人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用2 弹力教案设计

2 弹力

【教学目标】

1、知识与技能

⑴知道什么是弹力以及弹力产生的条件。学会在实际问题中判断弹力的有无及判断弹力的方法。

⑵知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的图示（力的示意图）中正确画出他们的方向。

⑶ 知道弹簧形变越大，弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，即胡克定律。

2、过程与方法

⑴从生活中常见的形变现象出发，培养学生的观察能力。

⑵在探究形变的过程中，引导学生进一步探索形变与弹性之间的关系后，使学生了解探究弹力的实际意义，学会探究物理规律的一般方法。

3、情感、态度价值观

⑴体验弹力的探究过程。观察和了解形变的有趣现象，感受自然界的奥秘，发展对科学的好奇心和求知欲。

⑵积极参与观察和实验，认真讨论体验探索自然规律的艰辛和喜悦。

⑶通过质疑、讨论交流，逐步养成将自己的见解与他人分享的团队精神。

【教学重点】

弹力概念的建立、弹力产生的条件和弹力方向的确定。

【教学难点】

在接触的物体间是否有弹力及弹力方向的确定。

【教学方法】

实验演示、讨论答疑与启发式讲授。

【教具准备】

弹簧、海绵、薄竹片、微小形变演示仪、广口瓶、软木塞、细长的两端开口的玻璃管、染色的水。

【课时安排】

1课时

【教学过程】

一、    导入新课

 在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆，都是利用他们弹性形变时的弹力，同学们还可以举出许多利用弹力的例子，谁来说？

 学生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水用的踏跳板……

那么弹力是怎样产生的呢？

二、新课教学

⒈形变

⑴形变：物体的形状或体积的改变叫形变。

实验演示：压、拉弹簧，压缩海绵，用手弯曲竹片等。观察到什么现象？

学生：看到形状或体积发生改变。

老师：对，这就是形变。

⑵任何物体都会发生形变

实验操作：取一广口瓶，内装染色的水。用软木塞塞紧瓶口，软木塞中心处插一细长的两端开口的玻璃管。用力挤压广口瓶，让学生观察会出现什么现象？

学生：细玻璃管中的液面上升。

引导分析：用力挤压广口瓶，广口瓶发生形变，导致细玻璃管中的液面上升。

总结：我们通常用眼睛能看到一些物体发生形变，还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不过形变很微小。所以，一切物体在力的作用下都会发生形变。

⑶弹性限度：形变超过一定限度，撤去外力后，物体不能完全恢复原状，这个限度叫弹性限度。

⑷形变的种类

形变根据不同的分类标准可以分为拉伸(或压缩)形变、弯曲形变、扭转形变。比如弹簧的伸长或缩短为拉伸形变，弓、跳板的形变为弯曲形变，金属丝被扭转为扭转形变。

我们需要了解的分类方式是这样的：

弹性形变：物体在形变后能够恢复原状的。

非弹性形变：形变后不能恢复原状的。

⒉弹力

⑴概念：

实验：被压缩的弹簧上放一黑板擦，放手，黑板擦被弹起；被弯曲的竹片上放一粉笔头，放手，粉笔头被弹起。

提问：为什么黑板擦、粉笔头被弹起？

学生回答：黑板擦和粉笔头受到了弹力。

具体实例：

弹簧发生形变                 黑板擦与弹簧接触(黑板擦使弹簧发生形变)

弹簧对跟它接触的黑板擦产生力

发生形变的弹簧，由于要恢复原状，对跟它接触的黑板擦产生弹力。

发生形变的弹簧，由于要恢复原状，对使它发生形变的黑板擦产生弹力。

弹簧与黑板擦接触，黑板擦也发生形变，黑板擦对跟它接触的弹簧也产生弹力。

一般概念：

发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。

或：发生弹性形变的物体对对方施加的力，叫做弹力。

巩固练习：黑板擦放在讲台上，试分析支持力和压力分别是谁发生形变对谁的作用力？这两个作用力的作用点分别在哪个物体上？黑板擦对桌面的弹力是否是黑板擦所受到的重力？

⑵产生条件：

提问：如果粉笔头、黑板擦与形变物不接触，会受到弹力吗？

引导回答：不接触一定不会受到这个力。

可见，产生弹力的必要条件是两物体直接接触。

提问：水平地面光滑，分析下面两接触物体间是否存在弹力？

引导分析：利用假设法，结合足球所处的状态分析，得到放在光滑水平面上的两个足球虽然接触，但两者间不存在弹力；足球虽然与竖直或倾斜的挡板接触，但两者间也都不存在弹力。

可见，两接触物体间不一定存在弹力。只有两接触物体间发生弹性形变，两物体间才产生弹力。弹力与弹性形变同时产生，同时存在，同时消失，即两者共存亡。

弹力的产生条件

①直接接触；

②发生弹性形变。

弹力不仅产生在两接触物体间，也可产生在接触的两部分之间。弹力的实质是分子间相互作用力的宏观体现。

⒊  弹力的方向

正压力或支持力是直接接触的两物体，由于相互挤压引起接触处发生形变，而产生相互作用的弹力。正压力或支持力的作用点在接触处。

弹力的方向与接触双方的情况有关，接触双方通常有平面、曲面和点。

⑴当接触双方一方为平面，另一方为平面、曲面或点时，正压力或支持力总是垂直于接触的平面，并指向受力物体。

例1、(参见教材P7，略)

练习：分析下面接触物体间的支持力和正压力。

⑵当接触双方一方为曲面，另一方为曲面或点时，正压力或支持力总是过接触点，垂直于过接触点的切面，并指向受力物体。

练习：分析下面接触物体间的支持力和正压力。

⑶线、绳、链条等柔体的拉力是对所拉物体的弹力，方向总是沿着柔体而指向柔体收缩的方向；轻弹簧既可对物体施以拉力，也可施以推力，其方向均沿轻弹簧所在的直线。

例2、(参见教材P7，略)

练习：分析下面轻绳或轻弹簧中弹力的方向。

⒋弹力的大小

⑴ 弹力的大小

实验：用手拉压弹簧。

提问：你拉过拉力器吗？谈谈你的感受。

学生：越拉越费力，说明弹簧形变越厉害，产生的弹力越大。

总结：弹力的大小与形变的程度有关，其关系比较复杂。概括地说：

形变的程度越大，产生的弹力也越大。

⑵ 弹簧在弹性限度内的弹力

在初中已学过，弹簧在弹性限度内的弹力与弹簧的形变量有关。拉力越大，弹簧被拉得越长。

实验表明：弹簧在弹性限度内发生弹性形变时，弹力的大小FN跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。

FN＝kx

这个规律又叫做胡克定律，式中的k为弹簧的劲度系数，由弹簧本身决定。以后我们会做学生实验来探索这个问题。

⒌分析弹力的方法

(1)接触物体间有无弹力的简捷判断

设想将接触物撤去，若物体的运动状态发生变化，则接触物体间一定存在弹力；若物体的运动状态没有发生变化，则需判断物体与其它接触物间的力是否发生了变化，才能进一步判定。

(2)从弹力的定义分析

结合课本例题说明。

(3)从平衡条件分析

根据二力平衡的条件可分析确定弹力的大小和方向。

分析下面问题中各弹力的大小和方向。

三、小   结

这节课学习了力学中常见的第二种力──弹力，知道了弹力产生的原因是接触物体间发生了弹性形变。弹力的方向是跟接触面垂直而指向受力物体，绳中的弹力是沿着绳的方向的。弹力的大小与形变程度有关，形变的程度越大，产生的弹力也越大。

四、作   业

课后阅读作业、编写讲义

五、课后反思