高中物理1 重力与弹力第2课时教学设计

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课题： §3.1.2 重力与弹力 （第2课时） 年 月 日
教学目标 核心素养
物理观念：知道重力产生的原因，理解重力概念，会确定重力的大小和方向；
物理观念：知道弹性形变、弹力定义及产生条件；掌握胡克定律。
科学思维：会做力的图示和示意图，理解影响重心的因素；
科学思维：会判定弹力的方向；能应用胡克定律解决问题。
教学重点
1、弹力产生的条件；方向判定；
2、胡克定律的应用
3、
教学难点
1、弹力方向的判定
2、
3、
高考考点
课 型
新授
教 具
弹簧秤、装满水的玻璃瓶
教 法
教 学 过 程
教学环节
教师活动预设
学生活动预设
课前复习：
1.说说你是如何认识力的。 2.如何理解物体所受的重力。
3.如何确定物体的重心。
一、弹力
㈠形变：物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫形变.
由实验让学生得出：是力的作用效果之一，可分为弹性形变、范性形变（非弹性形变）（据能否恢复原状分类）但是弹性形变是有范围的，比如一根弹簧，另要拉力不太大，形变后还能恢复原状，但力太大时，弹簧就可能拉长后不能恢复原状了，这
学生观察插图回答：
1.物体在外作用下，发生了怎样的变化？
2.当外力撤销之后，物体会恢复原状吗？
教学环节
教师活动预设
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㈠形变：物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫形变.
由实验让学生得出：是力的作用效果之一，可分为弹性形变、范性形变（非弹性形变）（据能否恢复原状分类）但是弹性形变是有范围的，比如一根弹簧，另要拉力不太大，形变后还能恢复原状，但力太大时，弹簧就可能拉长后不能恢复原状了，这就不是弹状形变了。一般情况下，弹性形变是在一定范围内成立的。
②弹性限度：形变过大，超过一定限度，则不能恢复原状，这个限度叫做弹性限度。
③微小形变的观察方法：光学放大（桌子形变）、力学放大（玻璃瓶的形变）
光
㈡弹力
⑴定义：发生形变的物体，要恢复原状对与它接触使它形变的物体会产生力的作用，这个力叫做弹力。
⑵条件：形变、接触 故弹力属于接触力。
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施力物体：发生形变的物体
受力物体：与施力物体接触,使它发生形变,并阻碍其恢复原状的物体。
⑶方向：依据弹力定义得出，与使物体形变的力的方向相反
或与形变的物体恢复原状的方向相同
叙述方法：与发生形变的方向相反；
与物体恢复原状的趋势方向相同
与使物体形变的外力方向相反
几种弹力及其方向
按接触面分：支持力、压力均是接触面发生形变
①面面接触
②点面接触 均可转化为面面接触（接触点的切面）
③点点接触
斜面上一静止木块对斜面的压力，斜面对木块的支持力。
（分析各力的受力物体、施力物体、方向）
教学环节
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强调：一定要搞清各力的受力物体、施力物体、方向。
提问，为什么不说书对桌子的压力就是书受到的重力
对于点点接触的主要是球面，连线要过球心。（作图强调）
按弹力产生的模型分：
①绳子：弹力有其特殊性，只能沿其收缩的方向（绳子无刚性，与杆子不同）所以其拉力的方向必为绳子收缩的方向，重物对绳子的拉力的方向，则与之相反，但要搞清受力物体、施力物体。
②轻杆：可产生拉力、支撑力，故力的方向可沿杆，可不沿杆。
③弹簧：两种情况拉或者压，
方向沿形变恢复的方向。
㈢关于弹力有无的判断
形变明显：据条件判定
形变不明显：假设法：假设与研究对象接触的物体施加了弹力，画出假设状态下的受力图，判断受力情况与原来已知状态是否矛盾，若矛盾，说明假设不正确.
或者：假设将与之接触的物体去掉看是否改变状态。
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【当堂训练】分析下图物体Ａ所受弹力情况，（接触面均光滑）
结论：接触的物体间不一定有弹力，但有弹力物体一定接触。
㈣胡克定律
1．弹力大小
弹力的大小跟形变量，形变越大，弹力越大，形变消失，弹力随之消失。
弹簧弹力与形变量遵循一定简单的关系。
2．实验：弹簧弹力和伸长量的关系
如图 甲，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所到达的刻度位置。
然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，设计实验记录表格，记录弹簧在不同拉力下伸长的长度。弹簧的弹力等于钩码对弹簧的拉力。
以弹簧受到的弹力 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
注意事项：
（１）标尺要竖直且靠近指针，每次改变钩码后要待系统稳定后读数．
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（２）读指针刻度时，应估读到下一位.
（３）不能超过弹性限度.
实验结论：
同一弹簧，F与x成正比
不同弹簧，如x相同，则弹簧越硬（K越大），F越大。
3.胡克定律
⑴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。
⑵公式： F ＝ k x
k：弹簧的劲度系数，由弹簧本身的性质决定，大小反应弹簧的软硬程度，与弹力大小无关。
单位：牛每米， 符号：N/m
x：弹簧的形变量（压缩或拉伸量），不是弹簧的长度。
⑶变式：结合F-x图像分析，得出，可作为胡克定律的推论。
例：一根轻质弹簧，当它受到10N的拉力时长度为12cm，当它受到25N的拉力时长度为15cm。弹簧不受力时的自然长度是多少？该弹簧的劲度系数为多大？（弹簧均在弹性限度内）
解：设弹簧原长为x，劲度系数为k，由胡克定律得：
当F1=10N时， ①
当F2=12N时， ②
②-①得：
更换不同弹簧重做实验
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代入数据得：k=500N/m
将k带入①得x=10cm
变式：
如图示，AB两物体的重力分别是GA=3N，GB=4N。A用细线悬挂在天花板上，B放在水平面上，A，B间轻弹簧中的弹力F=2N，则细线中的张力FT及B对地面的压力FN的可能值分别是多少？
解：要分类讨论：
当弹簧拉伸时：
当弹簧压缩时：
A
B