第十三章 力和机械 第一节 弹力 弹簧测力计.docx
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第十三章力和机械第一节弹力弹簧测力计
第十三章力和机械第一节弹力弹簧测力计
1课时新授课
【教学目标】
知识与技能
1、了解弹性、塑性及其在生活中的应用。
2、探究弹簧伸长长度与拉力的关系。
3、探究弹簧测力计的制作方法，学会它的制作及使用。
过程与方法
培养学生在实践中发现问题、解决问题的能力。
情感态度与价值观
培养学生勇于探索自然现象、生活中物理学道理的兴趣。
【教学重点】
1、弹簧伸长长度与拉力的关系。
2、弹簧测力计制作方案的探究、制作及其使用。
【教学难点】
弹簧测力计制作方案的探究及其制作过程。
【教学方法】
采用“探究式”教学模式，边实验、边总结并应用启发式的综合性教学法
【教学准备】
教师用：
课件、实物投影。
矿泉水瓶（一个）、弹簧（好、坏各一只）、拉力器（一个）、弹簧测力计（三个、不同构造）、钩码（200g的两个）。
学生用：
橡皮筋、橡皮泥、泥巴、弹簧、直尺、铜导线、弹簧测力计、气球（以上各一个）、钩码一组。
【教学过程】
主要教学过程
教学环节及内容
教师活动
学生活动
一、新授导入
【活动设置】
1、提问：
力的作用效果是什么？
2、请同学们注意观察老师的实验，请说出此现象说明了什么物理学道理？
（演示）用力捏矿泉水瓶，矿泉水瓶变形。
松手后矿泉水瓶恢复原状。
生回答：
力可以改变物体运动状态；力可以改变物体的形状。
生回答：
力可以改变物体的形状。
（设计意图：
从生活入手体验，力可以改变物体的形状松力撤消后物体恢复原状。
）
二、新课讲授
1.弹性和塑性和弹性和塑性在生活中应用
（1）弹性
（2）塑性
（3）弹性和塑性在生活中应用
【做一做】请同学们利用桌面上的任意器材，自己设计实验证明“力可以改变物体形状”这一观点的正确性。
要求设计尽量多的实验；实验过程中请同学们注意观察实验现象。
实验开始！
拉弹弓压橡皮泥
【想一想】
例如：
尺子、橡皮擦、白纸、钢锯条、泥巴、面粉团、皮肤……结论：
1.物体受力时会发生形变,不受力又恢复到原来的形状,这种特性叫弹性.2.物体受力变形后不能自动恢复到原来的形状的特性叫塑性.
树枝太细
物体的弹性有一定的限度，超过了这个限度也不能完全复原。
弹性和塑性在生活中应用非常广泛，你能说出它们在生活中的应用吗。
（课件展示：
“比一比、赛一赛”）
设计并操作实验。
（用力分别拉弹弓、弹簧、橡皮筋和挤压橡皮泥、弯折铜丝、直尺；松手后，结果有什么不同吗？
）
学生实验：
用力拉弹簧，弹簧伸长了。
（失去拉力，弹簧恢复原来长度。
）
铜导线用力折弯，变弯了。
（失去力不恢复原状。
）
直尺，用力压变弯了。
（失去力后恢复原状。
）
橡皮泥用力捏，扁了。
（失去力不恢复原状。
）
小组讨论：
共同点是：
这几种实验器材都是物体受到力的作用时发生了变形。
类似橡皮筋:
尺子、橡皮擦、钢锯条、皮肤
不同点是：
有的不受力时恢复了原状，有的不受力时却不能恢复原状。
类似橡皮泥:
白纸、面粉团、泥巴
弹性应用：
蹦极、汽车减震、跳水跳板、弹弓、弓箭……。
塑性应用：
揉面、折纸、捏泥人……。
（设计意图：
通过实验使学生了解弹性和塑性）
2、弹力
3、弹簧伸长的长度与拉力大小的关系
【思考】拉力器就是利用弹性来工作的一种器械。
谁能拉开这个拉力器？
请同学们注意这位同学拉开拉力器时的表情。
【
】
这说明了什么呢？
原来，物体发生弹性形变时都会产生一种力，物理上把这种性质的力叫“弹力”。
弹簧产生弹力时，弹力的大小有什么特点？
它是否遵循一定的规律呢？
下面我们就来探究这个问题：
【弹簧的原长、现长、伸长】
演示：
将弹簧挂在黑板上，此时弹簧不受外力，此时，从弹簧上端到指针的距离叫弹簧的原长L0当弹簧受到拉力时，它的长度是现长L,伸长△L
（△L=L-L0），
原长L0
现长L
【提出问题】当弹簧受到拉力增大时，它伸长的长度会怎样？
【设计实验】
拉力越大，弹簧伸长越长。
弹簧伸长的长度与拉力之间的具体数量关系怎样呢？
步骤①将弹簧悬挂在支架上，测量出弹簧原长记入表格；②在弹簧上挂1个50g的钩码，计算出钩码的重力、测量出弹簧的长度，将拉力、弹簧的长度及伸长的长度填表；
③在弹簧上加挂一50g的钩码，重复以上步骤；④在弹簧上再加挂1个50g的钩码，重复以上步骤；
学生设计记录表格并记录数据
【实验结论】在弹性限度内，弹簧伸长的长度与拉力的大小成正比。
学生拉拉力器
思考回答：
学生：
很费力地拉开拉力器。
讨论弹力的产生：
物体发生弹性形变时
学生测量计算得出：
L0=1.80cm;L=2.80cm
△L=L-L0
=2.80cm-1.80cm
=1.00cm
生猜测：
拉力越大，弹簧伸长的越长。
学生设计记录表格
并记录数据如下
拉力F/N
1
2
3
长度l/cm
3.00
3.50
4.00
伸长
△l/cm
0.50
1.00
1.50
继续做实验记录数据
拉力F/N
9
10
11
12
长度l/cm
8.00
8.50
9.10
9.80
伸长
△l/cm
4.00
4.50
6.10
7.30
分析数据评估交流：
从上表的数据可以看出，拉力达到11N时，拉力和弹簧伸长的关系就改变了。
因此，弹簧伸长的长度与拉力成正比，有一定的限度。
（设计意图：
通过实验使学生探究了弹簧伸长长度与拉力的大小关系。
培养学生在实践中发现问题、解决问题的能力。
）
（设计意图：
）
4弹簧测力计原理和弹簧测力计的使用方法：
【提出问题】
师：
关于弹簧测力计，你想知道哪些问题？
【弹簧测力计作用】师:
阅读课本P52回答
【弹簧测力计结构】师:
阅读课本P52回答
构造、量程、最小刻度、单位
师：
弹簧测力计的构造如下:
师：
你学会了吗？
课件展示：
量程、最小刻度值
【弹簧测力计原理】师:
阅读课本P52回答
在弹性限度内，弹簧伸长的长度与拉力成正比。
【探究弹簧测力计使用】
（教师展示：
“使用弹簧测力计不正确的方法”）……。
1.使用前：
不观察测力计的“0”刻线、量程和分度值，不校准零
2.测量时：
不使弹簧测力计受力方向沿轴线方向
3.观察时：
视线不与刻度盘垂直
注意：
若指针不指在“0”刻线处，应调“0”；
使用时不能测量超过量程的力。
师生总结：
可简记为：
1．看量程、看分度、要校零；
2．一顺拉、不摩擦、不猛拉；
3．正对看、记数值、带单位
生回答：
弹簧测力计的使用、构造、制作原理、量程、最小刻度、单位、种类、制作、缺点……
生回答：
测量力的大小的工具
生：
自学课本P52-P53认识结构、量程、最小刻度值、单位。
量程：
（生：
到前面讲解）①弹簧测力计刻度盘上的最大示数。
②在弹簧测力计的最上方标着量程。
最小刻度值：
（生：
到前面讲解）从0到1N之间有十个小格，每一小格代表0.1N。
思考并小组内交流归纳：
弹簧测力计的正确使用方法：
（1）首先看清弹簧测力计的量程，也就是弹簧测力计的测量范围.加在弹簧测力计上的力，不能超出这个范围.
（2）认清弹簧测力计上最小刻度值，即每一小格表示多少N，以便用它测量时可以迅速读出测量值.
（3）测量前要把指针调到零点，读数时，视线要与指针相平.
4）测量时，要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的一致，不可用力猛拉弹簧或让弹簧测力计长久受力，以免损
设计意图：
使用任何测量工具时，首先观察它的零刻度线、量程和分度值，锻炼学生观察能力。
5、自制测力计
【反馈训练】1、如图所示，正在使用的弹簧测力计，这个弹簧测力计的量程为，分度值为，此时的测力计的示数为。
2、小明在实验室用弹簧测力计测量物重时不小心将物体挂在拉环上，当物体静止时，弹簧测力计示数为10.0N，则该物体重是（）
A.一定为10.0NB.一定小于10.0N
C.一定大于10.0ND.以上说法都不正确
3.如图所示，在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加4N拉力并使其保持静止，此时弹簧测
力计的示数为（）
A．0NB．2NC．4ND．8N
【提出问题】生活中有哪些种类的弹簧测力计？
课本图片
【引导实验闯关点拨】组织学生进行分组实验
如何制作一个测力计？
师：
你知道这位同学平均分格的理论根据吗？
下图为某同学自制的簧测力计．他发现弹簧测力计下不挂物体时，弹簧测力计的指针指在A处，当弹簧测力计下挂2N重的钩码时，其指针指在B处．根据以上内容，请你给他的弹簧测力计刻上刻度．
要求：
（1）每一大格表示1N且标上数值；
（2）每一小格（即分度值）表示0.2N；
（3）标明该弹簧测力计的单位．
生练习:
注意:
第二题易错选C由于弹簧秤的自重应选B
第三题易错选A由于物体间力的作用是相互的应选C。
生阅读课本P53回答
学生进行分组实验讨论
1、先定零刻线：
不挂物体时，记下指针所对位置即为零刻线。
2、再在弹簧挂钩上挂钩码（50g），在指针对应的位置画对应的刻线（0.5N）。
3、量出从0～0.5N的长度，平均分成5份，每一份是0.1N并画出刻线。
4、按0.1N的长度依次画出刻线……
6、
你知道这位同学平均分格的理论根据吗
如何知道同学自己制作的弹簧测力计是否准确？
请同学们立即检验你们制作的弹簧测力计的准确性。
【提出问题】
有无其它方案吗？
【智能拓展活动】关于物体微形变的演示实验
用手捏一个厚玻璃瓶，它会发生弹性形变吗？
请设计一个实验来验证你的想法。
演示玻璃瓶的形变。
如图所示，找一只横截面为椭圆形的大号墨水瓶，在瓶口所加的橡皮塞中穿入一根两头开口的细玻璃管（半径1~2mm,长约30cm）。
向瓶内灌满红水，使水柱在管中有适中的高度，再在管的背面衬以带刻度的白纸板。
演示时，先用金属教鞭（或钢笔杆）轻敲瓶壁，让它发出清脆的响声（表示玻璃比较坚硬）。
然后用手指沿横截面的短轴方向紧压瓶子。
（a）（b）
生：
弹簧伸长的长度与拉力成正比。
生校对：
①用标准的弹簧测力计与不标准的弹簧测力计测同一物体重，看测量结果是否一样。
②将它与标准的弹簧测力计对拉，对照俩测力计指针所对应的数值是否相同，从而判断其正确性。
课下交流
设计意图：
各组按要求制作一个测力计标出零刻度线、量程和分度值和单位，“培养学生初步的观察能力、实验能力、初步的分析、概括能力和应用物理知识解决简单问题的能力。
”
学生进行分组实验讨论
小组内同学相互帮助，共同搞清楚因瓶子受到这样按压后容积变小，管中水柱就明显上升[图（a）]。
当放手后，水柱液面就恢复到原来的位置。
再沿瓶横截面的长轴方向压瓶，则由于瓶的容积变大，水柱就明显下降[图（b）]。
这说明玻璃受力要发生形变。
媒体展示
轻按桌面能使它发生弹性形变吗？
请设计一个实验来验证你的想法。
设计意图：
激活了同学们的思维，开阔了他们的视野，增强了同学们的竞争意识，达到了变“要我学”为“我要学”的目的
三、课堂小结
回顾本节课“你学到了什么？
”
见附件1
学生讨论发言，梳理本节知识要点
四、课堂检测
老师巡视、讲评
完成检测题
见附件2
五、布置作业
完成作业见附件3
课后完成
【板书设计】
第十三章第一节弹力和弹簧测力计
1.弹性和塑性：
物体受力时会发生形变,不受力又恢复到原来的形状,这种特性叫弹性.
物体受力变形后不能自动恢复到原来的形状的特性叫塑性.
2.弹力：
物体发生弹性形变时都会产生一种力，物理上把这种性质的力叫“弹力”。
3.弹簧伸长的长度与拉力的关系
在弹性限度内，弹簧伸长的长度与拉力成正比。
4弹簧测力计原理和弹簧测力计的使用方法：
5、自制测力计
【教学反思】
“培养学生初步的观察能力、实验能力、初步的分析、概括能力和应用物理知识解决简单问题的能力。
”这是物理教学大纲的明确要求，也是本节课的设计宗旨。
实现物理来源于生活，又服务于生活的道理。
培养学生像科学家一样去发现问题、研究问题的思维习惯。
培养他们对人类知识的浓厚兴趣、强烈的求知欲望以及形成创造思维能力。
弹簧秤制作原理、制作方案的探究及其制作过程是本节课的重点和难点。
为突破这一难点，采用了透镜式教学。
通过教师的演示、学生讨论、分析实验现象及数据等多种方式，顺利得出了弹簧秤的制作原理。
制作方案采用讨论的方式各抒己见，相互提出建议，教师引导、点播，给难点层层铺设台阶，使难点问题在探究中顺利解决。
这样的设计，充分发挥了学生的主体地位，培养了他们的归纳分析能力及应用物理知识解决实际问题的能力。
弹性、塑性的引出是本节课的第一个亮点。
采用实验的形式引入新课，激发了学生的学习兴趣；采用竞争的方式举例，激活了同学们的思维，开阔了他们的视野，增强了同学们的竞争意识，达到了变“要我学”为“我要学”的目的。
附件1：
知识结构：
1.弹性和塑性：
物体受力时会发生形变,不受力又恢复到原来的形状,这种特性叫弹性.
体受力变形后不能自动恢复到原来的形状的特性叫塑性.
2.弹力：
物体发生弹性形变时都会产生一种力，物理上把这种性质的力叫“弹力”。
3.弹簧伸长的长度与拉力的关系
在弹性限度内，弹簧伸长的长度与拉力成正比。
4.弹簧测力计原理和弹簧测力计的使用方法：
5.自制测力计
附件2：
1．用手拉弹簧测力计越来越费力，是因为（ ）
A．力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的
B．因为人是受力的物体，所以感到费力
C．弹簧越来越紧，阻力大，拉起来费力
D．弹簧的伸长越长，所需拉力越大
2．测一个约6N力时，应选用最恰当的弹簧测力计的规格是（ ）
A．量程10N，分度值0.2N B．量程5N，分度值0.1N
C．量程30N，分度值3N D．上述三个弹簧测力计都可以用
3．某学生在课外探究“弹簧的长度与外力的变化关系”时，利用下图所示器材并记录了相应数据，如下表
钩码质量（g）
0
50
100
150
200
250
300
400
指针位置（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）分析数据，你可得出的结论是 。
（3）小华作出了如图乙中的三个图象，其中正确的是 （填序号）
4、某同学在使用弹簧测力计之前，发现弹簧测力计的指针在0.2N的位置，为了使测量准确，这个同学提出了以下调整方法，其中正确的是（）
A.把指针扳动到“0”刻度线B.测出拉力后，再减去0.2N
C.因为实验总有误差，直接读出数值就可以D.以上方法都可以
5、把弹簧测力计的一端固定在墙上，一个人用10N的力沿水平方向拉弹簧测力计,弹簧伸长4cm，现两个人分别用10N的拉力沿水平方向拉弹簧测力计的两端，则弹簧的伸长量是________，弹簧测力计的示数是______N。
6、弹簧测力计在端点附近断裂，小明把断裂的那一部小段取下，将剩余部分弹簧重新安装好，并校准了零点，用这个测力计来测量力的大小为测量值M，弹簧没有断裂前测量相同的力的测量值为N，比较两次测量值的大小则（）
A.M比N大B.M比N小C.M等于ND.不确定
解析与答案
1.解析：
在弹性限度内，弹簧伸长的长度与拉力成正比。
答案：
B
2.解析：
由于测量的力不能超过弹簧测力计的量程；而且分度值应选小一点好。
答案：
B
3.解析：
在弹性限度内，弹簧伸长的长度与拉力成正比。
答案：
（1）这项研究在实际中的应用是弹簧测力计。
（2）分析数据，你可得出的结论是在弹性限度内，弹簧伸长的长度与拉力成正比。
（3）小华作出了如图乙中的三个图象，其中正确的是B（填序号）
4、解析答案B
5、解析：
由于物体间力的作用实现相互的
答案：
4cm；10N
6.解析：
由于弹簧取下一小部分再挂上相同的重物时，弹簧伸长的就短了，所以测量值比实际值小了。
答案B
附件3：
为了探究弹簧的伸长量（或压缩量）与弹簧受到的拉力（或压力）之间的关系，小张、小王和小李同学所在的实验小组选取某根原长为20cm的轻质弹簧坐了两组实验。
表格1和表格2是实验中测得的数据。
表格1
实验次数
1
2
3
4
5
弹簧受到的力F/N
1
2
3
4
5
弹簧的长度L/cm
21
22
23
24
25
表格2
实验次数
1
2
3
4
5
弹簧受到的力F/N
1
2
3
4
5
弹簧的长度L/cm
19
18
17
16
15
（1）其中表格 （填“1”或“2”）是探究弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力之间的关系测得的数据。
（2）请在下图中做出弹簧的压缩量x与弹簧受到的压力F之间的关系图线。
（3）弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力之间的关系是 。
解析：
（1）表格1中随着弹簧所受外力不断增加，弹簧的长度也在不断地增加，所以探究的是“弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力之间的关系”，表格2中随着弹簧所受外力的增加，弹簧的长度在不断地减小，所以探究的是“弹簧的压缩量与弹簧受到的压力之间的关系”；
（2）选取表格2的数据，采用描点的方法进行作图，答案如图；
（3）弹簧的伸长与弹簧受到的拉力成正比。
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