断改良, 制作出大小可调、 稳定舒适、 经济适用、 操作简便的可调式弹力抱膝圈样品, 并对其固定效果进行初步探究。 为髌骨骨折的良好固定和将可调式弹力抱膝圈进行疗效验证的后续研究, 提供一定的理论依据和实践基础。 研究成功后, 可将本研究成果推广使用, 为髌骨骨折治疗提供更多选择, 减轻患者痛苦, 提高治疗效果。

三、 方案设计与实施

1. 教师指导: 邱伯聪老师指导学生查阅文献资料、 样品创新设计、 受试实验及数据整理; 黄见良老师指导生物力学原理知识; 潘春辉老师指导体育保健学、 运动解剖学等相关知识。

2. 文献资料查阅: 从综合实践活动课程、 科技创新教育活动、“创客”、 体育保健学、 运动解剖学等文献中探寻 “创课” 教学的相关研究依据和脉络, 为本课题研究作铺垫。

3. 随机招募派潭中学应届体育类考生受试者20 名 (身体健康无髌骨损伤病史, 性别、 年龄、 体质状况各异) , 对其髌骨形态大小进行测量统计, 并做记录。 根据统计数据与髌骨骨折的特点, 综合传统抱膝圈、 压垫作用及现代骨伤科生物力学原理, 结合所选制作材料特性做出初步样品设计图。

4. 购买设计制作所需材料 ( 具一定伸缩性的棉质绳、弧形橡胶管、 手胶胶带、 海绵管套、 弹性橡筋、 长宽适度的木板、 螺钉等材料, 所选材料价格低廉、 易于购买) 。

5. 依据初步样品设计图, 制作出材料型号结构不同但作用原理相同的可调式弹力抱膝圈初步样品。

6. 按照髌骨骨折治疗外固定处理原则, 将不同型号的初步样品以相同方法 (受试者伸膝位) , 分别稳定有效地固定于健康受试者髌骨外部, 测试各种型号初步样品的稳固性、 可调性及操作简便性, 询问受试者的佩戴稳定性、 舒适度、 透气性、 绑带松紧度、 有无过敏反应和疼痛反应、远端肢体的功能活动等。 记录所得试验数据结果和受试者反馈信息, 整合分析得出不同型号材料的最佳搭配方案, 或选用新型制作材料, 或改进生物力学作用原理, 对初步样品进行改进, 做出调整。 设计制作出改良样品A, 并作详细记录。

7. 以相同方法将可调式弹力抱膝圈不断改良, 得到改良样品B、 改良样品C……最终设计制作出在健康受试者髌骨外固定效果优良、 骨伤生物力学原理较完备、 使用舒适的可调式弹力抱膝圈样品, 并将其与传统抱膝圈使用情况进行对比, 根据实验数据结果, 对其固定效果进行初步探究分析, 并作详细记录, 撰写文章。

8. 样品设计图及基本原理阐述如下:

可调式弹力抱膝圈样品由两部分构成: 髌骨外固定绳套 (如图1) 和螺钉夹板 (如图2) 。

图1 所示X环为利用翻绳游戏编制原理编制的绳环, 由总长约3 米的棉质绳编织而成, 起主要固定和调节作用。O环为圆形加固环, 由8 根弹性橡筋相互编织而成, 直径约5.6cm, 起辅助固定和调节作用。

图2 所示螺钉夹板由一块长约70cm、 宽12cm、 厚1cm的光滑木板和固定在其两侧长3cm的若干螺钉构成。固定夹板根据两侧螺钉的分布可分为五个区域。 其中P、 Q区两侧无螺钉, P区长约8cm, Q区长约25cm。 U区长约7cm, 内有6 颗螺钉; V区长约15cm, 只在最中央有2 颗螺钉; W区长约15cm, 内有10 颗螺钉。 其中每个区域内螺钉间隔1.2cm。 使用时P区向上, 固定于大腿部。

在使用过程中将髌骨固定于O环与X环相互编织构成的 “井” 字形绳环中, 然后再将X环按照一定的规律顺序扣拉在夹板两侧的螺钉上进行固定。 在固定过程中可通过调整X环在夹板不同螺钉的固定位置来调节髌骨外固定绳套的大小和松紧度。 如将棉质绳从A-B拉扣固定到A’-B’ , 从C-D拉扣固定到C’-D’, 便可收紧 “ 井” 字形绳环。

图3 为髌骨外固定绳套设计图。 髌骨外固定绳套由O环与X环构成。 图中a、 b、 c、 d、 1、 2、 3、 4 为固定压垫, 是外包有手胶胶带和海绵管套的弧形橡胶管, 其中a、b、 c、 d为筒形固定压垫, 各长约5cm, 内有一条棉质绳和四条橡皮筋通过。 起主要固定作用, 兼具传统压垫作用, 可随需要调整位置, 使固定效果更佳。 其中弧形橡胶管具有一定弹性, 可随牵拉固定产生弹性形变, 贴合肢体, 增强固定效果; 橡胶管外包裹的手胶胶带和海绵管套质柔透气、 保温吸湿, 使固定舒适。 图3 所示1、 2、 3、 4 为环形固定压垫, 各宽约1cm, 内有两条棉质绳和四条橡皮筋通过。 对编织形成的两绳交叉部位起固定作用。 图中e、 f为海绵管套, 其作用是减轻棉质绳对大小腿前部皮肤的过度压迫。 (固定压垫及环形压垫直径均以1.5cm为宜)

图4、 图5 中字母分别代表:

J:海绵管套K:手胶胶带L:弧形橡胶管

M:棉质绳N:弹性橡筋

图6 为可调式弹力抱膝圈样品实际应用效果图:

9. 样品使用注意事项 (如图6 所示) :

(1) 患腿微屈膝位 (5°-10° ) 固定, 螺钉夹板垫于患腿后部。

(2) 在使用前, 应以螺钉夹板V区两侧的各两颗螺钉位置对准髌骨的中央区域, 起定点固定作用。

(3) 在夹板与皮肤接触部位, 尤其是腘窝部加垫大小、厚度适度的棉垫, 使固定更为舒适。

(4) 在足跟与夹板接触部位衬垫大小适度的棉垫, 以减少因夹板对足跟部的压迫引起的疼痛与麻木感。

(5) 在实际使用过程中, 应分别在大小腿部用行前交叉 “8” 字绷带缠绕法将患腿固定在螺钉夹板上, 一可加固稳定, 二可减轻棉质绳对大小腿前部皮肤的过度压迫。 (大腿部 “8” 字绷带缠绕在P区和V区上的无螺钉区域进行, 小腿部 “8” 字绷带缠绕在Q区和V区下的无螺钉区域进行)

四、 可行性分析

本品根据髌骨骨折的特点, 综合传统抱膝圈和压垫的固定作用, 根据现代骨伤科生物力学作用原理, 以及所选制作材料的特性, 在初步样品设计图的基础上, 通过反复的实验验证和数据结果分析, 收集受试者反馈信息, 不断改良制作材料、 改进力学作用原理, 设计制作出髌骨外固定效果优良、 骨伤科生物力学原理完善、 稳定舒适、 操作简便、 经济适用、 力求疗效显著的可调式弹力抱膝圈样品。

可调式弹力抱膝圈在髌骨骨折治疗过程中, 可根据治疗情况适时适度缩小固定圈, 并保持稳固固定, 直至骨折愈合, 避免了传统抱膝圈更换过程中骨折块的二次移位。因此, 本品最终设计制作出的可调式弹力抱膝圈可供治疗髌骨骨折的医生参考使用, 具有一定可行性、 实用性、 创新性。

在本品研制过程中, 分别将可调式弹力抱膝圈样品和传统抱膝圈同时固定于20 位健康受试者双侧髌骨外部30分钟, 对比其稳固性、 可调性及操作简便性, 询问受试者的使用稳定性、 舒适度、 透气性、 绑带松紧度、 有无过敏反应和疼痛反应、 远端肢体的功能活动等, 并记录试验数据结果和受试者反馈信息。

将使用情况中各评定标准进行数据统计, 规定 “极优”为4 分, “优” 为3 分, “良” 为2 分, “差” 为1 分, “极差” 为0 分, 经统计软件对数据分析, 得出可调式弹力抱膝圈样品和传统抱膝圈各使用情况指标的平均值, 并进行分析对比。

由使用情况对比分析表的数据分析得出, 可调式弹力抱膝圈样品与传统抱膝圈在使用情况中各指标结果均为2+分, 即固定效果优良。 两者各项指标结果相近, 其固定效果中稳定性优于传统抱膝圈, 其余指标显著性差异不大, 表明可调式弹力抱膝圈样品在健康受试者髌骨外部使用固定过程中, 效果与传统抱膝圈相近, 大小可调性的优势即凸显。

由以上调查、 对比分析可得出, 本品在健康受试者髌骨外部的固定效果显示其固定稳定性及透气性效果优良率较高; 舒适度与绑带松紧度还有待改进提高, 但无严重不良反应; 在30 分钟固定时间内受试者无严重过敏疼痛反应; 在固定时间内本品对远端肢体功能活动有轻微影响, 还需改用新的材料或改进力学作用原理, 做出一定调整, 但所有改良性设计均以力求达到最佳疗效为目的。 (样品所选制作材料仅为说明作用原理, 不作为可调式弹力抱膝圈实物最终选材)

五、 小结

可调式弹力抱膝圈样品在结构设计上运用翻绳游戏的编制方法和“钱袋收缩”效应原理, 结合骨生物力学特点, 改进了传统抱膝圈的固定大小不变的方式。使之在实际应用时操作简便、经济适用、舒适有效。另外在制造材料上选用了现代的棉质绳、弧形橡胶管、手胶胶带、海绵管套、弹性橡筋、长宽适度的木板、螺钉等材料进行制作, 在传统基础上融入了现代元素, 增加了科技含量, 体现出了校园体育科技创新与传统中医固定器的与时俱进, 对融合德育因素, 培养学生的团队合作精神和科学素养, 提高学生的体育与科技创新能力, 促进学生全面发展都有积极作用。

摘要:当前, 一些学校积极开发跨学科融合的科技创新实践类课程 (简称“创课”) , 推动教与学方式的转变, 培养学生的团队合作精神和科学素养, 提高学生的科技创新能力, 促进学生全面发展。本文基于体育 (健康) 科技创新实践活动的“可调式弹力抱膝圈”设计的教学案例, 论述创课的基本内涵、特征及其问题提出、研究假设、方案设计、应用分析四个维度的实例操作, 为学校的创课教学建模提供借鉴。

关键词:体育科技,健康科技,创课,可调式,抱膝圈

参考文献

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[5]邱伯聪.谈农村中学综合实践活动校本课程实施与评价[J].教师, 2012 (11) :43-45.

[6]刘平.自制弹力抱膝圈外固定治疗髌骨骨折162例疗效观察[J].云南中医中药杂志, 2002 (05) :11-12.

[7]陆宏艳, 莫峥嵘, 陈淑玲等.可调式多功能外固定器在下肢骨折患者中的护理效果评价[J].护理管理杂志, 2011 (06) :99-100.

[8]钟理, 李卓明, 王建民.手法复位夹板抱膝圈固定治疗髌骨骨折[J].中国社区医师 (综合版) , 2007 (01) :34.

篇4:教学设计《 3.2 弹力 》

版 本:普通高中课程标准实验教科书 物理共同必修1

内 容:第三章、力与相互作用 第2节、弹 力

出版社:上海科技教育出版社

二、设计思想

本节课教学设计是一个探究式学习的课堂教学设计,整个设计以学生自主建构知识为主线,利用多媒体、演示实验、学生动手小实验、分组探究式实验等形式,充分调动学生学习的主动性,同时体现新课程标准中,以学生为主体,教师为主导,学生自主建构知识的教学新理念。

教材分析:教材由明显的形变,过渡到微小形变的演示,学生虽然了解一些形变,但不是很明了,利用演示实验、学生动手实验认识形变及分类。由形变实验给出弹力定义,但末明确弹力产生的条件。弹力的方向介绍简洁,大小利用探究实验来得到弹簧弹力与其形变量的正比关系,没有指明一般的情形。

学情分析:形变和弹力学生都有一定的认知基础,象弹力中的支持力、压力、拉力、推力等。高中的物理学习也已经有一段时间,实验探究的方法已经有些了解,教学过程相对容易。

三、教学目标

知识与技能:

1、知道弹力的定义及弹力产生的条件。2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向。3、知道形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律。会用胡克定律解决有关问题。

过程与方法:

1、通过探究物体的形变,让学生体会微量放大的方法;通过在实际问题中确定弹力的存在,让学生体验假设推理法。

2、利用自己动手进行设计实验和操作实验,体会实验探究的方法,培养实验操作能力。3、知道实验数据处理常用的方法之一,图象法处理数据。

情感态度与价值观:

1、观察并了解形变,感受自然界的神奇与奥秘,在体验用简单的物品和方法探究物理规律的过程中,培养学生对科学的好奇心和求知欲。2、利用分组实验探究,培养学生相互协作、共同进步。3、利用2008北京奥运会上张娟娟获得女子个人射箭冠军、郭晶晶获得3米跳板跳水冠军的视频,激发学生的爱国主义情感。

现代教学手段的运用:利用多媒体播放视频,展示实例及练习题。

四、教学重点弹力产生的条件和弹力方向的判断,胡克定律及其应用。

五、教学难点弹力有无的判断及弹力方向的判断。

六、教学准备

通过网络,搜集资源(张娟娟、郭晶晶的视频、图片),利用powerpoint2003将搜集到的资源、课堂上要展示演示实验、课堂练习制作成课件。教师准备实验用的微小形变演示器、分组实验用的铁架台、弹簧、钩码、刻度尺等。学生课下准备橡皮筋、自制小弹簧、直尺、海棉、纸等。

七、教学过程

[新课导入](情景导入)[课件展示:用多媒体播放张娟娟射箭夺冠的视频、郭晶晶跳板跳水夺金的视频。](问题)以上两动作的完成中有什么共同特点呢?

(结论)都离不物体的弹力作用。那么什么是弹力?它是怎样产生的,大小、方向又呢?这些就是这节课我们要共同探究的总题。

[新课教学]

㈠、弹性形变和弹力

[动手实验]

1、橡皮筋被拉长。

2、直尺在手的作用下弯曲。

3、自制小弹簧被拉长或压短。

4、海棉块受力而被压缩、弯曲与扭转。

5、纸张被手揉皱。

(学生观察思考什么是形变)(问题)同学们看到了什么现象?(结论)物体形状改变或形状改变。(给出形定义)变形变是指物体形状或体积的改变。同学们在分析一下这些形变,有什么不同?(学生交流讨论)物体的形变有两类:一是物体形变后,撤去外力能够恢复原状的形变,叫弹性形变;另一是物体形变后,撤去外力不能恢复原状的形变,叫非弹性形变。

(问题)形变还有什么形式呢?同学们看大屏幕。(课件展示)

1、拉伸形变2、压缩形变3、弯曲形变4、扭转形变5、剪切形变

(问题)是不是任命物体都可以形变呢?例如,一本书放在桌面上,书和桌面发生形变了没有?

學生1:没有。学生2:可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来。我们来看这样一个实验:[演示实验]用手压玻璃瓶子的外壁,观察瓶子内红色液体液面的变化(注意:先不盖橡胶塞);盖橡胶塞后,再用手压玻璃瓶子的外壁,细管中红色液体的液面上升或下降。(液面的升降可以说明瓶子发生形变。)

[课件展示]用flash动画模拟教材图3—17所示的桌面的形变。通过上面的实验,我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变。(问题)上面的实验中我们用了什么样的方法?(结论)微观放大的方法。[动手实验] 同学们,再回到咱们面前的东西上,如果用劲拉橡皮筋或自制小弹簧,会怎么样?(现象)橡皮筋在较大的力的作用下的断裂,自制小弹簧被拉直。(结论)如果形变过大,超过一定的限度,撤去外力后,物体就不能恢复原来的开状,这个限度叫弹性限度。(问题过渡)了解了形变,那么发生弹性形变的物体有什么作呢?(引导学生分析)弯弓射箭、跳板跳水、拍打篮球等现象。(结论)发生弹性形变的物体由于要恢复原状,就会对跟它接触使它形变的物体产生力的作用,这种力叫弹力。(问题)同学们仔细想想弹力的定义,有什么结果呢?

(结论)弹力产生的条件:直接接触且发生弹性形变

[课堂训练]关于弹力的产生,下列说法中正确的是 ( )

篇5:第2节 弹力 教学设计 教案

1.教学目标

1.知道什么是弹力,弹力产生的条件。2.了解弹簧测力计测力的原理。3.能正确使用弹力测力计。

2.教学重点/难点

弹簧测力计的正确使用。

3.教学用具 4.标签

教学过程

一、情境导入

师:有没有同学玩过弹弓?老师今天准备了一个,有谁愿意上来表演一下自己玩弹弓的本领?

一名学生表演玩弹弓,其余的学生观察所发生的变化。

师:请大家思考一下,必要时可以相互讨论。为什么弹弓能把粉笔头弹出去,黑板在被粉笔头碰击之后为什么发出“砰”的声音而且还会留下粉笔印?

学生思考讨论。生:因为弹弓有能量。

师:对,我们把这个力叫弹力。这就是我们今天要学习研究的新知识。板书课题:弹力 弹簧测力计 投影:学习目标

1、了解弹性、塑性及其在生活中的应用;知道什么是弹力,弹力产生的条件。

2、研究弹簧伸长的长度与拉力的关系。

3、探究弹簧测力计的制作方案,并学会它的制作。

4、学会使用弹簧测力计。

二、新课教学

1、弹性、塑性

师:下面请同学们利用桌面上的任意器材,自己设计实验证明“力可以改变物体形状”这一观点的正确性。要求设计尽量多的实验;实验过程中请同学们注意观察实验现象。

学生设计并操作实验。

师:请一个小组把他们设计的实验展示给大家。

生:用力拉弹簧,弹簧伸长了。(失去拉力,弹簧恢复原来长度。)铝导线用力折弯,变弯了。(失去拉力不恢复原状。)直尺,用力压变弯了。(失去力后恢复原状。)橡皮泥用力捏,扁了。(失去力不恢复原状。)

师:还有不同实验吗?

生:气球用力压,扁了。(失去力后恢复原状。)

师:请各小组讨论:以上这么多的实验现象,有哪些共同点、哪些不同点呢? 学生思考交流。

生:共同点是:这几种实验器材都是物体受到力的作用时发生了变形。不同点是:有的不受力时恢复了原状,有的不受力时却不能恢复原状。

师:受力时发生形变,不受力时又恢复原状的是哪些器材? 生:弹簧、直尺、橡皮筋、气球。

师:弹簧受力时发生形变,不受力则又恢复到原来的形状。我们把像弹簧这类物体所具有的这种特殊性质,叫弹性。

师:谁能给弹性下个定义呢?

生:受力时发生形变,不受力时又恢复原来形状的性质叫弹性。师:像橡皮泥,在受力时发生形变,不受力时不能恢复原来形状的性质,在物理上,我们把物体的这种性质叫塑性。

2、弹力

师:刚才同学们在弯尺子、拉橡皮筋(或弹簧)、压扁气球时,有什么感觉呢? 生:我拉弹簧时,感觉到它对手也有力的作用。

师:我们把这种力就叫做弹力,弹力是怎样产生的?它的施力物体是谁呢? 学生讨论。

生:我们不拉弹簧也不压弹簧时,弹簧对手就没有作用力,如果用手去压或拉弹簧时,弹簧的形状改变,对手就会有力的作用,所以弹力是由于物体发生形变而产生的力,弹力的施力物体是发生形变的物体。

生:力的作用是相互的,只要你对别的物体施力,物体肯定也会对你有力的作用,所以我认为物体不发生形变也会有力的作用。

师:(积极鼓励同学们互相辩论,发表不同的意见引导同学们通过实验来分析和解决问题).请同学们一起来观察下面的实验。

[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。(2)将小车和一端固定、处于自由伸缩状态的弹簧挨放在一起,小车的运动状态不会改变。

(3)将小车和一端固定且被压缩的弹簧挨放在一起,松开弹簧后,弹簧恢复原状,小车向右运动(如下图)

师:分析上面的实验,你有什么收获吗? 生:小车受到力以后运动状态才会改变.和自由伸缩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,说明受到了弹簧的弹力,说明只有弹簧发生形变,才能产生弹力。

师:进一步向同学们说明,任何物体只要发生形变就一定会产生弹力,有些物体发生的弹性形变是用肉眼“无法”观察到的,如:用手捏一个厚玻璃瓶,玻璃瓶会发生弹性形变,但我们是无法观察到的。我们如果在瓶中灌满有色的水。把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入厚玻璃瓶中,用手轻捏厚玻璃瓶并观察细玻璃管中水面的高度变化,就能知道厚玻璃瓶是否发生了形变。日常生活中经常遇到的支持物的压力、绳的拉力等,其实质都是弹力。

师:弹力在生活中有广泛的应用,例如这只小青蛙(出示实物),给它上弦后,放在地上就会自己跳起来(演示),你知道生活中还有哪些地方用到弹力? 同学们讨论后汇报交流。

生:我们用的自动铅笔和一些圆珠笔里面要利用弹簧的弹力。生:跳水运动中1m板和3 m板的跳水都是利用了弹力。生:射箭运动员利用了弓的弹力才能把箭射出去。生:撑杆跳高运动员利用了杆形变后产生的弹力。

生: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。

生:自行车的支架上也有利用弹簧的弹力。生:拉力器也是利用了弹簧的弹力。

师:同学们讲得都非常好.大家能说出这么多利用弹力的例子,说明在平时的生活中大家一定是注意仔细观察,认真思考了,以后还要继续保持这种好习惯.

师:弹力的产生离不开形变,而形变又离不开外力,那么,物体形变的大小与外力的大小有没有关系呢?请同学们思考,再设计一个小实验来验证一下。学生根据自己的猜想设计并进行实验。

生1:用手拉弹簧,逐渐增大拉力,弹簧被拉得越长。生2:用手压气球,压力越大,气球被压得越扁。

生3:将直尺搭放在两个木块之间,观察直尺的形变,然后在尺中央放一个钩码、两个钩码,观察到直尺的形变越来越明显。

师:在刚才的实验中,你们能得出什么结论? 生:作用在物体上的外力越大,物体的形变也越大。

三、探究弹簧测力计

1、弹簧测力计的原理

师:在刚才的实验中,我们知道了拉力越大,弹簧的伸长就越长。那么弹簧伸长的长度与拉力之间有没有什么具体的数量关系呢?请同学们利用支架上的弹簧和一把老师自制的刻度尺进行探究。

师:首先请观察一下老师自制的刻度尺。刻度尺的零刻线冲齐了弹簧未挂钩码时的下边沿。这样就可以直接读出弹簧伸长的长度了。

师:另外我还要告诉大家,每个钩码的质量是50g,所以一个钩码对弹簧的拉力为0.5N。下面请同学们设计实验方案并进行实验。

学生分别将1个、2个、3个、4个、5个钩码挂在弹簧下,读出并记录弹簧伸长的长度。

师:下面请**组展示探究结果。生:投影记录表格

通过实验数据分析,我们得出的结论是:弹簧伸长的长度与拉力成正比。

师:弹簧伸长的长度与拉力成正比,根据这一原理制成了一种非常有用的工具——弹簧测力计。

2、弹簧测力计的制作

师:要制成弹簧测力计,需要哪些器材呢?请各小组做出选择。然后讨论如何制作弹簧测力计,即具体制作方案。

学生交流讨论。

生1:我们选的材料是:木板、弹簧。制作步骤:①定零刻线:不挂物体时,记下弹簧最下端所对位置即零刻线。②在弹簧挂钩上挂1个钩码,在弹簧最下端对应的位置画出对应的刻线。③量出从零刻度线到挂上钩码后弹簧最下端对应的刻度线的长度,平均分成5份,每一份是0.1N,并画出刻线。④按0.1N的长度依次画出刻线.生2:我们选的材料是:木板、弹簧。制作步骤:①定零刻线:不挂物体时,记下弹簧最下端所对位置即零刻线。②定终刻线:挂四个钩码,记下弹簧最下端所对位置即为2N。③根据最小刻度的要求,在0~2N 之间平均分格,画出所有刻线。

……

师:同学们的制作方案都很好,请用你们认为的最佳方案制作弹簧测力计。我们统一要求:制作出来的弹簧测力计的量程为2N,分度值为0.1N。制作过程中请注意相互配合好。

学生制作弹簧测力计。

师:你是否觉得我们的弹簧测力计还有需要进一步完善的地方? 学生思考交流。

生:可以把弹簧下面加了一根线,可以方便挂上物体测量。生:可以在弹簧的最下端固定了一根指针,可以使读数更方便。

师:老师再在你们共同制作的测力计上加一个拉环,就变成了实验室常用的弹簧测力计。

3、弹簧测力计的使用

师:(出示弹簧测力计),同学们来观察一下常用的弹簧测力计的结构。

生:实验室常用的弹簧测力计由弹簧、挂钩、拉环、刻度、指针等几部分组成。师:实验室常用的弹簧测力计和同学们自己制作的测力计比较,有什么不同? 生:实验室常用的测力计刻度盘是活动的,使用前,如果测力计的指针没有指在零点,可以方便地调整。

师:现在请一位同学给我们演示一下用弹簧测力计测一个物体的重力,同学们注意观察,看他使用的对不对。

学生演示,结束后同学们交流。

生:读数时视线应该和刻度线正对(学生示范)。

生:拿弹簧测力计的时候,一般用手拉住吊环而不应该用手抓着外壳。生:使用前要先估计被测物重力,以免被测物重力太大,损坏弹簧测力计。演示:一根弹簧在持续增加的外力作用下被拉直。师:刚才同学们看到的演示实验,说明了什么问题? 生:弹簧的弹性有一定的限度,超过了这个限度,即使撤销外力,弹簧也不会恢复原状,所以,使用弹簧时不能超过它的弹性限度,否则会使弹簧损坏。

师:现在请同学们将一根头发拴在弹簧测力计的秤钩上,用力拉头发,读出头发被拉断时拉力的大小。然后归纳弹簧测力计的使用规则。

学生实验并交流。

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,那么应该将弹簧测力计的指针调到零点。(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)观察弹簧测力计的量程与最小刻度值,以便正确读数。

(5)弹簧测力计稳定时才可读数,读数时视线应正对刻度线,与刻度板面垂直。师:生活中除了弹簧测力计外还有许多其他形式的测力计。投影:形形色色的测力计。

课堂小结

1、师:请同学们想一想:本节课的学习内容有哪些?它们之间有什么内在的联系?请用你喜欢的图示方法表示出来。

学生思考交流并尝试画图。

2、各小组推出代表进行展示、交流。学生在互评、自评中取长补短,知识框架得到修正、完善。

3、引导学生寻找知识的脉络和内在联系。

篇6:高一物理弹力教学教案设计有哪些

1.教材的地位和作用

新的课程标准要求课堂应注重让学生经历从生活到物理,从自然到物理的认识过程,经历基本的科学探究实验和活动,从被动到主动,在锻炼能力的过程中掌握知识、技能,了解科技发展,从而融入到现代社会中。所以本课《弹力》在课堂教学模式的改革、注重全员参与、让学生主动探究等方面作了一些努力。

2.教学难点重点

①重点:学会使用弹簧测力计测量力的大小。

② 难点 :使用弹簧测力计时的注意事项。

3.教学目标

①知识与技能: 知道弹性和塑性的不同性质,了解生活中常见的弹力。弹簧测力计的原理,构造及使用方法。

②过程与方法:通过自己动手实验解决测力计的原理和使用方法,学会从实验现象中分析简单的科学规律。

③情感、态度与价直观 :通过弹力在生活中的应用激发学生学习物理的兴趣,培养学生理论联系实际的观念。

二.说学情

经过一个学期的物理学习,初二的学生已经基本具备了一个科学探究的素养,他们乐于独立地提出问题、分析问题、解决问题。所以在教学各个环节中注意通过学生感兴趣的事例入手,再通过猜、想、分析、实验、推理等手段来处理问题,层层深入,最后通过学生动脑分析、动手操作来解决遇到的问题,这样不仅启迪学生思维、锻炼学生能力、还会大大加强学生学习物理、运用物理的自信心。

三.说教法学法

1、教法:本节主要采用的是启发式教学为主,结合实验、讲解、讨论、探究、小组汇报等多种方法辅助教学。

2、学法: 学生在我所创设的物理环境中,通过观察、实验、归纳等活动主动获取必要的感性知识,充分发挥学生的主观能动性。使学生实现从“学会”到“会学”的转变,从“要我学”到“我要学”的转变,使学生真正成为课堂上真正的主人。

四.说教学过程

第一环节:创设情境,引入新知。

_ 首先, 我直接出示手中的皮球和橡皮泥来吸引学生的眼球,当老师同时用力捏两个物体时,你会看到哪些现象,这些想象说明了什么问题哪?然后老师松开手再看现象又说明了他们又有哪些不同之处那?从而引出弹性和塑性的概念,因为弹性和塑性的例子在生活中都有很多,然后让学生男女生分组来抢答弹性和塑性的事例。这样的设计可以激发学生的学习兴趣及培养孩子的竞争意识。通过举例发现为什么弹性的例子多,因为有弹性的物体能产生弹力。从而引出本节课题《弹力》。

第二环节:合作学习,探究新知。

提起弹力生活事例又有哪些?让生来回答,教师还要补充生活中的压力和支持力都是弹力。在众多例子中弹簧也很常见,可出示弹簧让学生动手拉弹簧感受一下弹力,并猜想一下影响弹簧弹力大小的因素能有哪些哪?可以小组讨论的形式猜想, 生的小组合作 。由小组汇报猜想,教师可板书猜想,而后由学生手中的弹簧 钩码 及刻度尺等器材来进行实验的设计及分析。此环节教师应强调组内成员的分工合作。这样可以培养学生的小组合作意识及设计实验及归纳总结等的能了。最后由组内的汇报得出结论,弹簧的拉力越大,伸长越长,从数据中得出在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比。教师应给予学生一定的肯定及赞扬,让学生体会到成功的喜悦。

得出结论后,观察板书测力计的此项特点他在生活中能有哪些应用那?如果加上外壳,在外壳上表上刻度是不是就能变成一种测量力的仪器那就是—弹簧测力计。由学生自己观察桌面上不同的弹簧测力计了解其构造、量程及分度值。最后让学生分组使用弹簧测力计去测量身边的物品,并注意使用弹簧测力计的过程中应注意哪些问题?最后由组内成员汇报。如(使用前注意量程的选择和分度值,指针应指到0刻度的位置,使用前来回拉动几下以免弹簧被卡住,拉动方向应与轴线方向一致,视线应与刻度线垂直等)不全面的其他组进行补充,最后由教师全面补充。整个过程的设计中教师应敢于放开手脚,把更多的时间留给学生,去培养学生的小组合作探究能了,创设问题,解决问题等各方面的能力。

最后出示其他类型的测力计,让学生了解到测力计的种类繁多,但都是测量力的仪器,有时间的话让学生使用握力计比试一下力气的大小,如男生的力气比女生的大哦,那在以后的劳动中男生要多多干活帮助女同学,不要欺负女生。来进行思想品德教育及烘托一下课堂的气氛。

第三环节:感悟收获,课堂小结。

最后以学生汇报有哪些收获来小结本节的的内容,使课堂始终保持轻松、和谐的氛围,以“你还想知道哪些问题”来结束这节课。这样学生带着问题走进教室,又让学生带着问题离开教室,让学生始终保持积极向上的学习求知状态。

第四环节:当堂检测,巩固升华。

练习是学生理解知识,掌握知识形成技能的重要途径,又是运用知识发展智能的重要手段。因此我采用了多层次的练习题,以便于学生能及时把所学知识应用于具体问题中。

篇7:弹力物理教案

[课 时]1课时

[教学方法]实验法、讲解法

[教学用具]钢尺、弹簧、重物(钩码)等

[教学过程]

一、复习提问

1、重力是怎样产生的?其方向如何?

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(板书)

(一)形变

(1)形变

(2)弹性形变

演示图示1中的实验,请同学们注意仔细观察并回答下列问题。

①重物受哪些力?(重力、支持力。这二力平衡。)

②支持力是谁加给重物的?(钢尺)

③钢尺为什麽能对重物产生支持力?(钢尺发生了弹性形变)

由此引出:

(二)弹力

(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:④由此可见,支持力是一种什麽样的力?

⑤重物放在钢尺上,钢尺就弯曲,为什麽?(重物在重力作用下与钢尺直接接触,从而发生微小形变,对钢尺产生了向下的弹力即压力,物理教案《物理教案-弹 力》。)

可见,压力支持力都是弹力。并进一步分析得出:

(2)弹力产生的条件:物体直接接触并发生弹性形变。

(3)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什麽样性质的力?其受力物体、施力物体各是什麽?方向如何?

与学生讨论,然后总结。

①压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被压物体)。

②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)。

提问:电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力属什麽样性质的力?

其受力物体、施力物体各是什麽?方向如何?

分析讨论,总结。

③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。

(三)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f跟弹簧的伸长(或缩短)的长度x成正比,即:f=kx。式中k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。

三、小结

四、学生练习:阅读课文。

篇8:弹力知识精读

1. 形变有两个方面

(1)形状的改变:指受力时物体的外观发生变化,如橡皮条拉紧时,由短变长;跳水馆中的跳板本来是水平伸直的,当运动员在上面起跳时,平直的板变得弯曲;撑杆跳高时,运动员手中的撑杆由直变曲.

(2)体积的改变:指受力时物体的体积发生变化,如用力压排球,排球的体积变小;用力压海绵,海绵的体积变小.

任何物体都能发生形变,不能发生形变的物体是不存在的,不过有的形变比较明显,可以直接看见;有的形变极其微小,要用仪器才能显示出来.

2. 观察微小形变的方法(1)物理放大法

(1)物理放大法

图1为用圆柱形水瓶演示固体形变的实验.

双手用力紧捏瓶时,难以观察出瓶体本身的形变.先将水瓶中装满水,用橡皮塞盖严,再在橡皮塞上钻一小孔,插上一根细玻璃管.当在水瓶上施加一个力时,水瓶发生微小形变,但用肉眼难以直接观察到这个形变,通过插在瓶中的细玻璃管中液面的变化将这个形变明显地显现出来,其显著程度取决于细管直径的大小.要使实验现象更明显些,可以让玻璃管细些,但当玻璃管太细时,由于毛细现象,液面的阻力将变大,水柱上升后,将不再下降,所以细玻璃管并非越细越好,应该粗细适当.细管液面升降放大法是通过透明细管中的有色液面的上升或下降来反映某种物理量(如体积、温度、压强、热量、内能等)的微小变化.

(2)光学放大法

光点反射放大法是使光的反射角的微小变化通过反射线投射到远处光屏上的光点的移位来显示,其变化的显著程度取决于反射镜至光的投射点之间的距离.光学放大法是一种非常重要的物理方法,根据光学放大法,物理学家测出了很多难以直接测量的物理常数,如卡文迪许巧妙地运用光点反射放大法解决了测量石英丝微小扭转角的难题,进而算出了万有引力常量.

图2为演示桌面微小形变的实验装置.一束光线依次被平面镜M和N反射,最后射到标有刻度的面镜L上,形成一个光点.当用力压桌面时,镜子就要向箭头所示的方向倾斜,由于两面镜子之间的距离较大,光点就会在刻度尺上有明显的移动,从而把桌面的微小形变通过光程放大显示出来.

(3)间接观察法

直接观察作用在水平桌面或者水平木板上的力产生的微小形变,观察效果不明显,我们可以借助其他手段来间接观察,如图3所示,当观察水平桌面受力发生的形变时,可以在水平桌面上放置一个水平仪,当有力作用在水平桌面上时,桌面将向下凹,这时水平仪中的小气泡将发生移动,从而表明桌面发生了形变.

二、弹力有无的判断

1. 对于形变明显的情况(如弹簧)可由形变直接判断.

2.对于形变不明显的情况通常有以下三种方法:

(1)假设法:可以假设将与物体接触的其他物体撤去,看物体还能否保持原来的状态,若能则无弹力,若不能,则存在弹力.

(2)状态法:因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合,所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡等)来判断物体间的弹力.

(3)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换.如将侧壁、斜面用海绵来替换、将硬杆用轻弹簧来替换.

判断弹力时,不仅要看物体间是否接触,更需要考察接触处是否发生形变,有些难以直接判断的情况,可以采用以上三种方法来分析.

三、弹力方向的判定

1. 弹力是接触力,不同的物体接触,弹力方向的判断方法不同.

2. 弹力方向的判定步骤

确定研究对象→找出使该物体发生形变的外力的方向→确定该物体产生弹力的方向.

3. 注意

根据力的作用特点,一个物体受到的力,一定是另一个物体施加的,故一个物体受到的弹力作用,一定是另一个物体的形变引起的.

四、胡克定律

1.胡克定律的内容:在弹性限度内,弹簧的弹力大小跟弹簧的形变量成正比,即F=kx,其中x是弹簧的伸长量或压缩量;k称为弹簧的劲度系数,简称劲度,单位是N/m.

2. 胡克定律的成立是有条件的,就是弹簧发生“弹性形变”,即必须在弹性限度内.

3. F=kx中的x是弹簧的形变量,是弹簧伸长(或缩短)的长度,而不是弹簧的长度.

4.弹簧的劲度系数k,它表示了弹簧固有的力学性质,大小由弹簧本身的物理条件决定,如材料、长度、截面积等.

5. 在应用F=kx时,要把各物理量的单位统一到国际单位制中.

6. 公式ΔF=kΔx可作为胡克定律的推论使用,式中ΔF、Δx分别表示弹力变化量和形变变化量.

五、知识点例析

1. 对形变和弹力的理解

例1下列有关物体受外力及形变的说法正确的是()

(A)有力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后形变完全消失

(B)有力作用在物体上物体不一定发生形变

(C)力作用在硬物体上,物体不发生形变;力作用在软物体上,物体才发生形变

(D)—切物体受到外力作用都要发生形变,外力撤去后形变不一定完全消失

解析:只要有力作用在物体上,物体就一定会发生形变,故(B)项错误;发生形变后的物体,当撤去外力后,有些能完全恢复原状,有些不能完全恢复原状,(A)项错误,(D)项正确;不管是硬物体还是软物体,只要有力作用都会发生形变,(C)项错误.答案:(D).

评注:(1)对于弹性形变,当力撤去后可以恢复原状;(2)若两个物体在直接接触的同时,也存在弹性形变,则两个物体间有弹力的作用;(3)弹力大小与形变量有关,对于接触面情况一定的前提下,形变越大,弹力也越大.

2. 弹力有无的判断

例2如图4所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B两个物体都保持静止状态.则关于A、B两个物体间及墙面间弹力的说法正确的是()

(A)A、B两个物体间只是接触,没有弹力

(B)A、B两个物体间不仅接触,一定有弹力的作用

(C)物体A与墙面间只是接触,没有弹力

(D)物体A与墙面之间不仅接触,一定有弹力的作用.

解析:利用假设法判断弹力是否存在.首先以物体A为研究对象,假设将物体B拿走,容易想到物体A会落下,不能保持现在的静止状态,由此可判断A、B两个物体间不仅接触,一定有弹力的作用;以A、B整体分析,A与墙只是接触,没有弹力.答案:(B)、(C).

评注:判断有没有弹力,可以从下列步骤入手:

(1)选择研究对象,明确接触情况;

(2)假设在接触处将与研究对象接触的另一物体去掉,分析研究对象是否在该位置处保持原来的状态;

(3)若研究对象不能保持原来状态,说明原来该处有弹力;反之,则无弹力.

3. 弹力方向的分析

例3作出图5中物块、球、杆等受到各接触面作用的弹力示意图.

解析:分析此类问题的关键是确定接触面,对于点——面接触,面——面接触类问题容易确定,这里出现的面即为接触面;对于点——弧面接触,过接触点的弧面的切面即为接触面.各物体所受弹力如图6所示.

评注:判断弹力方向的方法:

(1)选择研究对象,分析接触处的实际情况;

(2)若为压力或支持力,则弹力方向总是垂直于接触面指向受力物体,具体有如下几种情况:

①平面——平面接触,弹力垂直于平面;

②点——平面接触,弹力垂直于平面;

③点——线接触,弹力垂直于线;

④点——弧接触,弹力垂直于切面;

⑤弧面——弧面接触,弹力垂直于切面.

(3)绳的拉力方向沿着绳而指向绳收缩的方向;

(4)弹簧弹力的方向指向弹簧恢复原长的方向.

4. 弹簧弹力和胡克定律

例4如图7所示,A、B两物体的重力分别是GA=3N,GB=4 N.A用细线悬挂在顶板上,B放在水平面上,A、B间轻弹簧中的弹力F=2 N,则细线中的张力FT及B对地面的压力FN的可能值分别是()

(A) 5 N和6 N

(B) 5 N和2 N

(C) 1 N和6 N

(D) 1 N和2 N

解析:弹簧如果处于被拉伸的状态,它将有收缩到原状的趋势,会向下拉A,向上提B,则(B)正确;如果处于被压缩的状态,将向两边恢复原状,会向上顶A,向下压B,则(C)正确,故选(B)、(C).

例5如图8所示,摩擦及绳子、滑轮的质量均不计,物体A重4 N,物体B重1N,以下说法正确的是()

(A)地面对A的支持力是3N

(B)测力计的示数为2N

(C)物体A受到地面的支持力为2N

(D)测力计示数为3N

解析:向上拉A的力应等于B的重力1N,这样A受三个力的作用:地球对A向下的重力为4N,向上的绳子的拉力为1N,地面对A的支持力应竖直向上为3N,故(A)正确,而(C)错误;而测力计的示数应为两绳子向下的拉力之和,等于B的重力的2倍,故应为2N,所以(B)正确,而(D)错误.答案:(A)、(B).

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