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第三章 第2节科学探究：弹力
问题：（1）什么力帮助运动员跳的更高？
（2）蹦床跳板对运动员施力时，发生了什么变化？
一、形变
体验一：
请同学们对桌上的器材（弹簧、海绵、橡皮泥等）施力观察其形变,寻找撤去外力后形变的不同点？
我们把物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化称为形变。
我们把物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化称为形变。
2.弹性限度
弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变。（弹性体）
｛
1.分类
范性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变。
一、形变
探究一：弹力的产生
小车接触并挤压弹簧
弹簧发生弹性形变
弹簧对车有力的作用
要恢复原状
在两轨道末端放置等长的弹簧和橡皮泥，用小车挤压两者，使之发生形变，按压之后松手，同学们观察两小车运动情况。
1、定义：
思考：根据定义，总结弹力产生的条件？
2、条件：直接接触 发生弹性形变
实例分析：软尺上放一物块，分析物块受到的支持力是怎样产生的？
软尺向下发生弹性形变
要恢复原状方向
对物块产生支持力
相互接触的物体发生弹性形变时，由于物体要恢复原状，
物体会对与它接触的另一物体产生力的作用，这种力称为弹力。
二、弹力
二、弹力
探究二：桌面支持力怎样产生的？
探究二：桌面支持力怎样产生的？
结论：桌面发生弹性形变，对物体产生支持力
探究三：观察玻璃瓶的形变
结论：玻璃瓶发生弹性形变
物体给另一物体施加弹力时，虽然有一些形变我们眼睛无法直接观察到，但弹力产生过程一定伴随着弹性形变。
微小信号放大思想
二、弹力
探究四：弹力方向
弹簧弹力方向：与弹簧形变方向相反，与弹簧恢复原状方向相同
体验并判断 压缩弹簧 拉伸弹簧
弹簧形变方向
恢复原状方向
弹簧弹力方向
请大家按压或拉伸弹簧，体验并判断弹簧对手的弹力方向，
完成下表：
向下
向上
向上
向上
向上
向下
二、弹力
F拉
体验并判断 橡皮绳对物体拉力
橡皮绳形变方向
橡皮绳恢复原状方向
橡皮绳弹力方向
向下
向上
向上
二、弹力
F拉
体验二：请同学们用橡皮绳拉重物，观察并分析橡皮绳对重物拉力
的产生过程和方向。
初始状态
受力后
F拉
总结：绳子产生拉力的方向
沿绳指向绳收缩的方向
体验二：请同学们用橡皮绳拉重物，观察并分析橡皮绳对重物拉力
的产生过程和方向。
二、弹力
F拉
施力物体 对物体压力
球底部形变方向
恢复原状方向
压力方向
垂直接触面向上
垂直接触面向下
垂直接触面向下
体验三：观察皮球压桌面时形状变化，分析皮球对桌面的压力
问题（1）桌面所受压力的施力物体是？
（2）分析桌面所受压力的产生过程及方向？
二、弹力
皮球
二、弹力
体验三：观察皮球压斜面时形状变化，分析皮球对斜面的压力
问题（3）分析皮球对斜面压力的产生过程及方向？
施力物体：皮球 对物体压力
球底部形变方向
恢复原状方向
压力方向
垂直接触面向上
垂直接触面向下
垂直接触面向下
压力方向：垂直于接触面而指向被压的物体
二、弹力
体验三：观察皮球压斜面时形状变化，分析皮球对斜面的压力
问题（1）木板所受支持力的施力物体是？
体验四：观察皮球支撑木板时接触面上皮球形状变化，分析皮球
对木板的支持力
F拉
施力物体 对物体支持力
皮球形变方向
恢复原状方向
支持力方向
垂直接触面向下
垂直接触面向上
垂直接触面向上
皮球
（2）分析木板所受支持力的产生过程及方向？
二、弹力
施力物体 斜面上对物体支持力
皮球形变方向
恢复原状方向
支持力方向
垂直接触面向下
垂直接触面向上
垂直接触面向上
问题（3）木板斜放时，分析木板所受支持力的产生过程及方向？
皮球
支持力方向：垂直于接触面而指向被支持的物体
二、弹力
体验四：观察皮球支撑木板时接触面上皮球形状变化，分析皮球
对木板面的支持力
根据表格总结：弹力方向与施力物体形变方向的关系
二、弹力
1、定义：相互接触的物体发生弹性形变时，由于物体要恢复原状，会对与它接触的另一物体产生力的作用，这种力称为弹力。
3、方向：与施力物体形变方向相反（与施力物体恢复原状方向相同）
作用点：在物体接触面或接触点上
2、条件：
直接接触 发生弹性形变
二、弹力
4、弹力的大小
F1
F2
（1）猜想：弹簧弹力的大小可能与哪些因素有关？
（2）实验探究：弹簧弹力的大小与伸长量的关系
二、弹力
实验探究：弹簧弹力的大小与伸长量的关系
（1）实验需要测量哪些物理量？
（2）如何测量这些物理量？
弹簧上弹力、弹簧的伸长量
给弹簧挂钩码，根据二力平衡，弹簧对钩码的弹力等于钩码的重力。
弹簧的伸长量：挂钩码后弹簧的长度减去未挂钩码时弹簧原长。
二、弹力
实验设计：
实验改进：弹簧伸长量如何测量？
1
0
2
3
4
5
（1）弹簧未挂钩码，静止后指针处描点记作0；
（2）挂一个钩码，静止后在弹簧指针处描点记作1；
（3）然后不断的增加钩码个数，静止后依次在弹
簧指针处描点记作2,3,4…；
（4）01,02,03…间的距离即为对应弹簧的伸长量；
二、弹力
问题（3）怎样处理数据？
实验探究：弹簧弹力的大小与伸长量的关系
列表计算分析
图像分析
二、弹力
图像分析
以弹簧的伸长量为X轴，以弹簧弹力大小为Y轴建系
二、弹力
实验探究：弹簧弹力的大小与伸长量的关系
实验步骤：
（1）调整实验仪器，未挂钩码时弹簧指针正对零刻度线；
（2）挂一个钩码，记录钩码个数和对应的弹簧弹力，钩码静止后在弹簧指针处描点记作1；
（3）依次挂不同数量的钩码，并分别描点、记录钩码个数和弹簧弹力大小；
（4）在F-x图像中描点画出弹力大小和伸长量的关系图像；
（5）得出结论，尝试写出F-x表达式。
二、弹力
注意事项：
1.操作中保持木板竖直，并防止弹簧、钩码与木板接触。
2.弹簧指针稳定后，再描点记录，并保持视线与指针处于同一水平线。
3.读数时应该保持视线正对刻度线，注意刻度尺量程和最小分度值。
4.不要超过弹簧的弹性限度。
二、弹力
实验探究：弹簧弹力的大小与伸长量的关系
实验步骤：
（1）调整实验仪器，未挂钩码时弹簧指针正对零刻度线；
（2）挂一个钩码，记录钩码个数和对应的弹簧弹力，钩码静止后在弹簧指针处描点记作1；
（3）依次挂不同数量的钩码，并分别描点、记录钩码个数和弹簧弹力大小；
（4）在F-x图像中描点画出弹力大小和伸长量的关系图像；
（5）得出结论，尝试写出F-x表达式。
二、弹力
在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比
k——弹簧的劲度系数，由弹簧本身决定
问题：不同小组的比值k一样吗？此值与什么有关？
x——弹簧的形变量，即伸长（或缩短）的长度
单位：N/m
胡克定律：
三、胡克定律
例题：一根轻弹簧在10.0N的拉力作用下，长度由原来的5.00cm伸长为6.00cm。那么当这根弹簧伸长到6.20cm时，受到的拉力有多大？
解：据胡克定律
得弹簧的劲度系数为：
当弹簧伸长到6.20cm时,再根据胡克定律
解得：
三、胡克定律
一、知识：
1.形变：弹性形变、范性形变；微小形变
2.弹力产生条件： ① 直接接触 ② 发生弹性形变
3.方向：与施力物体恢复原状方向相同
4.大小：胡克定律：F=kx
二、方法：
放大法 列表和图像处理实验数据
课堂总结
与生产生活
息息相关的弹力
感谢您的倾听！
迁移：如图所示为一轻质弹簧的弹力大小F和弹簧长度L的关系图像，试求：
(1)该弹簧的原长和劲度系数；
(2)图像中左边图线能否延长至与纵轴相交？
并说明理由。
三、胡克定律

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