《1 重力与弹力》公开课优秀教案教学设计(高中必修第一册)

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？

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

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）

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。

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．

（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word/media/fImage584576827.wmf，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，word/media/fImage6395961.wmf     ①

当F2=12N时，word/media/fImage63559491.wmf     ②

②-①得：word/media/fImage676602995.wmf

更换不同弹簧重做实验

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