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第三章 相互作用——力
重力与弹力
教学设计
一、知识与技能
1. 知道力的三要素，会用力的图示和力的示意图表示力；
2. 知道重力产生的原因，理解重力的大小和方向，知道重心的概念。
二、过程与方法
1. 知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图；
2. 通过实验探究弹簧弹力和形变量的关系，理解胡克定律，了解科学研究方法。
三、情感态度与价值观
1. 了解弹力在生产和生活中的应用，体会物理与生产和生活息息相关。
2. 将所学知识与实际生活相联系，增加学生学习的动力和欲望。
1、理解重力的大小和方向，知道重心的概念程念。（重点）
2、弹力的产生条件，弹力方向的判断。（重点）
3、知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向。（难点）
4、通过实验探究弹簧弹力和形变量的关系，理解胡克定律。（难点）
课件
一、导入新课：
力是一个物体对另一个物体的作用。认识一个力，需要弄清以下几个问题：
1、谁受到的力，谁施加的力？
2、怎样量度它的大小？
3、它的方向如何？作用点在哪里？
分析空中人所受的重力。关于上述问题你知道哪些?
二、讲授新课：
1、重力
【教师提问】重力是怎样产生的？
【学生预习】地球上的一切物体都要受到地球的吸引。
【教师引导】严格来说，重力并不是地球对物体的吸引力，而是吸引力的一部分，这部分内容以后会学到。所以说重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，而不能说地球对物体的吸引力就是物体的重力。
【教师补充】地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。因此，在今后的受力分析中重力一定存在。
在月球上，物体也会由于月球的吸引而受到相应的重力，到其他星球表面也一样。
【教师提问】重力的大小可以用弹簧测力计来测量，那么重力的大小和方向都是怎样的？
【学生回答】重力的大小：G＝mg；重力的方向：竖直向下
【教师补充】g值在地球的不同位置取值不同，一般情况下可以忽略这个差异，认为是恒定的。重力的方向始终是竖直向下的。
【教师总结】重力：1、产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。
2、大小
(1)在实验室中可以用弹簧测力计测量重力的大小。
(2)重力的计算公式是G＝mg，公式中G是物体的重力，m是物体的质量，g是自由落体加速度。
3、方向：总是竖直向下。
【教师补充】物体的各部分都受到重力的作用。从效果上看，可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。重心可看成物体各部分重力的等效作用点或物体各部分所受到的重力的合力的作用点。
重心就是重力的作用点。把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果，这就是物理学的一种等效替代思想。
【课件演示】寻找质量分布均匀的物体的重心。
【实验演示】寻找不规则薄板的重心
先在A点把物体悬挂起来，通过A点画一条竖直线AB，然后再选另一处C点把物体悬挂起来，同样通过点画一条竖直线CD，AB和CD的交点O，就是薄板的重心(如下图所示)。
2、弹力
【教师引导】观察图片，日常观察到的相互作用，无论是推、拉、提、举，还是牵引列车、锻打工件、击球、弯弓射箭等，都是在物体与物体接触时才发生的，这种相互作用可称为接触力。我们通常所说的拉力、压力、支持力等都是接触力。接触力按其性质可归纳为弹力和摩擦力。
【演示】物体受力时会产生形变，但有时形变很小，不易观察。
在如下图中，一块三角形有机玻璃压在另一块有机玻璃上，发生的形变很小，肉眼不能看出。但是，形变使有机玻璃内不同部位的光学性质产生了差异，让特殊的光通过时，可以看到这种差异。
【教师提问】一本书放在桌子上我们知道书本对桌子有压力，桌子对书本有支持力。
那么压力和支持力又是怎样产生的呢？会不会也象弹簧一样是由物体的形变而产生的呢？这个形变与弹簧、橡皮条的形变有什么不一样？
【设计实验】在一个大桌上放两个平面镜，用小型激光源发射激光照射平面镜M，用力压桌面，让一束光依次被两面镜子反射，通过反光镜的放大原理可以使墙上的光点移动很大的距离。通过放大的思想演示“微小形变”的过程，让学生认识到任何物体受到外力作用后都会发生形变的事实。

【教师补充】发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。像上面我们所熟知的拉力、压力和支持力就是最常见的几种弹力。绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向；压力和支持力的方向垂直于物体的接触面。
3、胡克定律
【教师引导】物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。
【教师提问】弹簧在形变时产生的弹力与弹簧的伸长量是有关系的。那么，弹簧在弹性限度内，弹力大小与伸长量有什么关系呢？
【实验】探究弹簧弹力与形变量的关系
实验思路
探究弹簧弹力与形变量的关系，需要测量多组弹簧弹力和形变量的数据，如何测量？说出你的想法。
进行实验
要完成这个实验探究，我们可以通过如图所示的装置进行实验。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置。
在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同拉力作用下伸长的长度(弹簧的弹力等于钩码对弹簧的拉力)。
数据处理
为了找出弹簧弹力与形变量的关系，我们以弹簧的弹力F为纵轴、弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系。根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点作出F-x图像。
【教师总结】胡克定律
1、内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
2、公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度。
3、适用条件：在弹簧的弹性限度内。
1、有一圆形的均匀薄板，若将其中央挖掉一个小圆板变成一个圆环，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A.重心位置向外侧偏移，重力减小 B.重力和重心位置都没有变
C.重力减小，重心位置没有变 D.重力减小，重心位置无法确定
答案：C
2、玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变
B.汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C.汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变
D.汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
答案：AC
3、如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速直线运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是（ ）
A.物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B.重力的方向总是垂直向下的
C.物体重心的位置与物体形状或质量分布无关
D.力是使物体运动的原因
答案：A
4、如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为的斜面上，杆的另一端固定一个重为4 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力（ ）
A.大小为4 N，方向平行于斜面向上
B.大小为2 N，方向平行于斜面向上
C.大小为4 N，方向垂直于斜面向上
D.大小为4 N，方向竖直向上
答案：D
5、如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家集高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝。飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为（ ）
A.马跑得快
B.马蹄大
C.马的重心在飞燕上
D.马的重心位置和飞燕（视为质点）在一条竖直线上
答案：D
6、某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态。
(2)他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小与弹簧长度l的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长______，劲度系数________.
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图（c）所示时，该弹簧的长度________.
答案： (1)竖直(2)4;50(3)10
§3.1 重力与弹力
一、重力
1、产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。
2、大小
(1)在实验室中可以用弹簧测力计测量重力的大小。
(2)重力的计算公式是G＝mg，公式中G是物体的重力，m是物体的质量，g是自由落体加速度。
3、方向：总是竖直向下。
4、重心
(1)定义：重力的等效作用点。
(2)重心位置决定因素：物体的形状和质量分布。
二、弹力
1、定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。
2、方向
（1）压力和支持力的方向垂直于物体的接触面。
（2）绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向 。
三、胡克定律
1、内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
2、公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度。
3、适用条件：在弹簧的弹性限度内。
引导学生对本节多学知识进行自主交流探究，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。

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