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2019-2020年人教版高中物理必修1 第3章第2節(jié) 彈力（教案） 【知識(shí)與技能】 1、理解彈力的概念，知道彈力產(chǎn)生的原因和條件. 2、知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力，會(huì)分析彈力的方向，能正確畫出彈力的示意圖. 3、理解形變概念，了解放大法顯示微小形變. 【過(guò)程與方法】 1、通過(guò)觀察微小變化的實(shí)例，初步接觸“放大的方法” 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 1、通過(guò)探究彈力與形變的關(guān)系以及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄，培養(yǎng)學(xué)生鍥而不舍的探究的精神和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神。 【教學(xué)過(guò)程】 ★重難點(diǎn)一、彈性形變和彈力★ ★接觸力 1. 接觸力：物體與物體直接接觸才發(fā)生的力。 通常所說(shuō)的拉力、壓力、支持力、阻力等都是接觸力。 2. 接觸力按性質(zhì)可分為：彈力和摩擦力。 3. 本質(zhì)：都是由電磁相互作用引起的。 ★力的作用效果：可以使物體發(fā)生形變 觀測(cè)： 1. 被拉長(zhǎng)或壓縮的彈簧 2. 彎曲的木棍 3. 壓縮的氣球 4. 壓縮的橡皮泥 ★形變 1. 定義：在外力作用下，物體發(fā)生的形狀、體積大小的變化稱為形變。 特別提醒： 物體在外力作用下會(huì)發(fā)生形變，有的形變明顯，有的形變微小，只能用實(shí)驗(yàn)放大的方法顯示出來(lái)。 ★形變分類 （1）彈性形變：能恢復(fù)到原來(lái)形狀的形變。 （2）非彈性形變：不能恢復(fù)到原來(lái)形狀的形變 3. 形變限度 如果形變過(guò)大，超過(guò)一定的限度，撤去外力后，物體就不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度叫做彈性限度。 ★彈力 1. 定義：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原來(lái)的形狀，對(duì)與它接觸的物體發(fā)生力的作用，這種力叫做彈力。 注意：彈力不是指“彈簧產(chǎn)生的力”。某一彈力的產(chǎn)生是施力物發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的。 2.彈力產(chǎn)生的條件 （1）直接接觸 （2）發(fā)生彈性形變 ★彈力有無(wú)的判斷 1．產(chǎn)生彈力必備的兩個(gè)條件： (1)兩物體間相互接觸； (2)發(fā)生彈性形變。 2．判斷彈力有無(wú)的常見方法： (1)直接判定：對(duì)于發(fā)生明顯形變的物體(如彈簧、橡皮條等)，可根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件由形變直接判斷。 (2)對(duì)于形變不明顯的情況，通常用以下方法來(lái)判定： a．假設(shè)法：假設(shè)將與研究對(duì)象接觸的物體撤去，判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力。 b．替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來(lái)替換，看能不能維持原來(lái)的力學(xué)狀態(tài)。如將側(cè)壁、斜面用海綿來(lái)替換，將硬桿用輕彈簧(橡皮條)或細(xì)繩來(lái)替換。 c．狀態(tài)法：因?yàn)槲矬w的受力必須與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相吻合，所以可以依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由相應(yīng)的規(guī)律(如二力平衡知識(shí)等)來(lái)判斷物體間的彈力。 【典型例題】書放在水平桌面上，書會(huì)受到支持力的作用，產(chǎn)生這個(gè)支持力的直接原因是 A．書的形變 B．桌面的形變 C．書和桌面的形變 D．書受到的重力 【答案】B ★重難點(diǎn)二、幾種彈力★ ★彈力方向的總結(jié) 1．常見的三種接觸方式 2.常見三類彈力的方向 【典型例題】如圖所示，物體A在斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于物體A所受的彈力，以下說(shuō)法正確的是( ) A 物體僅受一個(gè)彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上 B. 物體受兩個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向左，一個(gè)垂直斜面向下 C. 物體受兩個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向右，一個(gè)垂直斜面向上 D. 物體受三個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向右，一個(gè)垂直斜面向上，一個(gè)豎直向下 【答案】C ★重難點(diǎn)三、胡克定律★ 彈力的大小跟形變的大小有關(guān)，形變?cè)酱?，彈力也越大，形變消失，彈力隨著也消失。彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小 F 跟彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度 x 成正比，即： F = k x (1) k 稱為勁度系數(shù)，單位 N/m，由彈簧的材料，粗細(xì)，長(zhǎng)度等自身性質(zhì)決定。 (2) 既適用于彈簧拉伸，也適用于彈簧壓縮， x 是彈簧的形變量。 ★對(duì)公式F＝kx的理解 公式中x為彈簧的形變量[可能為伸長(zhǎng)量(l－l0)，也可能為縮短量(l0－l)]； k為彈簧的勁度系數(shù)，只與彈簧本身有關(guān)，由彈簧本身的材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定，它反映了彈簧的軟硬程度，k越大，彈簧越硬，其長(zhǎng)度越難改變． 特別提醒 1．胡克定律的成立條件：彈簧的形變必須在彈性限度內(nèi)． 2．彈簧的勁度系數(shù)k：它表示彈簧固有的力學(xué)性質(zhì)，大小由彈簧本身的物理?xiàng)l件，如材料、長(zhǎng)度、截面積等決定． 3．彈簧的形變量x：指彈簧的伸長(zhǎng)量或縮短量，而不是彈簧的長(zhǎng)度． ★非彈簧的彈力大小的計(jì)算 彈力的大小與物體的形變程度有關(guān)，一般要借助物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解。 比如懸掛在豎直細(xì)繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，物體受繩向上的拉力和重力作用。根據(jù)二力平衡，可知繩的拉力大小等于物體重力的大小。 【典型例題】在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中 （1）以下說(shuō)法正確的是（ ） A．彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度 B．用懸掛砝碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài) C．用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量 D．用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等 （2）若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，所用的每個(gè)鉤碼的重力相當(dāng)于對(duì)彈簧提供了向右恒定的拉力．實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度。 ①有一個(gè)同學(xué)通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)測(cè)量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖中，請(qǐng)作出F－L圖線： ②由此圖線可得出該彈簧的原長(zhǎng)L0＝________ cm， 勁度系數(shù)k＝________ N/m。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字） （3）若某同學(xué)把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0，再把彈簧豎直懸掛起來(lái)，掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L，把L－L0作為彈簧的伸長(zhǎng)量x，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是下圖中的 ( ) 【答案】（1） AB ；（2）①； ②5.0； 20；（3）C