一、新课引入:

请学生观察蹦床比赛视频。(提示学生观察人落下来时弹簧蹦床形状的变化,以及人的运动过程,)

观察到的现象:弹簧蹦床的形状发生变化,人被弹起很高。

与学生共同分析:

问题一:运动员为什么能被高高地弹起?

问题二:运动员所受到的力是谁施加的?

问题三:由于什么原因而产生了这个力?

人被弹起来,是因为弹簧蹦床的形状发生了变化——向下弯曲,从而对人有向上的力,而且弹簧蹦床的形状变化越大,人被弹起的越高,也就是弹簧蹦床对人的作用力越大。

总结:象弹簧蹦床一样,所有的物体的形状或多或少的都可以发生变化,这种变化叫做形变。

发生形变的物体会对和它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。

从弹力的概念中可以得到弹力产生的条件是:两个物体相互接触,并且发生形变。

引入:那么,弹力和形变之间到底是什么关系呢?

这就是我们今天所要讨论的内容:第一节 探究形变与弹力的关系。

二、新课讲解:

首先我们就要认识几种常见的形变。

(一)认识形变

演示:多媒体演示压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变。

(由压缩和拉伸形变过渡到扭曲和弯曲形变:拉伸和压缩形变是物体径向方向上的形变,那么横向方向上呢?对,有扭曲和弯曲形变)

过渡:从刚才的观察的图片中我们发现,象弹簧、海绵、撑杆的形变都是非常明显的,很容易观察。

思考:硬的物体(比如:木头、玻璃等)是否也可以发生形变?是不是所有物体的形变都是这么容易观察呢?比如我手中的玻璃瓶子,用力按压时它会发生形变吗?

(学生回答:有或没有)你能看到吗?同学们用的书桌,你用力按压,它会发生形变吗?看到了吗?从理论上分析这些物体是发生了形变,只是这些形变量很小,难以直接观察,接下来同学们就思考一下,怎样才能显示出桌面或瓶子的微小形变呢?

(物理学中采用了将微小的量放大的科学方法。)

请学生回答,可以怎样观察玻璃瓶子的微小形变。

演示:玻璃瓶子的形变。(学生阐明方法后,把实验器材交给他,请他演示给其他同学看,并说出观察和体会。)

过渡:我们刚刚观察了玻璃瓶子的形变,而桌面的形变,是采用光路放大的方法实现的。

演示: 多媒体演示光放大的方法显示桌面的微小形变。

(提示学生注意观察接收屏上光斑位置的变化)

过渡: 同学们观察到,重锤放上来,桌面发生形变,拿开重锤,桌面又恢复到原来的形状,这是物体所具有的一种性质,也是我们下面要学习的内容。

(二)弹性和弹性限度

1、弹性和弹性形变

所有的物体在受到外力后,都会发生形变,撤去外力的作用后的物体,若要恢复原来的形状,就说明这类物体具有弹性。

演示:弹簧的弹性形变(在铁架台上的弹簧上挂上钩码,分析弹簧的恢复趋势;撤去钩码,弹簧恢复原状)

在外力的作用下,发生形变的物体,若外力撤去后,能够恢复到原来的形状,这样的形变就叫做弹性形变。

2、弹性限度

过渡——演示:挂在弹簧上的钩码能不能无限制的增多呢?(学生回答:不能)显然是不能,如果太多,弹簧就会被拉坏了,恢复不到原来的形状,这种情况叫做超过了物体的弹性限度。

过渡:这根弹簧,挂上钩码,会被拉长,而它对钩码会产生拉力,通常我们所说的拉力、压力、支持力和推力等都是弹力。弹力是力的一种,只要是力,就是矢量,也就是既有大小,又有方向的物理量,所以接下来我们就从这两个方面来探究弹力。

(三)探究弹力

1、弹力产生条件:

思考:弹力是如何产生的?

弹性形变的物体要恢复原状而对它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。

从弹力的概念中可以得到弹力产生的条件是:1、两个物体相互接触,2、发生弹性形变。

课堂练习1:判断下列各图中小球是否受到弹力的情况:

判断弹性形变——假设法:

1、假设接触面很软,依据日常经验进行判断;

2、假设施力物体不存在,观察受力物体能否维持原状;

若能维持原状,则相互间没有弹性形变,即不存在弹力;

若不能维持原状,则相互间有弹性形变,即存在弹力;

思考:判断下列各图中小球是否受到弹力的情况:

2、弹力的方向

情况1:

由于发生弹性形变的支撑面(桌面)要恢复原状,从而对被支持的物体(书)产生了弹力,通常称为支持力。

总结:支持力的方向:跟施力物体恢复形变的方向相同;即:垂直于支持面,指向被支持的物体;

思考:书本对桌面是否有力的作用,其方向如何?

情况2:

由于被拉长而发生弹性形变的绳子(电线)要恢复原状,从而对它所拉物体(电灯)产生了弹力,通常称为拉力。

总结:拉力的方向:跟施力物体恢复形变的方向相同; 即:沿绳子而指向绳子收缩的方向;

弹力的方向总结: 弹力的方向与施力物体恢复形变的方向一致!

课堂练习2:画出下列各图中A物体所受弹力的方向:

小规律:两物体间的弹力方向,接触面为平面者往往垂直于接触面指向受力物体,如果没有接触平面,则可以做接触点处的切面,弹力方向垂直于该切面指向受力物体;

我们刚刚分析了弹力的方向,下面就来探究弹力的大小。不同的物体发生形变时所产生的弹力的大小要视具体情况确定,一般而言是比较复杂的。人们通过对各种不同的物体发生形变时所产生的弹力的情况的研究,发现弹簧弹力的大小与弹簧的形变量之间是有一定的规律可循的,下面我们就来探究弹簧的弹力的大小与形变量之间的关系。

3、弹力的大小

(1)、对压力、支持力、拉力等一般弹力:

利用物体的平衡条件等方法进行测量;

(2)、弹簧的弹力:

猜想:弹簧的弹力大小会与什么因素有关?

(先让学生思考两分钟,然后找一名学生讲解探究思路;依据探究的过程,分析实验的过程中要记录的数据,确定记录的表格并通过电脑给出表格;请两名学生做演示实验,教师在电脑上记录学生得到的数据,三人配合,完成实验。)

与学生共同分析得出记录数据的表格:

实验次数12345

物体的重力G/N

弹力的大小F/N

弹簧的长度l/cm

弹簧的伸长量x/cm

探究注意事项:弹簧下面加挂的钩码的重量不能太大,以免弹簧的伸长超出它的弹性限度。

共同分析:分析学生得到的数据(第一组数据的偏差比较大),概括出每增加一个钩码,弹簧的伸长量是相同的,在误差允许的范围内(或不考虑坏数据的影响),弹簧的弹力与形变量成正比。

精确的实验表明:

结论:在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比,即:

几点说明:

1、式中x指弹簧伸长(或缩短)的长度,即:形变量;

2、式中k 称为弹簧的劲度系数:

① 不同的弹簧,其劲度系数一般是不同的;

② k取决于弹簧本身性质,如:材料、粗细、长度等;

3、胡克定律通常只用来计算弹簧弹力的大小,其它情况中弹力的大小要根据实际情况确定。

课堂练习3:

在某弹簧的下端挂上一个3N的物体,结果测得弹簧长度伸长了3.75cm,则:

(1)试求该弹簧的劲度系数;

(2)若在弹簧下端改挂一个5N的物体,结果测得此时弹簧的长度为11.25cm,试求弹簧原长;

三、课堂小结:

本节课我们主要是先了解了几种不同形式的形变,在此基础上给出弹性和弹性限度的概念,重点讨论了弹力的方向,探究了弹簧弹力的大小与弹簧的形变量之间的关系,得到了胡克定律。而本节课有关放大物体形变的方法和探究弹簧弹力的方法,更是我们要仔细体会的科学方法。

四、布置作业:

1、教材P51 第1、2、4题;

2、思考教材P51 第5题;