高中物理 第三章 研究物体间的相互作用 第一节 探究形变与弹力的关系教案2 粤教版必修1.doc

第一节 探究形变与弹力的关系学生活动教师活动一、形变体验活动：物体有弹性的 先来看几个小实验。用手捏橡皮泥、用力拉压弹簧、用力压木板，它们的形状都发生了变化。定义：物体形状或体积发生变化形变产生的原因：物体受到力的作用形变的分类：拉伸形变、压缩形变、弯曲形变和扭转形变活动：体验橡皮筋和弹簧等 “物体有弹性”观察、总结思考：物体发生形变的原因？列举所知的形变事例指点学生用橡皮筋和弹簧进行“物体有弹性”的体验 演 示 实 验、举例复习、讲解、提问提问：请学生举出生活中物体发生形变的例子总结：形变原因与分类二、弹性与弹性限度 一块橡皮泥用手可以捏成各种形状，捏后它将保持这种形状。棉线弯曲后的形状也不再复原。把一块木板压弯后，放手木板又恢复原形。把弹簧拉长后也能恢复原形。能够恢复原来形状的形变，叫做弹性形变。弹簧、木板、泡沫塑料等发生的形变属于这一种。不能够恢复的形变，叫做塑性形变。棉线，橡皮泥等发生的形变属于这一种。以后重点研究弹性形变，不加说明就指这种弹性形变。按形变性质：弹性形变、非弹性形变实验：用铁丝弯成一根弹簧，跟用钢丝弯成的弹簧对比。以下面挂较少的钩码时，去掉钩码，两弹簧都能恢复原长。当下面的钩码较多时，铁丝制作的弹簧不能恢复原长，而钢丝弯成的弹簧可以恢复原长。可以看出，弹性形变是在一定范围内成立的。弹性极限：物体不能完全恢复原状前面大家举的例子都是明显的弹性形变，其实有时的弹性形变是用眼看不出但又确实存在的。实验：硬木板上放激光器、两个平面镜，激光通过两个平面镜反射后照到墙上。当用手压木板时，墙上的光点发生移动，这说明桌面发生了形变。棉线在拉长时也发生了形变，而这种形变也是不易观察到的。以上两个例子都属于 “微小形变”，需要借助仪器将其放大。例如：教材中玻璃瓶的微小形变是靠液柱的高度来反应的。 根据生活实例，区分性质不同的形变。观察实验，总结。体会实验“放大法”，理解微小形变。请同学解释引入新课时演示玻璃瓶实验：由于手指肌肉发生形变，要想恢复原状，手指对玻璃瓶有力的作用。手指发生形变，是施力物体，玻璃瓶阻碍手指恢复原状，是受力物体。玻璃瓶受到手指对它的弹力作用后，体积发生了变化，导致细管中水面发生变化，这也是显示微小形变的一种方法（）让学生举几个弹性形变的例子木板受到手对它的压力作用，桌面发生了形变。演示微小形变：用手压椭园玻璃瓶短轴方向，看细管中水面有何变化，再用手压椭园玻璃瓶长轴方向，看细管中水面有何变化。它们的变化有何不同？为什么？手压玻璃瓶的力是怎样产生的？此力有何特点？三、探究弹力将钩码悬挂在弹簧上，弹簧另一端固定，弹簧被拉长，提问：（）钩码受哪些力？（重力、拉力、这二力平衡）（）拉力是谁加给钩码的？（弹簧）（）弹簧为什么对钩码产生拉力？（弹簧发生了弹性形变）定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这个力叫做弹力。弹力产生的条件：物体直接接触且发生弹性形变探讨发生弹性形变的物体与跟它接触的物体之间的作用。总结弹力产生的条件。分析生活实例，组织学生讨论发生形变的物体之间的相互作用。 提出问题：先有形变，后有弹力吗？（先有施力物体，后有受力物体吗？）弹力的方向压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体 （被压物体）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）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根据生活实际列举弹力的例子，判断弹力的方向。用力的图象表示弹力的方向。总结弹力方向的规律。抽象生活中的事例，请同学讨论、判断弹力的方向。探究弹簧的弹力：胡克定律实验设计方案： 实验次数n 物体的重力g/n弹簧的长度l/cm弹簧的伸长量x/cm弹力的大小f/n 123456实验中出现的问题：实验结论：实验体会： 分组实验 、设计实验：设计思想、操作步骤、实验方法 、进行实验：记录数据及实验中出现的问题 、总结实验：实验结论、讨论解决实验中出现的问题 、组织学生进行实验， 、引导学生正确进行探究 、针对实验中出现的问题组织学生进行讨论和总结四、弹力的应用 1、桥梁设计：最大承受力 、画出受力图 、分析各个力的性质 2、制作弹簧秤： 、设计原理 、设计思路 、器材准备 、设计步骤选择材料、实验工具。 画出设计图、写出设计步骤。互相检查设计方案，讨论、分析和解决方案中出现的问题。抽象桥梁受力的物理图象 根据胡克定律，组织学生设计制作弹簧秤。五、巩固练习 、物体产生形变时，一定有弹力存在。、相互接触的物体一定会有弹力的。3、弹力的大小总跟物体的形变量有关。4、杆产生的弹力一定沿着杆。5、发生弹力作用的物体间一定相接触。6、磁铁间的作用力也可叫弹力。7、判断上图小球受到几个力的作用，并填空。背景资料在我们的日常生活中，弹簧形态各异，处处都在为我们服务。常见的弹簧是螺旋形的，叫螺旋弹簧。做力学实验用的弹簧秤、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧。螺旋弹簧有长有短，有粗有细：扩胸器的弹簧就比弹簧秤的粗且长；在抽屉锁里，弹簧又短又细，约几毫米长；有一种用来紧固螺母的弹簧垫圈，只有一圈，在紧固螺丝螺母时都离不开它。螺旋弹簧在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力，而且在弹性限度内，形变越大，产生的弹力也越大；一旦外力消失，形变也消失。有的弹簧制成片形的或板形的，叫簧片或板簧。在口琴、手风琴里有铜制的发声簧片，在许多电器开关中也有铜制的簧片，在玩具或钟表里的发条是钢制的板簧，在载重汽车车厢下方也有钢制的板簧。它们在弯曲时会产生恢复原来形状的倾向，弯曲得越厉害，这种倾向越强。有的弹簧像蚊香那样盘绕，例如，实验室的电学测量仪表 （电流计、电压计）内，机械钟表中都安装了这种弹簧。这种弹簧在被扭转时也会产生恢复原来形状的倾向，叫做扭簧。形形色色的弹簧在不同场合下发挥着不同的功能：测量功能我们知道，在弹性限度内，弹簧的伸长 （或压缩）跟外力成正比。利用弹簧这一性质可制成弹簧秤。紧压功能观察各种电器开关会发现，开关的两个触头中，必然有一个触头装有弹簧，以保证两个触头紧密接触，使导通良好。如果接触不良，接触处的电阻变大，电流通过时产生的热量变大，严重的还会使接触处的金属熔化。卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好；至于螺口灯头的中心金属片以及所有插座的接插金属片都是簧片，其功能都是使双方紧密接触，以保证导通良好。在盒式磁带中，有一块用磷青铜制成的簧片，利用它弯曲形变时产生的弹力使磁头与磁带密切接触。在钉书机中有一个长螺旋弹簧它的作用一方面是顶紧钉书钉，另一方面是当最前面的钉被推出后，可以将后面的钉送到最前面以备钉书时推出，这样，就能自动地将一个个钉推到最前面，直到钉全部用完为止。许多机器自动供料，自动步枪中的子弹自动上膛都靠弹簧的这种功能。此外，像夹衣服的夹子，圆珠笔、钢笔套上的夹片都利用弹簧的紧压功能夹在衣服上。复位功能弹簧在外力作用下发生形变，撤去外力后，弹簧就能恢复原状。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来复位的。例如，许多建筑物大门的合页上都装了复位弹簧，人进出后，门会自动复位。人们还利用这一功能制成了自动伞、自动铅笔等用品，十分方便。此外，各种按钮、按键也少不了复位弹簧。带动功能机械钟表、发条玩具都是靠上紧发条带动的。当发条被上紧时，发条产生弯曲形变，存储一定的弹性势能。释放后，弹性势能转变为动能，通过传动装置带动时、分、秒针或轮子转动。在许多玩具枪中都装有弹簧，弹簧被压缩后具有势能，扣动扳机，弹簧释放，势能转变为动能，撞击小球沿枪管射出。田径比赛用的发令枪和军用枪支也是利用弹簧被释放后弹性势能转变为动能撞击发令纸或子弹的引信完成发令或发火任务的。缓冲功能在机车、汽车车架与车轮之间装有弹簧，利用弹簧的弹性来减缓车辆的颠簸。振动发声功能当空气从口琴、手风琴中的簧孔中流动时，冲击簧片，簧片振动