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(共15张PPT)
形变与受力
冀人版 · 三年级下册 · 科学
DISCOVER THE WONDER OF FORCE
趣味导入：纸箱里的秘密
情境提问
同学们，我们平时生活中常见的纸箱，为什么它的内侧不是一块平整的硬纸板，而是有着许多波浪形的凹凸结构呢？
大家开动小脑筋想一想，这样的“波浪形”设计，究竟藏着什么秘密？它有什么特别的好处吗？
课堂互动：引导学生自由发言，大胆猜测：这样的结构会不会更坚固？是不是能帮我们的箱子承受住更重的物品呢？
动手体验：力与形变
玩一玩，看一看
请大家动手捏一捏、拉一拉、弯一弯桌上的物品，观察它们的变化。思考：停止用力后，它们还能变回原来的样子吗？
橡皮泥
用力捏扁变形后
无法恢复原状
海绵
按压产生凹陷
松手后迅速恢复
橡皮筋
拉伸时变长变细
停止用力后复原
直尺
轻轻一掰就弯曲
松开手立马变直
结论：这些物品在受到手的作用力时，形态都发生了改变。
我们把这种物体形状或体积的改变，科学地称之为“形变”。
探究新知一：认识形变
核心概念
物体受到力的作用时，形状或体积发生改变的现象，叫做形变。
产生原因
力是产生形变的根源。没有外力作用，物体通常会保持其原本的形状。
作用表现
形变是力作用在物体上最直观的物理表现之一，体现了力对物体的效果。
感知方式
虽然我们无法直接看到“力”，但我们可以通过观察物体的形状或体积变化来感知力的存在。
探究新知二：不同受力方式与形变
01 按压
用手按压海绵、弹簧，观察它们的形变：变扁、缩短。
02 拉伸
用手拉伸橡皮筋、弹簧，观察它们的形变：变长。
03 弯曲
用手轻轻弯曲直尺、铁丝，观察它们的形变：变弯。
04 扭转
用手捏住直尺、铁丝的两端向相反方向扭转，观察它们的形变：扭曲。
探究新知二：梳理归纳
力的方式与形变类型
通过实验我们发现，物体受到不同方式的力，会产生不同类型的形变：
按压
→ 变扁、缩短
拉伸
→ 变长、变细
弯曲
→ 呈弧形弯曲
扭转
→ 绕中心轴扭曲
结论：物体受到不同方式的力，会产生不同类型的形变。
探究新知三：区分弹性形变与塑性形变
弹性形变
像弹簧、橡皮筋、海绵这样，受到力的作用发生形变，停止用力后能恢复到原来样子的形变。
塑性形变
像橡皮泥、用力弯折后的铁丝这样，受到力的作用发生形变，停止用力后不能恢复到原来样子的形变。
补充说明：很多物体既具有弹性，又具有塑性。例如铁丝，轻轻弯曲时发生弹性形变，能恢复原状；用力过大弯曲时，就会发生塑性形变，无法完全恢复。
探究新知四：搭纸桥实验（一）
平整的桥面
平平坦坦，没有折叠或弯曲，
像一张平铺的纸。
瓦楞状的桥面
像瓦楞纸箱的侧面，
有规律的波浪形起伏。
圆筒状的桥面
卷成空心圆柱的形状，
像一根纸筒。
提出猜想：哪种形状的纸桥承载能力最强？哪一个最弱？
请在小组内交流，并把你们的猜想记录下来！
探究新知四：搭纸桥实验（二）
实验方法：控制变量法
改变的条件：桥面的结构（形状）。
不变的条件：桥墩的距离、纸桥的材质（相同的卡纸）、放置重物的方式（如硬币）。
实验步骤
1. 准备两个纸杯做桥墩，保持固定距离。 2. 将不同形状的桥面架在桥墩上。
3. 轻放硬币，直到桥面明显变形。 4. 记录能承载的硬币数量。
探究新知四：搭纸桥实验（三）
▌ 分析数据，得出结论
各小组汇报实验数据，教师将数据汇总。通过对不同形状桥面承重数据的对比分析，我们发现了形状与承受力之间的奥秘：
实验结论：不同形状的物体承受力不一样，其中折成瓦楞状等有凹凸结构的桥面承载能力最强，而平整的桥面承载能力最弱。
生活中的科学：这就完美解释了为什么我们日常见到的纸箱、纸板都要做成瓦楞状，因为凹凸结构能显著提升材料的结构强度，从而更坚固、更耐用！
联系生活：体育中的应用
射箭
射箭时弓的形变产生弹力，将箭快速射出。
撑杆跳
撑杆发生形变产生向上的弹力，帮助运动员跃过横杆。
蹦床
利用蹦床面的弹性形变产生弹力，让运动员高高弹起。
思考一下：这些项目中，力的大小和器械形状的变化有什么关系？（提示：器械形状变化越大，产生的力越大）
联系生活：更多应用
弹簧门
利用弹簧的弹性，实现门的自动关闭，方便通行且防风防尘。
沙发弹簧
利用金属的弹性形变提供舒适支撑，同时吸收压力，延长沙发使用寿命。
汽车减震器
核心是弹簧结构，有效缓冲路面颠簸，保证驾驶的平稳与安全。
安全帽：保护神
安全帽内部并非实心，而是有一层特殊的网状缓冲结构。当受到高空坠物冲击时，这层结构能通过自身的形变，将集中的冲击力分散到整个头部，起到“卸力”作用，从而有效保护头部免受伤害。
科学就在我们身边！了解形变与受力的物理知识，不仅能解释生活中的现象，还能帮助我们更好地利用科学改善生活。
课堂总结：知识回顾
01
力与形变
力可以使物体发生形变，常见的受力方式有按压、拉伸、弯曲、扭转。
02
形变类型
形变分为两类：弹性形变（受力后能恢复原状）和塑性形变（受力后不能恢复原状）。
03
形状与承受力
物体的形状直接影响其承受力的大小，像瓦楞纸一样有凹凸结构的物体通常更坚固。
课堂练习
01 / 填空
物体受到 ( ) 作用时，形状或体积发生改变的现象，叫做形变。
02 / 选择
下列哪种形变属于弹性形变？ ( )
A. 捏橡皮泥 B. 拉弹簧 C. 扭弯铁丝
03 / 判断
纸箱子做成瓦楞状是为了更美观。
力
B
×
解析：为了增加抗弯曲能力
谢谢观看
课后小任务
“火眼金睛”大搜索
回家和爸爸妈妈一起找一找，家里还有哪些地方利用了弹性形变或塑性形变？
“小小工程师”挑战赛
尝试用一张A4纸设计一座“承载力最强的纸桥”，下节课我们一起来分享展示！

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