资源简介

教案 B
教学目标
一、知识与技能
1. 知道什么是弹力以及弹力产生的条件。
2. 知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的图示或力的示意图中正确画出它们的方问。
3. 知道形变越大，弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比。
4. 针对实际问题确定弹力的大小和方向，提高学生判断分析物理问题的能力。
5. 掌握利用胡克定律计算弹簧弹力的力法。
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. 体验显示微小形变的方法。
3. 帮助学生掌握设计实验、收集数据、数据处理和总结规律的能力。
三、情感、态度与价值观
1. 利用实验培养学生的观察能力，激发学生对物理规律的求知欲。
2. 培养学生科学的研究问题的方法。
教学重点、难点
教学重点
1. 弹力产生的条件、弹力的方向。
2. 胡克定律及应用。
教学难点
1. 相互接触的物体间是否有弹力的判断。
2. 弹力方问的确定。
教学方法
实验——观察——思考——归纳。
教学准备
传感器、计算机、弹簧、小车、砝码、弹簧秤、带有支架的平面镜（两个）、刻度尺、激光光源、墨水瓶（灌满红墨水）等。
教学过程
一、导入新课
教师活动：展现常见的一些相互作用（推、拉、提、压、举等）。提出问题，引导学生观察、思考其相互作用的共同点及本质。
学生活动：亲身感受推、拉、提、压、举等相互作用，并在教师的引导下，观察分析。
点评：列举实际问题分析现象，培养学生抽象概括的能力，并导入新课。
二、进行新课
（一）弹性形变和弹力
教师活动：指导学生实验（见教材P54图3.2-2和P55图3.2-3），提出弹性形变和弹性限度。
学生活动：学生实验体会，归纳总结。
物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫形变。
有些物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。
发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。
点评：通过拉长和压缩弹簧，使学生认识弹性形变，并理解弹性限度。
教师活动：教师启发学生思考推、拉、提、压、举等力是怎样产生的？
学生活动：学生进一步分析归纳总结。
点评：结合对前面实验的观察和分析，进一步培养学生抽象概括的能力。
教师活动：实验讲解，学生观察思考，掌握方法。
学生活动：学生观察思考，体验观察微小形变的法，提高实验能力。
点评：观察微小形变，培养观察能力和掌握显示微小形变的方法。
教师活动：教师演示，学生观察，启发学生思考，分析弹力的方向。
学生活动：学生观察分析，归纳出弹力的方向。提高学生分析、判断和归纳的能力。
点评：在掌握弹力产生条件的基础上，思考弹簧和绳子产生的弹力方向，提高学生的判断分析能力。
教师活动：教师引导学生总结归纳弹力的方向。
学生活动：学生分析常见的弹力的力向，并进行总结。
点评：小结弹力的方向，提高学生的综合能力。
（二）几种弹力
事实上，只要两个相互接触的物体相互挤压，就一定能产生弹力，可见，弹力的产生需要两个条件：直接接触并发生形变。
常见的弹力除了以上讲到的外，还有支持力、拉力等。
弹力的方向：一般情况下，凡是支持物 ( http: / / www.21cnjy.com )对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力，所以支持力的方向总是垂直于运动面指向被支持的物体。
教师活动：放在水平桌面上的书，由于重 ( http: / / www.21cnjy.com )力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小形变，书要恢复原状，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力，这就是书对桌面的压力，桌面由于发生微小形变，对书产生垂直于书面向上的弹力，这就是桌面对书的支持力。
学生活动：静止地放在倾斜木板上的书，书对木板有压力，木板对书有支持力，指导学生并画出力的示意图。
结论：压力、支持力都是弹力，压力的方向总是垂直于运动面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。
引导学生分析静止时悬绳对重物的拉力及方向。
引导得出：悬挂物体由于重力的作用而拉紧 ( http: / / www.21cnjy.com )悬绳，使重物、悬绳同时发生微小形变。重物由于发生微小形变，对悬绳产生竖直向下的弹力，这是物体对绳的拉力，悬绳由于
发生微小形变，对物产生竖直向上的弹力，这就是绳对物体的拉力。
结论：拉力是弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
（三）胡克定律
教师活动：指导学生进行实验研究，从感性认识出发，上升到理性认识。
学生活动：学生实验探究，讨论交流，得出结论。
点评：感受弹簧弹力的大小与弹簧形变的关系。
教师活动：利用传感器，通过计算机实时测量，处理实验数据，分析实验结果。
学生活动：学生观察思考，通过计算机演示物理量之间的关系。
点评：实验研究——胡克定律，使学生了解科学地研究问题的方法。
教师活动：指导学生如何对数据进行处理（利用图象处理），如何分析图象找出规律。
学生活动：学生讨论交流，总结现象，得出结论。
点评：培养学生进行数据分析、探索和寻找数据之间的关系，发现物理规律的能力。
教师活动：指导学生作F-x图象，利用数学知识确定F和x的关系，找出物理规律。
学生活动：学生利用实验数据作图象，进一步体验用图象处理数据的方法。
点评：掌握用图象处理实验数据的方法。
注意事项：
1.本实验要求定量测量，因此要尽可能减小实验误差。标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差，每次改变悬挂钩码个数后，要待系统稳定后再读数。
2.实验中所提供的米尺精确度为1mm，应估读一位。
3.弹簧组的说明书已经说明每个弹簧的弹性限度，注意不要超过它的弹性限度使用。
通过以上实验能得出什么结论？
胡克定律：在弹性限度内，弹性物体的弹力和弹性物体的伸长（或压缩）的长度成正比，即，其中k劲度系数，单位是N/m。
（四）实例操练
例题1.有一根弹簧原长为，在下面挂上0.5kg的重物后长度变成了18cm，求弹簧的劲度系数。
解答：已知弹簧的原长为，后来的长度为，弹簧的弹力为5N，伸长量为x=0.03m，可知。
答案：166.7N/m
说明：不同材料的弹簧劲度系数是不一样的，同一种材料的弹簧形状和长度不相同时，其劲度系数也是不一样的。
训练：竖直悬挂的弹簧下端，挂 ( http: / / www.21cnjy.com )一重为4N的物体时弹簧长度为12cm；挂重为6N的物体时弹簧长度为13cm，则弹簧原长为 cm，劲度系数为 N/m。
解析：弹簧上悬挂物体时弹簧在伸长，由胡克定律可知：弹簧的拉力与弹簧的伸长量成正比，即F=kx，k为劲度系数，在数值上等于伸长后总长度减去原长，即，改变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数。
设弹簧的原长为，劲度系数为，设挂的重物时弹簧的长度为，挂的重物时弹簧的长度为，则 ，由胡克定律得：
，。
代入数据解得：
，
三、课堂小结
在弹力的教学过程中，有这样 ( http: / / www.21cnjy.com )几个难点需要突破：一是任何相接触的物体间都可能有弹力，弹力的产生条件是接触并且有形变，但是有些物体的形变量很小，不容易观察到，就会使学生产生这样的疑问：这种情况下弹力到底有没有？例如物体放在桌面上，压力和支持力不通过形变来判断，解决这个问题的方法是微小形变的演示，通过演示，使学生确信任何两个接触的物体间都可以有弹力。另外一个难点是弹力有无的判断，解决这个问题可以用假设判断的方法，不仅让学生知道判断的方法，更应该让学生学会这些方法的迁移，例如假设的判断方法，也可以用到摩擦力的有无的判断中去。一般弹力大小的判断要根据物体的实际情况判断，而弹簧弹力的判断可以根据胡克定律进行判断，让学生通过实验“发现”胡克定律，在发现中锻炼探究物理规律的能力。
四、布置作业
教材P56问题与练习3、4题。3.2 弹力
教案 A
备课资源
弹力与压力、支持力、拉力等的区别
弹力是按照力的性质命名的。而压力、支持力 ( http: / / www.21cnjy.com )、拉力则是由力的效果命名的。这是两个完全不同的概念。因此，弹力和压力、支持力、拉力之间没有明确的关系。弹力不一定是压力、支持力、拉力。例如，套在同一光滑竖直杆的两个环形磁铁，其相同的磁极相对，两个磁铁均处于静止状态。对上面的磁铁进行受力分析，磁铁受本身的竖直向下的重力作用和竖直向上的排斥力作用，二力为一对平衡力。此时，向上的排斥力便作为支持力。此支持力就不是弹力。另外，由牛顿第三定律得，大小等于向上的排斥力，方向向下的磁力也作用于下面的磁铁上。此时，这个向下的磁力就是上面的磁铁给它的向下的压力。这个压力也不是弹力。又如，在两根光滑平行直导轨间，分布有竖直方向且等距离分布的方向不同的匀强磁场，导轨上有一个宽度与磁场相同的金属框。当磁场匀速运动时，线框就会受到安培力作用而运动起来。此时，安培力就是线框运动的合外力，也就是拉力。此拉力也不是弹力。所以，不能笼统地说，弹力就是压力、支持力、拉力。要具体情况具体分析。
教学目标
一、知识与技能
1.知道弹力是接触力，本质是电磁力。
2.知道形变、弹性形变的概念，理解弹性限度。
3.知道什么是弹力以及弹力产生的条件。
4.知道确定弹力的方向的方法。
5.能说出胡克定律的内容并应用计算弹簧弹力。
二、过程与方法
1.观察演示实验，把看到的现象与已有的经验结合起来，细细体会弹力的产生。
2.通过观察桌面微小形变的演示实验，体会物理研究中的“放大”的思想方法。
3.帮助学生掌握设计实验、收集数据、数据处理和总结规律的能力。
三、情感、态度与价值观
1.在探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣，把亲自探究出的规律与平时对弹力的认识相结合，体会物理规律的价值。
2.利用实验培养学生的观察能力，激发学生对物理规律的求知欲。
教学重点、难点
教学重点
弹力产生的条件及方向的判定。
教学难点
弹力有无的判断及弹力方向的判断。
教学方法
实验——观察——思考——归纳。
教学过程
一、导入新课
教师活动：多媒体展示图片或视频：推木箱、拉小车、提水桶、举杠铃、锻打工件、击球、运动员射箭等。并提醒学生观察这些力的作用有什么共同点。
教师点评：这些相互作用都是在与物体接触时发 ( http: / / www.21cnjy.com )生的，这种相互作用可以称为接触力。接触力按性质可以归纳为弹力和摩擦力，它们在本质上都是由电磁力引起的。
我们今天来学习探究一种接触力——弹力。
二、进行新课
（一）形变
教师提问：我们已经了解到力可以使物体发生形变，那么什么是形变？
学生回答：如果物体的形状或体积发生变化，那么我们说物体发生了形变。
教师鼓励性评价：很好！我们知道了形变的概念，那么什么样的物体可以发生形变？
板书：1.形变定义：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫形变。
学生思考回答：……大部分答案都是我们日常生活中见到的能发生明显形变的物体。
教师活动：首先肯定学生的答案，然后安排学生用手去压桌面或推墙壁，感触桌面和墙壁是否会发生形变。
学生活动：用手去压桌面或推墙面后进行交流讨论。
教师引导：我们不能确定桌面和桌面是否发生形变，可能是它们的形变比较小。现在我来做一个演示实验，请大家仔细观察这个实验，看能发现些什么？
教师演示实验：演示桌面微小形变。如图3-2-1所示。
学生观察后回答：刻度尺上的光点会上下移动。
教师活动：提出问题刻度尺上的光点为什么会上 ( http: / / www.21cnjy.com )下移动呢？能画出实验中激光的光路图吗？让两个学生上黑板画光路图，其余学生在各自座位上作图，并巡视指导。
图3-2-1
教师活动：对学生的作图进行 ( http: / / www.21cnjy.com )评价，然后投影出较好的作图并进一步解释：桌面发生了形变导致平面倾角发生了变化，平面镜角度变化致光点上下移动。由此可见：我们用手压桌面时，桌面是发生了形变，只不过形变比较微小，肉眼看不出来，刚才的这个演示实验可以把这个微小变化进行放大。
教师引导：将微小的变化放大，是物理学研 ( http: / / www.21cnjy.com )究问题中常用的方法，我们下面尝试体验一下玻璃瓶微小形变。如图3-2-2所示取一只圆底玻璃瓶，里面盛满蓝颜色的水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，可以看到透明细管中水面上升，说明玻璃瓶在手的作用下发生了形变。
图3-2-2
学生活动：体验玻璃瓶微小形变并讨论观察到的结果。
教师点评：通过刚才的实验，我们应该 ( http: / / www.21cnjy.com )可以得到一个结论：任何物体均能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的。只不过有的物体形变比较明显，有的则比较微小，不容易观察。对于不易观察的微小形变，我们可以设计实验将微小变化放大。
教师过渡性导入：形变还具有什么特点吗？
教师活动：演示用手压气球，松手后气球恢复原状；用手压橡皮泥，松手后橡皮泥不能恢复原状。并问学生这两个形变之间有什么区别呢？
学生回答：一个发生形变后能够恢复原状，一个不能恢复原状。
教师讲解：撤去使物体发生形变的外力后，物体能够恢复原状的形变叫做弹性形变（如木板）。
板书：2.弹性形变：撤去使物体发生形变的外力后，物体能够恢复原状的形变叫做弹性形变。
板书：3.范性形变：不能完全恢复原状的形变叫做范性形变（或塑性形变）（如泥地上的脚印）。
教师活动：让学生举例生活中其他的弹性形变和范性形变，然后进行鼓励性评价。
教师讲解：弹性形变和范性形变的发生 ( http: / / www.21cnjy.com )是有条件的，若物体在能够发生弹性形变的最大限度内发生形变那就是弹性形变，在能够发生弹性形变的最大限度以外发生形变那就是范性形变。其中物体能够发生弹性形变的最大限度叫做弹性限度，并列举弹簧、橡皮泥的例子。概括总结每个物体都能发生弹性形变和范性形变，只不过它们的弹性限度不同；在我们研究的问题中一般认为物体的形变就是弹性形变。
（二）弹力
1.探究弹力产生的条件
教师活动：安排学生两手拇指相互挤压，发生形变 ( http: / / www.21cnjy.com )。用心体会两拇指之间的相互作用。并提出问题：左手拇指对右手拇指的力向什么方向？右手拇指对左手拇指的力向什么方向？
学生回答：左手拇指对右手拇指的力向右，右手拇指对左手拇指的力向左。
教师提问：为什么是这样的方向呢？
学生回答：因为两手拇指相互挤压时均发生了形变，为了恢复原状，左右手拇指相互往外推。
教师活动：用多媒体课件演示放在桌面上的物体压力和支持力的产生。
教师总结：这些因为物体发生了弹性形变要恢复原状而对与之接触的物体产生的力的作用叫做弹力。
板书：弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体有力的作用。
板书：弹力产生的条件：两物体相互接触、接触处产生弹性形变。
2.弹力产生实例分析
教师活动：引导学生观察思考、分析、回答悬挂着的日光灯受到的弹力及发生形变的情况。
教师提问：日光灯受到的弹力是怎样产生的？
学生回答：绳子发生弹性形变（被拉长）要恢复原状从而对日光灯产生了拉力。
教师提问：绳子发生弹性形变是什么方向？绳子给日光灯的拉力什么方向？这两个方向有什么关系？
学生回答：绳子发生弹性形变的方向向下，绳子给日光灯的拉力方向向上。这两个方向相反。
教师总结：绳子的拉力方向总是沿着绳子，与绳子发生形变的方向相反（或沿绳子收缩的方向）。
教师提问：绳子受到的弹力是怎样产生的？
学生回答：日光灯发生弹性形变（被拉长）要恢复原状从而对绳子产生了拉力。
教师活动：引导学生观察思考、分析、讨论放在桌面上的物体所受的支持力产生情况。
学生讨论后总结：桌面由于发生弹性形变要恢复原状从而对物体产生了支持力，并且支持力的方向与桌面发生弹性形变的方向相反：即垂直于接触面向上。
教师活动：引导学生观察思考、分析、讨论人在水平面上推木箱时的弹力的产生。
学生讨论后总结：人手与木箱相互挤压，人手发生弹性形变要恢复原状就会对箱子产生向前的弹力，箱子发生形变就会对人产生向后的弹力。
（三）胡克定律
教师导入：我们知道弹力是由 ( http: / / www.21cnjy.com )形变产生的，在弹性限度内，形变越大，弹力就越大。形变消失，弹力消失。弹簧秤是我们较常见的物理测量工具，哪么弹簧的形变量与产生的弹力之间又有什么样的关系呢？
教师活动：安排学生自己来设计一个实验，寻找弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系。并巡回指导。
学生活动：学生设计实验，然后分组实验。
教师活动：投影学生的实验数据，安排学生观察发现寻找规律，并画出 QUOTE 图象。
形变量 弹力F
2cm 0.5 N
4cm 1 N
6cm 1.5 N
实验一：（用弹簧A）
原来长10cm。
挂重物0.5N时，弹簧长为12cm；
挂重物1N时，弹簧长为14cm；
挂重物1.5N时，弹簧长为16cm；
……
形变量 弹力F
2cm 1 N
4cm 2 N
6cm 3 N
实验二：（用弹簧B）
原来长10cm。
挂重物1N时，弹簧长为12cm；
挂重物2N时，弹簧长为14cm；
挂重物3N时，弹簧长为16cm；
……
学生活动：思考讨论，画出 QUOTE 图象。
教师活动：展示学生的 QUOTE 图象，作出鼓励性评价并提问学生发现了什么规律？
学生回答：对于同一根弹簧，弹力与形变量是成正比的，对于不同的弹簧，弹力与形变量的比值是不同的。
教师总结：很好，实验表明：弹簧发生弹性形变时，产生的弹力大小F与弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比即，k为 QUOTE 图象的斜率。这个规律叫胡克定律。
板书：（k称为劲度系数， x为形变量——现在的长度与原来长度的差）
劲度系数：单位是N/m。生活中常说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”指的就是它们的劲度系数不同。弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关，这个量反映了弹簧的特性。
三、课堂小结
通过这节课，我们要知道形变分弹性形变、范性形变；搞清楚弹力产生原因以及弹力产生的条件；理解胡克定律并会用 QUOTE 求解弹簧的弹力。
四、布置作业
教材P56问题与练习2、3题。
五、板书设计
第二节 弹力
一、形变
1.定义：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫形变。
2.弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原状的形变。
3.范性形变：在外力停止作用后，不能恢复原状的形变。
二、弹力
1.定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
2.产生的条件：物体直接接触，物体发生弹性形变。
三、胡克定律
胡克定律：在弹性限度内，弹性体的弹力和弹性体的伸长（或缩短）的长度成正比，即，其中是劲度系数，单位。
六、课堂作业
1．下列关于弹力产生条件的说法中正确的是 （ ）。
A．只要两个物体接触就一定有弹力产生
B．轻杆一端所受弹力的作用线一定与轻杆方向垂直
C．压力和支持力的方向总是垂直于接触面
D．形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大
2．当一个物体静止在水平桌面上时，则（ ）。
A．物体对桌面的压力就是该物体的重力
B．物体对桌面的压力使该物体发生形变
C．桌面形变产生对物体的支持力
D．以上说法都不正确
3．如图3-2-3所示， ( http: / / www.21cnjy.com )三个相同的支座上分别放着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上。a球的重心Oa位于球心，b球的重心Ob位于球心的正上方，c球的重心Oc位于球心的正下方。三个球都处于平衡状态。支点P对a球、b球、c球的弹力分别为Fa、Fb、Fc，则 （ ）。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
图3-2-3
A．Fa＝Fb＝Fc B．Fb＞Fa＞Fc
C．Fb＜Fa＜Fc D．Fa＞Fb＝Fc
4．如图3-2-4是某弹簧的弹力F和它的长度x的关系图象，该弹簧的劲度系数等于________，该弹簧的原始长度是________m。
( http: / / www.21cnjy.com )
图3-2-4
5．放在桌面上的台灯，对桌面有压力，其 ( http: / / www.21cnjy.com )受力物体是________，施力物体是________，漂浮在水面上的小木块受到水的浮力，其施力物体是________，受力物体是________。
6．某弹簧的劲度系数k＝5×103 N ( http: / / www.21cnjy.com )／m，当它伸长2.5 cm时，产生的弹力是_________，在受到100 N的拉力作用时，它要伸长________。
7．画出图3-2-5中小球和杆所受的弹力方向。
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图3-2-5
参考答案:
1.C 2.C 3.A 4. x1 5.桌面 台灯 水 小木块
6．125 N 2 cm 7．弹力方向如图3-2-6所示：
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图3-2-6
教育格言
教养决定一切。桃子从前本是一种苦味的扁桃；卷心菜只是受大学教育的黄芽罢了。

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