第十三章力及机械第一节.doc

第十三章第一节《弹力、弹簧测力计》学案
设计人:刘晓梅
[目标导学]
1、 知道什么是弹力，弹力产生的条件。
2、了解弹簧测力计测力的原理。
3、会正确使用弹簧测力计测量力的大小。
[互动导学]
自主学习
认真阅读课本，自主完成下列问题：
1、弹力：
（1）弹性和塑性
【讨论】对这些实验现象进行分类，说明按什么分类，并要求再举些类似的例子。
【总结】弹性；
塑性：
（2）弹力：
弹力的产生条件：
2、弹簧测力计的工作原理：

例解　小华在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系，利用如图12.1－3所示实验装置记录了相应实验数据如下：
钩码的质量/g
0
50
100
150
200
250
300
400
指针的位置/cm
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
（1）这项研究在实际中的应用是　　　　　　　　　　　；
（2）分析实验数据你可得到的结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）小华作出了如下（图12.1－4）三个图像。其中正确的是　　　　　（填序号）。
图12.1－4
图12.1－3

3、弹簧测力计的使用
弹簧测力计的构造： 构成。
【交流】让学生自己归纳出使用弹簧测力计的方法和注意事项，教师可作适当的指导。

应用迁移，巩固提高
【例题】1　如图12.2－1（甲）所示，用大小相等、方向相反的两个力F1、F2拉弹簧测力计，若两个力的大小均为2N，问：弹簧测力计的示数和两个力的合力各为多少？
F2
F1
图12.1－1（甲）
F2
图12.1－1（乙）

【例题】2　几个同学用同一根弹簧拉力器比试臂力，拉力器上有三根弹簧，结果每个人都能把手臂撑直，则（　）
A．臂力大的人所用拉力大　　　 　B．手臂长的人所用拉力大
C．体重大的人所用拉力大 　　　　D．每个人所用的拉力一样大
总结反思，延伸拓展
[当堂检测]
1．跳水运动员向下压跳板时，受压变弯的跳板也在向上推运动员。像跳板这样因发生而产生的力叫做＿＿＿＿＿＿。
2．类似于弹簧测力计时弹簧所发生的这一类形变，人们把它称为　　　形变。弹簧测力计是根据＿＿＿＿＿＿＿的原理制成的。
3．使用弹簧测力计时，首先要看清它的＿＿＿＿＿，也就是它的＿＿＿＿＿＿。加在弹簧测力计上的力不许超过它的＿＿＿＿＿＿＿，否则会损坏弹簧测力计。
4．下列关于弹簧测力计的使用方法中，错误的是（　）
A．使用弹簧测力计前应先校零 B．弹簧测力计只能竖直使用
C．物体对弹簧测力计拉力不能超过其量程
D．使用弹簧测力计测量时，应使弹簧伸长的方向与拉力的方向一致
5．下列哪个力不属于弹力（　）
A．绳子对重物的拉力 B．万有引力　C．人对墙的推力 　D．地面对人的支持力
6．教学演示的示教弹簧测力计下端挂重4N的物体时，弹簧伸长了4cm。那么下面四位同学所设想的实验中，符合实际情况的是（　）
A．将弹簧测力计的弹簧取下，放在光滑水平桌面上，在弹簧两端同时用4N的力去压弹簧，弹簧将缩短4cm
B．在不超过量程的条件下，弹簧测力计下挂5N重的物体时，弹簧伸长5cm
C．将弹簧测力计的弹簧取下，放在光滑水平桌面上，在弹簧两端同时用2N的力去拉弹簧，弹簧将伸长4cm
D．将弹簧测力计倒置，手提住弹簧测力计的挂钩，将重4N的物体挂在弹簧测力计的提环上，静止时弹簧测力计指针指在大于4N的位置
7．小刚在使用弹簧测力计的过程中发现，不论什么型号的弹簧测力计，它的刻度都是均匀的，他知道弹簧测力计是根据 的道理制成的。他想：这只是一种定性的关系，会不会有某种定量的关系呢？于是他设计并完成了以下的探究实验：
如图12.1－5他将一根弹簧的端固定在一块竖直放置的木板顶端，让弹簧能够自由地伸缩，然后将弹簧自然状态下底端所对的位置做上记号，刻上0，接着用1N、2N、3N……8N的力去拉弹簧，并把把每一个拉力作用下弹簧底端所对的位置做上记号，再测出每一个拉力下弹簧的伸长。
换用另外两根不同的弹簧重做上面的实验， 记录的数据如下表：
第一根：
拉力/N
1
2
3
4
5
6
7
8
伸长/cm
1
2
3
4
5
6
7
8
第二根：
拉力/N
1
2
3
4
5
6
7
8
伸长/cm
0.5
1
1.5
2

第三根：
拉力/N
1
2
3
4
5
6
7
8
伸长/cm
3
6
9
10
10.2
10.3
10.4
10.4
请你帮小刚分析以上数据并回答：
①该实验可得到的结论是（定量） 。
②根据你分析得出的结论。将小刚忘记填上的数据估计一下，并把你估计的数据填在空格中。（假定第二根弹簧实验后恢复原来状态。）
③用第三根弹簧做实验时，发现当用4N及以上的拉力时，弹簧的伸长规律发生了变化，帮小刚找找可能的原因是什么？
④小刚通过实验终于明白了，为什么弹簧测力计的刻度都是均匀的，并且不同的弹簧测力计它的分度值不一样的道理，还有弹簧测力计的量程问题。你明白了吗？说说看。
⑤小刚通过观察，提出问题然后设计并完成实验，最后分析论证得出结论，通过自己主动的科学探究活动从而明白了一些以前不明白的事理，这对你有什么启示？
[学后反思]
[资料链接]
弹力
物体在力的作用下会改变形状，例如，竹杆受力可以变弯，弹簧受力可以伸长或缩短（图12.1－6）。物体的形状改变叫形变。发生形变的物体，在一定限度内，当外力消失后，仍能恢复原状。这种能恢复原状的形变，叫做弹性形变。这个限度叫做弹性限度。超过了弹性限度，物体就不能再恢复原状。
（甲） （乙）
图12.1－6

用手拉弹簧，使弹簧伸长，手会感到弹簧对手有拉力；用手压弹簧，使弹簧缩短，手会感到对手有推力。这表明，发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对阻碍它的物体产生了力的作用，这种力叫做弹力。
从实验知道，在弹性限度内，弹力的大小跟物体形变的大小成正比。例如，弹簧在发生弹性形变时，弹力f的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即
.
式中的叫劲度系数，单位是N/m。不同的弹簧的劲度系数一般是不同的。
上述规律是英国物理学家胡克（1635－1703）在1660年发现的，叫做胡克定律。弹簧测力计就是根据胡克定律制成的。每个弹簧都有一定的称量范围，不能称量超过称量范围的物，就是为了防止超过弹性限度，以免损坏弹簧测力计。
图12.1－7
书对桌的压力
桌对书的支持力

产生弹力的情况是很多的。例如：放在水平桌面上的书，在重力的作用下使桌面发生微小形变，发生形变的桌面对书产生向上的弹力，这就是桌面对书的支持力（如图12.1－7）。书在重力和桌面弹力作用下也发生微小形变，对桌面也产生弹力，这就是书对桌面的压力。可见通常说的压力和支持力都是弹力。弹力发生在互相接触的物体之间，弹力的方向是跟物体间的接触面垂直的。（摘自《中等师范学校课本＜物理学＞第一册》）
　　请你回答：产生弹力的条件有哪些？