科學(xué)探究：彈力-教案

1、科學(xué)探究：彈力【教材分析】“彈力”是力學(xué)中三種基礎(chǔ)力之一，是力學(xué)的核心內(nèi)容之一，掌握好“彈力”是受力分析 的基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容是在初中“彈力”的基礎(chǔ)上的進一步深化與拓展，學(xué)好彈力既可以鞏固加深 對力的理解，同時又可以為學(xué)好摩擦力做好鋪墊。本節(jié)從展示彈簧被拉伸和壓縮的實例引入， 讓學(xué)生體會彈力產(chǎn)生的原因和條件；通過研究形變來探究彈力的幾種表示形式及彈力的方向； 引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實驗，得出胡克定律?！窘虒W(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)】【物理觀念】能了解彈力和胡克定律的內(nèi)涵，能利用彈力的概念與規(guī)律說明生產(chǎn)生活中的 相關(guān)現(xiàn)象?！究茖W(xué)思維】能在熟悉的情境中運用輕彈簧模型解決問題；能對物體受力情況

2、進行分析和 推理，獲得結(jié)論。【科學(xué)探究】能完成“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系”實驗；能根據(jù)已有實驗方案， 使用彈簧測力計、刻度尺等器材收集數(shù)據(jù)；通過做圖或其他方法分析數(shù)據(jù)形成初步的結(jié)論?！究茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任】 通過對彈力的探究，能認識實驗對物理研究的重要性；有學(xué)習(xí)物理的 興趣，知道實事求是和與他人合作的重要性。【教學(xué)重難點】【教學(xué)重點】彈力產(chǎn)生的條件及方向；胡克定律的實驗探究【教學(xué)難點】彈力的有無及方向的判斷【教學(xué)過程】【導(dǎo)入新課】圖片引出形變【新課講授】、形變與彈力(一)形變的定義及分類總結(jié)形變特點，得到形變定義，“我們把物體發(fā)生的伸長、縮短、彎曲等形狀的變化稱為形變(deformation

3、)?！彼伎迹簣杂驳奈矬w會不會也發(fā)生形變？觀察用激光演示桌面的微小形變和演示大玻璃瓶的微小形變的實驗。得出“堅硬物體也會發(fā)生形變”的結(jié)論。觀察圖片并思考：撤去外力后，這些物體能否恢復(fù)原狀？得到彈性形變的概念。彈性形變：某些發(fā)生形變的物體在撤去外力后能恢復(fù)原狀，這種物體稱為彈性體，對應(yīng)的 形變稱為彈性形變(elastic deformation),如壓縮的彈簧、撥動的琴弦等。觀察圖片并思考：撤去外力后，這些物體能否恢復(fù)原狀？得到范性形變的概念。范性形變：有些物體發(fā)生形變后不能恢復(fù)原狀的形變思考：當(dāng)用較小的拉力拉彈簧時，撤去拉力，彈簧能否恢復(fù)原狀? 當(dāng)用很大的力把彈簧拉直時，撤去拉力，彈簧能否恢復(fù)原

4、狀？ 通過引導(dǎo)學(xué)生思考這兩個問題，得出彈性限度的概念。撤去外力時物體就不能恢復(fù)彈性限度：彈性體的形變不能無限增大，若超過一定的限度， 原狀，這個限度稱為彈性限度。（二）彈力的概念WVWWV O< G髀力普小麻倬山3 / 10手壓彈簧，彈簧發(fā)生壓縮形變彈簧向右恢復(fù)原長彈簧對小球有一個向右的彈力得到彈力的定義：相互接觸的物體發(fā)生彈性形變時，由于物體要恢復(fù)原狀，物體會對與它接觸的另一物體產(chǎn)生力的作用，這種力稱為彈力。解讀彈力的定義，得出施力物體、受力物體和產(chǎn)生原因。并得出彈力的方向：彈力的方向總是與物體形變的方向相反。產(chǎn)生條件：物體間相互接觸 物體間發(fā)生彈性形變例1.關(guān)于彈力的產(chǎn)生下列說法（）

5、A.只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力B.只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力C.只要兩物體發(fā)生形變就一定產(chǎn)生彈力D .只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力作用通過例1對所學(xué)彈力知識進行評價、鞏固。（三）彈力的有無思考：圓球是否受到彈力？根據(jù)彈力的產(chǎn)生條件：接觸；有形變。圓球與墻壁屬于堅硬物體，形變與否不易直接觀察， 所以難點在于“如何判斷彈力的有無”。針對這一難點問題，結(jié)合 PPT動畫展示介紹 “撤除 法”和“假設(shè)法”。撤除法把與研究對象接觸的物體撤除，看其運動狀態(tài)是否發(fā)生變化，若其運動狀態(tài)變化說明存在彈力，若不變化說明彈力不存在撤除左側(cè)墻壁球不動無彈力撤除下方墻壁球向下運動有彈力9 /

6、 10球與物塊無彈力假設(shè)球與物塊之間有彈力光滑球靜止在水平地面上2 .假設(shè)法假設(shè)與研究對象接觸的物體對具有彈力作用，分析研究對象在彈力作用下的運動狀態(tài)與其 實際運動狀態(tài)是否相符，如一致，則受到彈力作用；如不同，則無該彈力。對球受力分析球不可能保持靜止練習(xí)：下列各圖中A物體在。點是否受彈力？（接觸面全光滑）（四）幾種彈力和方向根據(jù)彈力的幾種表現(xiàn)形式，按照其效果可分為“拉力”、“支持力”、“壓力”。具方向根據(jù) “彈力的方向總是與物體形變的方向相反”得出。1 .拉力：由于桶的作用使繩被拉伸，繩子要恢復(fù)原狀，而對所拉物體產(chǎn)生的彈力，通常 稱為拉力。方向：沿純收縮方向（豎直向上）的拉力?輕純的受力特點：

7、1.只能拉不能壓；2.輕繩的拉力一定沿繩方向；3.同一根繩子張 力處處相等。2 .支持力：由于物塊的擠壓使桌面發(fā)生形變，桌面要恢復(fù)原狀，對物塊產(chǎn)生的彈力，通常稱為支持力。方向：垂直于接觸面指向被支持物體3 .壓力：由于物塊發(fā)生形變，對桌面產(chǎn)生的彈力，稱為壓力。方向：垂直于接觸面指向被壓物體練習(xí)、小球靜止于光滑的接觸面，畫出小球所受力的示意圖、探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康暮退峁┑摹緦嶒炂鞑摹孔灾髟O(shè)計實驗并進行數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)論實驗?zāi)康模?1)探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系。(2) 了解彈簧測力計的工作原理?！緦嶒炂鞑摹胯F架臺、帶掛鉤的彈簧、鉤碼、刻度尺。學(xué)生猜想：彈簧

8、彈力與伸長量的大小成正比實驗設(shè)計：根據(jù)實驗?zāi)康暮汀緦嶒炂鞑摹吭O(shè)計實驗實施實驗：測量并記錄彈力 F與形變量x大小彈簧伸長量x/(cm)鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確和彈簧自身重力的影響造成系統(tǒng)誤差。2 .偶然誤差：(1)彈簧長度的測量造成偶然誤差，為了減小這種誤差，要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。(2)作圖時的不規(guī)范造成偶然誤差，為了減小這種誤差，畫圖時要用細鉛筆作圖，所描 各點盡量均勻分布在直線的兩側(cè)?！疽?guī)律方法】數(shù)據(jù)處理技巧(1)測量有關(guān)長度時，應(yīng)區(qū)別彈簧原長 L0、實際總長L及伸長量x,明確三者之間的關(guān) 系。(2)建立平面直角坐標(biāo)系時，兩軸上單位長度所代表的物理量的值要適當(dāng)，不可過大， 也不可過小。描線的原則：盡量使

9、各點落在一條直線上，少數(shù)點分布于直線兩側(cè)，描出的線不 應(yīng)是折線，而應(yīng)是平滑的直線。三、胡克定律胡克定律：大量實驗研究表明：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力 F的大小與彈簧伸長(或壓縮) 的長度x成正比，即F=kxo式中的比例系數(shù)k稱為彈簧的勁度系數(shù)(coefficient of stiffness) 若力的單位用牛頓(N),長度單位用米(m),則勁度系數(shù)k的單位是牛頓每米(N/m)。F=kx觀察兩根不同彈簧的F-X圖像，得“不同彈簧的k值不同是因為彈簧的軟硬不同 總結(jié)：k是彈簧的勁度系數(shù)，由彈簧自身結(jié)構(gòu)有關(guān)。觀察下列兩幅圖片，加深對k值得理解。U) fc*o*<* I 1(b)例題2.如圖所示，一

10、根輕彈簧長度由原來的 5.00cm伸長為6.00cm時，手受到的彈力為10.0N。那么，當(dāng)這根彈簧伸長到6.20cm時（在彈性限度內(nèi)），手受到的彈力有多大?通過該例題，訓(xùn)練學(xué)生對胡克定律的使用，體會“只要在彈性限度內(nèi)，對于同一根彈簧， 無論其形變量有多大，勁度系數(shù)不變?！薄菊n堂演練】1. 2018年跳水世界杯，施廷懋三米板奪冠。如圖是運動員踩下跳板的圖片，下列說法正 確的是（）A.跳板面受到彈力的作用，是因為運動員的腳發(fā)生了形變B.跳板面受到彈力的作用，是因為跳板發(fā)生了形變C.運動員踩跳板，跳板先發(fā)生形變，運動員的腳后發(fā)生形變D.運動員受向上的彈力，是因為運動員的腳發(fā)生了形變2. （2019

11、南安高一檢測）如圖所示，一個球形物體靜止于光滑水平面上，并與豎直光 滑墻壁接觸，A、B兩點是球跟墻和地面的接觸點，則下列說法中正確的是（）A.物體受重力、B.物體受重力、B點的支持力、A點的彈力作用B點的支持力、地面的彈力作用C.物體受重力、B點的支持力作用D.物體受重力、B點的支持力、物體對地面的壓力作用3. 臺球以速度V0與球桌邊框成8角撞擊。點，反彈后速度為vi,方向與球桌邊框夾角仍 為。如圖所示。OB垂直于桌邊，則下列關(guān)于桌邊對小球的彈力方向的判斷中， 正確的是（）A.可能沿OA方向B. 一定沿OB方向C.可能沿OC方向4.由實驗測得某彈簧的長度L和彈力F的關(guān)系如圖所小，求:D.可能沿OD方向(1)該彈簧的原長為多少？(2)該彈簧的勁度系數(shù)為多少？【課堂小結(jié)】一、形變彈性形變：能恢復(fù)到原來形狀的形變范性形變：不能恢復(fù)到原來形狀的形變二、彈力及產(chǎn)生條件1 .定義：相互接觸的物體發(fā)生彈性形變時，由于物體要恢復(fù)原狀，物體會對與它接觸的 另一物體產(chǎn)生力的作用，這種力稱為彈力。彈力的方向