高中物理人教版必修一3.2弹力教学设计、教案

1、一、知识结构2.弹力,、,相互接触也丝付 U发生弹性形变弹力 103X(6.20-5.00)X102=12.0 N,弹簧受 到的拉力为12.0 N.【答案】12.0 N弹簧弹力的变化量AF与形变的变化量Ax也成正比关系.由于Fl=kxl, F2 = kx2,故 AF=F2-Fl=kx2-kxl=kAx.拓展在例3中，如果弹簧被压缩到4.30 cm,那么弹簧受到的压力有 多大？(在弹簧的弹性限度内)解析：已知弹簧的原长10=5.00cm=5.00X102 m,在拉力Fl = 10.0 N的 作用下，伸长到 11 =6.00 cm = 6.00X 102 m,根据胡克定律Fl = kxl = k(

2、ll - 10),可得k =遣-工=6.00X10-2-5.00X10-2N/m= 1.00X103 N/m当压力为F2时，弹簧的长度12=4.30 cm=4.30X 10-2 m.根据胡克定律 F2 = kx2=k(10-12)=1.00X 1O3X(5.OOX 1024.30X 10- 2)N=7.0N.因此，弹簧受到的压力为7.0 N.答案：7.0 N胡克定律能计算弹簧或橡皮绳的弹力大小，x是弹簧的形变量.训练3有一弹簧，当挂上2 N的钩码时，长为11 cm：当挂上4 N的钩码 时，弹簧再伸长2 cm.求弹簧的劲度系数.解析：方法一 设弹簧原长为L0,则Fl=k(LlL0)F2 = k(

3、L2 L0)将 F1=2N, Ll = ll cm, F2=4 N, L2 = L1+x= 13 cm 代入式解得 k =100 N/m.A F F2 Fl 4 N 2 N方法二 根据 A F=k A x 可得 k= 100 N/m.XXIII无论是应用胡克定律计算弹簧弹力大小还是判断弹簧弹力方向，都要注意 弹簧是被拉伸，还是被压缩.核心四探究弹力和弹簧伸长的关系.实验原理(1)如图中所示，在弹簧下端悬挂钩码时，弹簧会伸长，平衡时弹簧的弹力 与所挂钩码受到的重力大小相等.弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用 刻度尺测出，其伸长量X等于弹簧后来的长度减去弹簧的原长.(2)建立坐标系，以纵坐标表

4、示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x, 在坐标系中描出实验所测得的各组(x, F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根 据实验所得的图线，就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系.实验步骤(1)乙将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长 状态时的长度10即为弹簧原长，记录10,填入自己设计的表格中.如图乙所示，在弹簧下端挂质量为ml的钩码，测出此时弹簧的长度11,记 录ml和11,填入自己设计的表格中.(2)改变所挂钩码的个数，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5 和相应的弹簧长度12、13、14、15,得出每次弹簧的伸长量xl、x2、x3、x4、x5, 并将

5、所得数据填入表格.钩码个数长度伸长量X弹力F010 二111 =xl = 11-10Fl 二212=x2 = 12-10F2 =313 二x3 = 13-10F3 = 3 .数据处理(1)以弹力F(大小等于所挂钩码受到的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为 横坐标，用描点法作图.连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线.(2)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数.首先尝试一次函数, 如果不行则考虑二次函数.(3)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理 意义.4.误差分析(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确会带来误差.(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差

6、.注意事项(1)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过度拉伸，超过弹簧的 弹性限度.(2)要使用轻质弹簧，且要尽量多测儿组数据.(3)本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲 线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点.例4在探究弹力与弹簧伸长的关系的实验中，已有的实验器材是：铁架台、一 只长度较长的弹簧和多个已知质量的相同钩码.为完成该实验，某同学按如图 所示的装置结构，设计的操作步骤如下：A.先把弹簧平放在桌面上，用直尺测出弹簧的原长L0；B.将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直 固定一把刻度尺；C.以弹簧伸长

7、量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x, F)对应的点， 并用平滑的曲线连接起来；D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码，分别记下钩码静 止时弹簧的长度L1、L2,然后取下钩码;由*=摩一球计算出弹簧伸长量x, 并记录在表格内；E.解释函数表达式中常数的物理意义；F.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试写成一 次函数，如果不行，则考虑二次函数；G.整理仪器.(1)设计的操作有几个步骤顺序不合理，合理的顺序是：A、B、 G(2)为完成实验，还需要的实验器材有：.【解析】(1)根据完成实验的合理性可知，先后顺序为ABDCFEG根据 实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧

8、原长和形变量.【答案】(l)DCFE (2)刻度尺训练4 一位同学做“探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系”所测的儿组数据见下表，请你根据表中数据做出分析.弹力F/N0.51,0.5弹簧原来长度12.0 rLO/cm5.05.05.05.0弹簧后来长度L/cm16.017.117.919.0弹簧伸长量 x/cm算出每一次弹簧的伸长量，并将结果填在表中的空格内.(2)在坐标图上作出F - x图线.(3)写出图线的函数表达式(x用cm作单位)： .(4)函数表达式中常数的物理意义解析：(1)弹力 F/N0.51.01.52.0(2)根据表格数据在F- x坐标上描点，根据描的点作直线，使所描各点拟合

9、在直线上(不在直线上的点均匀分布在直线两侧).(3)根据(2)中的F- x图线知，F与x是正比例函数，设表达式为F=kx,将 F=0.5N, x=1.0cm 代入得 k=0.5N/cm,故函数表达式为 F=0.5x(N).(4)函数表达式中常数就是弹簧的劲度系数.答案：见解析图象法处理实验数据的思路：在坐标系中描点一连线 看纵、横轴截距的意义 求出图线的函数表，达式看斜率的意义，计算，斜率的大小五、随堂练习及真题讲解.关于弹力，下列说法中正确的是（）A.相互接触的物体间一定有弹力B.发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用C.先有弹性形变，后有弹力D.不接触的两物体之间不可能发生相互的弹

10、力作用解析：本题考查弹力的产生条件.相互接触且接触处发生弹性形变时才产 生弹力，若接触处发生永久不能恢复原状的形变，也不能产生弹力；弹力随形 变产生而产生，随形变消失而消失，无先后关系，故只有选项D正确.答案：D.一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了 2 cm,弹簧未超 出弹性限度.则该弹簧的劲度系数为（）A. 40m/N B. 40 N/mC. 200 nVN D. 200 N/m解析：根据胡克定律F=k A x解得k=200 N/m.答案：D3.（2019上海奉贤诉一期末）如图所示，长方体木块搁在光滑方形槽中，则长方体木块除重力外还受到弹力的个数是（）A. 1 个B . 2

11、 IC. 3个D. 4个 解析：选C.长方体木块搁在光滑方形槽中，与槽接触的地方三处，并且都有相 互作用，故长方体木块除重力外还受到弹力的个数是3个，故C正确. （2019福延诉一检测）下列各图中P、。两球之间不存在弹力的是（所有接 触面都是光滑的）（）解析：选B.因为接触面光滑，所以B图中两球间没有挤压，不存在弹力.而选 项A、C、D中两球之间均发生挤压，由此知选项B正确，A、C、D错误.（2019漳州诉一检测）在半球形光滑容器内放置一细杆，r o. 细杆与容器的接触点分别为4、B两点，如图所示，容器上4B两点对杆作用力的方向分别为（）A.均竖直向上B.均指向球心A点处的弹力指向球心O, 8

12、点处的弹力竖直向上4点处的弹力指向球心O, 8点处的弹力垂直于细杆向上解析：选D.支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面.在A点，杆的端点跟 球面接触，弹力的方向垂直于该处球面的切面，指向球心：在8点，容器的边 缘跟杆的侧面接触，该处的支持力应垂直于杆向上，D正确，A、B、C错误.6、足球运动是目前最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱.如图所示为 四种与足球有关的情景.下列说法正确的是()甲乙丙丁A.甲图中，静止在地面上的足球受到的弹力是由足球形变产生的B.乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的 弹力C.丙图中，静止的足球受到脚所施加的竖直向下的弹力与地面提供的竖直 向

13、上的弹力是一对平衡力D. 丁图中，球网与足球间的弹力产生了两个明显的作用效果：一是使球网 发生明显形变；二是使足球改变了运动状态解析：A错：静止在地面上的足球受到的弹力是由于地面形变产生的.B 错：静止在光滑水平地面上的两个足球接触但没有形变，相互间无弹力作用.C 错：足球受重力、脚所施加的竖直向下的弹力及地面提供的竖直向上的弹力， 足球在三个力作用下静止.D对：球网与足球间的弹力产生了两个作用效果： 一是使球网发生明显形变；二是使足球改变了运动状态.答案：D7、探究弹力和弹簧伸长的关系时测得一只弹簧测力计3N和5N两刻度 线之间的距离为2.5 cm.求：(1)这只弹簧测力计所用弹簧的劲度系数.(2)这只弹簧测力计3 N刻度线与零刻度线之间的距离.解析：(1)设