物理人教版第七章 力7.2 弹力学案设计

这是一份物理人教版第七章 力7.2 弹力学案设计，共14页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，合作探究，体验并想一想，进行实验，播放视频等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】
1. 知道物体有弹性与塑性等不同的性质。利用生活经验和实验，说明弹性和塑性的不同。
2. 通过实验了解弹力产生的原因，了解生活中常见的弹力。
3. 知道在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量越长，并能通过实验进行验证。
4. 经历使用弹簧测力计的过程，学会弹簧测力计的使用方法。
【学习重点】
1．弹力的概念；
2．学会使用弹簧测力计测量力的大小。
【学习难点】
弹力的概念及产生条件。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1．物体受力后会发生形变，不受力时又能恢复到原状的特性叫做弹性；有些物体变形后不能自动恢复原状，物体的这种特性叫塑性。
2．物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
3．弹簧测力计是用来测量力的大小的工具。其原理是：弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量越长。
4．弹簧测力计的使用方法：
①测量前，用手轻轻地来回拉动几次，避免指针、弹簧和外壳之间的摩擦而影响测量的准确性。
②看指针是否指在“0”刻度，要沿所测力的方向调“0”。
③观察弹簧测力计的量程和分度值，选择量程合适的测力计。
④测量时，要使弹簧测力计受力的方向沿弹簧的轴线方向；
⑤读数时，应保持测力计处于静止或匀速直线运动状态，视线必须与刻度盘垂直。
【合作探究】
探究一、弹力
【做一做】按下列要求做一做，观察所发生的现象并记入表中。
（1）用力拉弹簧；撤去力，观察弹簧的形状变化。
（2）用力拉橡皮筋；撤去力，观察橡皮筋的形状变化。
（3）用力压气球；撤去力，观察气球的形状变化。
（4）用力捏橡皮泥；撤去力，观察橡皮泥的形状变化。
（5）用力弯折铝导线；撤去力，观察铝导线的形状变化。
（6）用手压钢尺；撤去力，观察钢尺的形状变化。
【议一议】小组讨论总结，上面这些形变的相同点和不同点：
相同点：这些物体受力后都发生了形变。
不同点：弹簧、橡皮筋、气球、钢尺发生形变后，能恢复原状；橡皮泥、铝导线发生形变后，不能恢复原来的形状（均选填“能”或“不能”）。
1. 弹性和塑性
①弹性与弹性形变：
物体受力时发生形变，不受力时恢复到原来形状的性质叫做弹性，这种形变称弹性形变。
②塑性与塑性形变：
物体形变后不能自动地恢复到原来的形状，物体的这种特性叫做塑性，这种形变称塑性形变。
【想一想】下列物体的形变哪些属于弹性形变？塑性形变？

拍篮球 沙滩脚印 弯曲的弓
【答案】被拍的篮球、弯曲的弓属于弹性形变；沙滩脚印属于塑性形变。
③形变的普遍性：任何物体受力都能发生形变，不过有的形变比较明显，可以直接看见；有的形变极其微小，要用特殊的方法将其微小形变放大后才能显示出来。
【拓展】用手挤压玻璃瓶，玻璃瓶发生形变吗？
坚硬的物体在很小的力的作用下也会发生形变，但是由于形变量太小，所以肉眼观察不出来。我们怎样来体现微小的形变量？
【实验】将椭圆形厚玻璃瓶灌满水，把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中。沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶，观察细管中水面的高度如何变化。请你从力使物体发生形变的角度解释所看到的现象。

现象：用力捏玻璃瓶，使玻璃瓶的形状发生变化，细管中的水面升高或下降，停止捏玻璃瓶，玻璃瓶恢复原状，细管中的水面恢复到原来的位置。实验中采用了放大法，把玻璃瓶的形变放大了。
【体验并想一想】用力压弹簧和拉弹簧，手有什么感觉？
我们在拉弹簧或压弹簧时，弹簧发生的是弹性形变，感受到它们对手有力的作用。这种力叫什么力？有什么特点？
2. 弹力
物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力。
我们拉长弹簧、压缩弹簧、拉橡皮筋时，可以感受到它们对手有力的作用，这就是弹力。
弹力也是一种很常见的力，任何物体只要发生弹性形变就会产生弹力。日常生活中遇到的物体的压力、支持力、推力及绳的拉力等，实质都是弹力。
【分析】水杯放在木板上时，水杯和木板间发生的弹力情况。

注意用“隔离法”进行分析。
以水杯为研究对象：因为水杯使木板发生了弹性形变，木板要恢复原状，所以会对水杯产生一个竖直向上的弹力，习惯叫支持力。
以木板为研究对象：因为木板使水杯发生了弹性形变，水杯要恢复原状，所以水杯会对木板有一个竖直向下的弹力，习惯叫压力。
【总结】
（1）产生弹力的条件：首先两个物体要接触；其次要发生弹性形变。
【想一想】水平地面上，有两个篮球刚好接触，它们之间有没有弹力呢？它们与地面间有没有弹力呢？
解答：它们之间没有弹力。尽管刚好接触，但是两个篮球间没有（有/没有）发生形变，所以没有弹力。两个篮球与地面之间有（有/没有）弹力，因为篮球与地面都要发生形变（很小，我们看不到），所以有弹力。

【想一想】小敏同学起跳后，她与地面间有没有弹力呢？
解答：小敏与地面之间没有弹力。因为与地没有接触，不存在弹力的作用。
【例题1】运动员站在跳板上，人与跳板间发生了力的作用。
①由于人压在跳板上，跳板发生_____，要向____ （选填“上”或“下”）恢复原状，所以对人产生了力的作用，这个力通常叫做______。
②由于跳板对人有向上的支持力，人也要发生形变，由于人要向____（选填“上”或“下”）恢复原状，所以会对跳板产生力的作用，这个力通常叫做_______。
③跳板对人有一个力的作用，人对跳板也有一个力的作用，这两个力____相互的力，它们都_____弹力（均选填“是”或“不是”）.

【答案】①形变，上，支持力；②下，压力；③是，是。
【解析】①由于人压在跳板上，跳板发生形变，要向上恢复原状，所以对人产生了一个向上的支持力（F支），支持力是弹力。
②由于跳板对脚有向上的支持力，脚也要发生形变，要向下恢复原状，所以对跳板产生了向下的压力
（F压）， 压力也是是弹力。
③跳板对人的支持力F支与人对跳板的压力F压是相互的二力，因物体发生弹性形变产生的，所以都是弹力。
（2）弹力的方向
【分析】水杯放在水平木板上时，水杯和木板间的弹力方向。
如图所示，水杯对木板的压力使木板向下发生形变，木板要向上恢复原状，所以对水杯的弹力
（即支持力F支）的方向向上。

木板对水杯的弹力使杯子向上发生形变，水杯要向下恢复原状，所以对木板的弹力（即压力F压）的方向向下。
【结论】
弹力的方向与物体形变的方向相反。

因为物体形变的方向与水平面垂直，所以杯子放在水平木板上时，杯子和木板间的弹力方向都与水平面垂直。
（3）弹力在生活中的一些应用。
例如：①我们用的自动铅笔和一些圆珠笔笔筒里面要利用弹簧的弹力.
②跳水运动中 1m板和 3 m板的跳水都是利用了跳板的弹力.
③射箭运动员利用了弓的弹力才能把箭射出去.
④撑竿跳高运动员利用撑竿形变后产生的弹力把人弹得更高些.
⑤体操比赛中，跳马运动员利用踏板的弹力才能腾空，跳远运动员也要利用踏板的弹力.
（4）弹性限度
物体的弹性有一定的限度，超过这个限度，撤去力后物体也不能恢复到原来的形状。使用弹簧时不能超过它弹性限度，否则会使弹簧损坏。

【例题2】如图所示，一根弹簧，一端固定在竖直墙上，在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧的另一端，下列有关“弹簧形变产生的力”的描述正确的是（ ）
A．手对弹簧的拉力 B．墙对弹簧的拉力 C．弹簧对手的拉力 D．以上说法都不正确

【答案】C.
【解析】“弹簧形变产生的力”，是指弹簧发生弹性形变对其他物体（手或墙）施加的弹力，所以施力物体为弹簧，受力物体为手（或墙壁）。
故C正确。
探究二、弹簧测力计
【想一想】在生活中，用力拉同一根弹簧时，用的力越大，弹簧伸的越长。那么弹簧伸长的长度和它所受的拉力大小存在着怎样的关系呢？下面我们就通过实验来探究弹簧伸长量与拉力大小的关系。
【进行实验】探究弹簧的伸长量与所受拉力大小的关系
实验器材：弹簧、钩码（数个）、铁架台、刻度尺等。
实验步骤：
（1）将弹簧悬挂在支架上，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0，即原长，记录在表格中；
（2）在弹簧上挂2个50g的钩码，测量弹簧的长度。
（3）在弹簧上加挂2个50g的钩码，重复以上步骤；
（4）在弹簧上再加挂2个50g的钩码，重复以上步骤。（每个钩码对弹簧的拉力均为0.5 N）
弹簧原长
L0（cm）
拉力F
（N）
弹簧长度
L（cm）
弹簧的伸长量
△L= L- L0（cm）
12.56
0.5
12.96
0.5
1.0
13.36
1.0
1.5
13.76
1.5
2.0
14.16
2.0
2.5
14.56
2.5
3.0
14.96
3.0


实验数据记录。
数据处理：描点连线，得出图像。
根据实验数据，以拉力为横坐标，弹簧的伸长量为纵坐标，画出弹簧伸长量ΔL与弹簧受到的拉力F的关系图象。

分析图像可知，弹簧伸长量ΔL与弹簧受到的拉力F的关系是一条过原点的倾斜的直线。
实验结论：
在一定范围内，弹簧的伸长量与拉力的大小成正比.
弹簧测力计是测量力的大小的工具，根据上述原理制成的。
2. 弹簧测力计
①原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长。
②构造：主要由刻度盘、弹簧、指针、挂钩等组成。
一些弹簧测力计

实验：练习使用弹簧测力计
（1）观察弹簧测力计的量程，并认清它的每个小格表示多少牛。
（2）检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上，如果不在，应该把指针调节到零刻度线上。
（3）用手拉弹簧测力计的挂钩，并分别使指针指到1 N、3 N、5 N的位置，感受1 N、3 N、5 N的力。
（4）测量身边小物体对弹簧测力计的拉力。
① 把文具袋悬挂在弹簧测力计的挂钩上，文具袋对弹簧测力计的拉力F1= 。
② 用弹簧测力计沿水平方向拖动桌面上的文具袋，测量文具袋对弹簧测力计的拉力F2= 。
（5）总结使用弹簧测力计时应注意的几点操作要求：
①使用前，沿弹簧的轴线方向轻轻来回拉动挂钩几次，放手后观察指针是否能回到原来指示的位置，以检查指针、弹簧和外壳之间是否有过大的摩擦。再观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线的位置，如果不是，则需调零。
②测量前，明确量程和分度值。被测力不能大于测力计的量程，以免损坏测力计，最好对被测量预先估测。
③测量时，拉力的方向应沿弹簧的轴线方向，以免挂钩杆与外壳之间产生过大的摩擦。
④读数时，视线必须与指针对应的刻度线垂直。
【例题4】关于如图所示的弹簧测力计，以下说法正确的是（ ）
A．弹簧测力计的量程及最小分度值分别是0～5N和1N
B．弹簧测力计的弹簧伸长越长，它所受的拉力就越大
C．使用弹簧测力计只能测出竖直方向上的拉力而无法测出水平方向上的拉力
D．量程大的测力计弹簧长度一定比量程小的测力计弹簧长度长
【答案】B.
【解析】A、由图示弹簧测力计可以看出，其量程为0～5N，分度值为0.2N。故A错误；
B、弹簧测力计是根据弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的越长这个道理做成的；故B正确；
C、使用弹簧测力计既能测出重力又能测出水平方向上的拉力，只要挂钩与外壳平行即可；故C错误；
D、量程是弹簧测力计所能测的最大力，与弹簧的长度无关，量程大的弹簧长度不一定比量程小的弹簧长度大；故D错误。所以选B。
例题4图 握力计 弹簧秤 托盘秤

4. 其他形式的测力计
如图所示，常见的有握力计、弹簧秤、托盘秤等。
【播放视频】——《弹簧测力计》
【阅读p7】——《科学世界》
材料的力学性能
了解材料的力学性能，随着科技的发展，一些符合要求的新材料的力学性能都有了很大的提高。
一般说来，材料的力学性能包括：弹性、脆性、强度、塑性、硬度、韧性、延展性等。
随着科技的发展，制造出具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。结构材料主要是利用它们的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能。如新型陶瓷材料，非晶态合金(金属玻璃) 等。功能材料主要是利用其所具有的电、光、声、磁、热等功能和物理效应。近几年，世界上研究、发展的新材料主要有新金属材料，精细陶瓷和光纤等等。
【精讲点拨】
1．判断弹力产生的依据：
①物体间是否直接接触。弹力是接触力，不相互接触的物体之间是不会发生弹力作用的。
②接触处是否相互挤压或拉伸。
2．有些物体的形变是微小的，人眼不能观察到。任何物体在弹性限度内都能发生弹性形变，只不过有的物体形变不明显，不易直接观察到.
3．弹力的方向与物体形变的方向相反，与接触面垂直。
4．弹簧的伸长（量）是指弹簧伸长的长度，不包括弹簧的自身长度．
【归纳整理】
弹力
弹簧测力计
的使用
力
①弹性：物体受力发生形变，不受力能自动恢复原状.
②塑性：物体形变后，不能自动地恢复到原来的形状.
③弹力：物体由于发生弹性形变而产生的力；
方向：与物体发生形变的方向相反，与接触面垂直；
大小：与弹性、形变的程度有关。
①测量前，用手轻轻地来回拉动几次，避免指针、弹簧和
外壳之间的摩擦而影响测量的准确性。
②看指针是否指在“0”刻度，要沿所测力的方向调“0”。
③观察弹簧测力计的量程和分度值，选择的量程合适。
④测量时，要使弹簧测力计受力的方向沿弹簧的轴线方向。
⑤读数时，应保持弹簧测力计处于静止或匀速直线运动
状态，视线必须与刻度盘垂直。

【课堂练习】
1. 试一试，用力分别作用在弹簧、气球、橡皮泥等物体上，松手后会发现结果不同。物体发生弹性形变的是___________；发生塑性形变的是__________。
【答案】弹簧、气球；橡皮泥.
【解析】弹簧、气球受力时发生形变，撤去外力，又恢复原状，属于弹性形变。但橡皮泥是塑性形变，不能恢复原状。
2．篮球掉在地上，马上会弹起来，使篮球由下而上运动的力是_________，它是由于_______ (选填“篮球”或“地面”)发生了_________形变而产生的。
【答案】弹力，地面，弹性。
【解析】篮球掉在地上，与地面挤压发生形变，产生弹力，地面向下发生形变，要向上恢复原状，所以对篮球有一个竖直向上的弹力。
3. 如图所示，小明把一个玻璃瓶中装满水，把一根细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中，用手捏玻璃瓶时，发现玻璃管中液面升高，说明力可以改变物体的________(选填“形状”或“运动状态”)；松开手后，发现玻璃管中液面回到原来位置，说明玻璃瓶发生的是_______形变(选填“弹性”或“塑性”)。

【答案】形状，弹性。
【解析】用手捏玻璃瓶时，发现玻璃管中液面升高，形状发生变化，说明力可以改变物体的形状；松开手后，发现玻璃管中液面回到原来位置，说明玻璃瓶发生的是弹性变。
4. 下列现象中，发生了弹性形变的是（ ）
A．橡皮泥上留下漂亮的指印 B．跳水跳板被运动员压弯
C．粉笔掉到地上断成两截 D．饼干一捏变成碎片
【答案】B。
【解析】物体在受力时，会发生形变，不受力时，又恢复到原来的形状，物体的这种形变称弹性形变。 跳板被运动员压弯，撤去外力后能恢复原状，发生的是弹性形变。
所以选B。
5. 下列所提到的力不是弹力的是（ ）
A．吊绳对水桶的拉力 B．桌面对茶杯的支持力
C．坐在椅子上的人对椅子的压力 D．磁铁间的吸引力
【答案】D.
【解析】弹力产生的两个条件：（1）两物体相互接触；（2）接触后发生弹性形变。D选项中磁铁间的吸引力不是弹力，其他三种情况都是弹力。故选D。
6．下列关于弹力产生条件的说法中，正确的是（ ）
A.物体间不相互接触，也能产生弹力
B.只要两物体接触就一定会产生弹力
C.只有弹簧才能产生弹力
D.两个物体直接接触且互相挤压发生弹性形变时才会产生弹力
【答案】D.
【解析】产生弹力的条件是：两个物体直接接触且互相挤压发生弹性形变，只要物体发生弹性形变就能产生弹力。所以只有D正确。
7. 关于弹力的叙述错误的是（ ）
A．只有弹簧、橡皮筋等物体才可能产生弹力
B．在弹性限度内，弹力的大小只与形变的程度有关
C．相互接触的两个物体之间不一定产生弹力
D．落地弹起的篮球，在离开地面之后才能恢复原状
【答案】A.
【解析】A选项：只要是能够发生弹性形变的物体，都可以产生弹力，故A错误；
B选项：在弹性限度内形变程度越大，弹力越大，故B正确；
C选项：弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变，相互接触的物体之间不一定产生弹力作用，故C正确；
D选项：落地弹起的篮球，在离开地面前会受到弹力作用发生形变，离开地面之后，弹力消失之后才能恢复原状，故D正确。故选A。
8. 一个足球放在一块长木板上，如图所示，木板和足球均发生了弹性形变，关于它们弹力的情况，以下说法错误的是（ ）
A．足球受到的支持力是木板产生的弹力
B．足球产生的弹力是由于足球的形变造成的
C．木板形变是由于木板产生弹力造成的
D．足球产生的弹力就是足球对木板的压力

【答案】C。
【解析】 木板和足球均发生了弹性形变，他们之间有弹力的作用。
A．足球受到的支持力是木板产生的弹力，该选项正确。
B．足球产生的弹力是由于足球的形变造成的，该选项正确。
C．木板形变是由于足球产生弹力造成的，不是木板产生弹力造成的，该选项错误。
D．足球产生的弹力向上，就是足球对木板的压力，该选项正确。
所以选C。
9. 在“用弹簧测力计测量力的大小”实验中：
①根据力的作用效果可以对力的大小进行测量。弹簧测力计能够测量力的大小，利用的是____。
A. 力可以改变弹簧的形状
B. 力可以改变弹簧的运动方向
C. 力可以改变弹簧的运动快慢
②在进行图所示的实验前，应将弹簧测力计沿________方向放置，然后进行调零。

③小武同学猜想：用两个不同的弹簧测力计，分别测量相同的力，示数可能不同。以下设计中，能验证该猜想的是__________。
A. 测量一根头发能承受的拉力 B. 测量同一个木块受到的重力
C. 测量让小武感受相同的拉力 D. 测量拉动同一个木块的拉力
【答案】①A；②水平；③B.
【解析】①弹簧测力计能够测量力的大小，利用的是力可以改变弹簧的形状，与运动状态无关；
②进行图所示的实验前，由于是水平测量力，所以应将弹簧测力计沿水平方向放置进行调零。
③用两个不同的弹簧测力计，分别测量相同的力，则要控制力大小不变。
A．测量一根头发能承受的拉力，头发断时，力会突变，不好读数，不能验证；
B．测量同一个木块受到的重力，木块重力不变，方向竖直向下，能验证；
C．测量让小武感受相同的拉力，人的感觉不精确，不能验证；
D．测量拉动同一个木块的拉力，人拉动速度不同，会导致拉力示数不同，不能验证，故选B。
10．小华在练习使用弹簧测力计测量拉力时，他先将测力计竖直放置，反复几次轻拉挂钩后，测力计的指针位置如右图甲所示。
（1）此测力计的量程是________N。此时他用3N的拉力拉挂钩时，静止后，测力计的示数应该_______3N（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）在老师的指导下，小华调整了测力计，将某物体悬挂在挂钩上。物体静止后，指针指在如图乙所示的位置，此时弹簧测力计上的数是_________N。
甲
乙
【答案】（1）0~5，大于；（2）3.6。
【解析】（1）此测力计的量程是0~5N。因为弹簧测力计没有进行调零，指针在“0”刻度线下面，此时他用3N的拉力拉挂钩时，静止后，测力计的示数应该大于3N；
（2）物体静止后，指针指在如图乙所示的位置，该弹簧测力计的分度值为0.2N，此时弹簧测力计上的数是3.6N。
11．物理小组探究“弹簧的伸长量与其受到拉力的关系”的实验装置如图甲所示。
（1）探究过程中，实验记录的数据如下表所示，请在图乙中作出弹簧的伸长量与其受到的拉力的关系图象。

（2）由图象得出：在弹性限度内，弹簧的________与其受到的拉力成_______。
（3）弹簧的长度为6.5 cm时，弹簧受到的拉力是________N。
【答案】（1）见图.（2）伸长量，正比；（3）1.25.
【解析】（1）见图；

（2）分析弹簧的伸长量与其受到的拉力的关系图象可知是一条过原点的倾斜的直线；故可得出：在弹性限度内，弹簧的伸长量与其受到的拉力成正比。
（3）弹簧的长度为6.5 cm时，伸长的长度为
△x1=6.5cm-4.0cm=2.5cm，设此时拉力为F1，
当拉力 F2=1N时，伸长的长度为△x2=2cm，
根据△x1∶△x2= F1∶ F2 2.5cm∶2cm= F1∶1N
F1=1.25N
所以弹簧受到的拉力是1.25N。
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？物体受力后的形状
撤去力后的形状
用力拉弹簧，弹簧伸长了
弹簧能（能/不能）恢复原状
用力拉橡皮筋，橡皮筋伸长了
橡皮能（能/不能）恢复原状
用力压气球，气球变形
气球能（能/不能）恢复原状
用力捏橡皮泥，橡皮泥变扁了
橡皮泥不能（能/不能）恢复原状
用力弯折铝导线，铝导线变弯
铝导线不能（能/不能）恢复原状
用手压钢尺，钢尺变弯
钢尺能（能/不能）恢复原状