重力与弹力【教学目标】1.知识与技能目标(1)晓得重力是因为物体遭到月球的吸引而形成的。(2)晓得重力的大小和方向。会用公式G=mg(g=9.8N/kg)估算重力。(3)晓得用悬绳挂着的静止物体、用水平支持物支持的静止物体,对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力,大小等于物体遭到的重力。(4)晓得重心的概念以及质量分布均匀的物体重心的位置。(5)晓得哪些是弹力,弹力形成的条件是哪些。(6)把握胡克定律。2.过程与方式目标(1)让中学生自己动手,找不规则板材的中心培养中学生动手的能力。(2)通过重心“”的概念高中物理重力与弹力,让中学生晓得等效取代是数学学研究的一种方式。(3)通过观察和实验把握胡克定律,培养一定的观察能力和初步的剖析能力3.情感心态与价值观(1)通过本节内容的学习,初步认识科学对人类生活的影响,提高学习数学知识、探究自然现象和日常生活中的数学学道理的兴趣.(2)通过探究活动和小组合作培养中学生擅于将自己的看法公开和与别人交流和合作的能力和合作精神。【教学重难点】教学重点:1.重心的概念以及质量分布均匀的物体重心的位置。。2.弹力的形成条件和方向3.胡克定律教学难点:1.重心概念的理解。
2.弹力的形成条件和方向和把握胡克定律的应用【教学过程】1/10一、导入新课在生活中有许多司空见惯的现象,但这种现象都包含有一定的科学道理。出示图片:苹果落地;滴水的衣物;思索讨论:苹果为何会落向地面?衣物上的水为何会向上?出示动漫:弹簧的拉伸和压缩。思索讨论:弹簧为何能被拉伸和压缩呢?班主任总结:这种现象都与我们明天要讲的重力、弹力有关。二、讲授新课(一)重力1.因为月球的吸引而使物体遭到的力,叫作重力,符号G。2.单位是牛顿,简称牛,符号用N表示。3.重力的施力物体是月球,方向竖直向上。出示图片:画出重力方向班主任总结:重力的方向总是竖直向上的,不能说垂直向上。4.物体遭到的重力G与物体质量m的关系是:G=mg(1)g是自由落体加速度。2(2)g的单位:N/kg,m/s21N/kg=m/s(3)在没有空气阻力时,由静止下落的物体做自由落体运动。做自由落体运动的物体只遭到重力的作用,g又叫作重力加速度。出示图片:自由落体运动5.重心一个物体的各部份都遭到重力的作用,从疗效上看,可以觉得各部份遭到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。
重心可以看作是物体所受重力的作用点。(1)质量均匀分布的物体,重心的位置只跟物体的形状有关。玉质均匀、外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。出示图片:形状规则的均匀物体的重心2/10均匀细直棒的重心在棒的中点,均匀圆球的重心在球心,均匀圆锥体的重心在轴线的中点。(2)质量分布不均匀的物体,重心的位置不仅跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。出示图片:运载不同重物的卡车质量不均匀、外形不规则物体的重心可以用二力平衡的知识通过实验来确定形状不规则物体的重心位置。方式:先在A点把物体悬挂上去,通过A点画一条竖直线AB,因为A点悬线的拉力跟板材的重力平衡,板材的重心必将在AB连线上,之后,再选另一处D点把物体悬挂上去,过D点画一条竖直线DE,板材的重心必将在DE连线上。为此,AB和DE的交点C,就是板材的重心。讲义出示不规则物体重心视频6.力的表示方式(1)力的图示有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点。这些表示力的方式,叫作力的图示。如图为力的图示:球所受的重力大小为6N,方向竖直向上。
画力的图示时注意:①力的大小:用包括箭头在内的线段的宽度表示力的大小。②力的方向:箭头表示力的方向.③力的作用点:线段的起点或终点表示力的作用点.(2)力的示意图从力的作用点开始,沿力的方向画出一条宽度合适的线段,并在末端画出箭头。3/10针对练习:使劲的示意图法表示电缆线对电灯6N的拉力;一般只需画出力的作用点和方向,即只需画出力方向和作用点(二)弹力1.接触力(1)物体与物体互相作用时通过物体与物体接触时发生的,这些互相作用可以称为接触力。(2)一般所说的拉力、压力、支持力等都是接触力。接触力按其性质可以分为弹力和摩擦力,下边我们先研究弹力。2.形变:物体的形状或容积的改变叫作形变。有时物体的形变很小,不易被觉察。一块剖面为三角形的有机玻璃压在另一块有机玻璃上,发生的形变肉眼不能看出。形变后,当特殊的光通过有机玻璃不同部位时,形成的花纹会发生变化,借助仪器可以看见这些差别。演示通过平面镜观察桌面的微小形变1.实验器材:两个平面镜M和N、一束光、一张大椅子,刻度尺。2.实验步骤:如图在一张大椅子上放两个平面镜M和N。3.让一束光依次被这两面穿衣镜反射,最后射到墙壁,产生一个光点。
4.按压两镜之间的桌面,观察墙壁光点位置的变化。通过平面镜观察桌面的微小形变-视频针对练习:在一张大椅子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被两面穿衣镜反射,最后射到墙壁,产生一个光点P,使劲压桌面时,观察墙壁光点位置的变化。下述说法中正确的是()4/10A.光斑上移B.光斑下移C.光斑左移D.光斑右移答案:B解析:若在两镜之间桌面使劲F下压,M、N将向中间倾斜,光束的入射角增大,由光的反射定理可知,光点会在刻度尺上由上向上联通;故选:B。3.弹力出示图片被拉长的弹簧,要恢复原状,对相联接的货车形成了拉力F;被跳水运动员压弯的跳板,要恢复原状,对里面的人形成了支持力。(1)定义:发生形变的物体,因为要恢复原状对跟它接触的物体形成力的作用,这些力叫弹力。(2)形成条件:①直接接触②发生弹性形变置于桌面上的书,它对桌面的压力F以及桌面对它的支持力F,都是弹力,其方向是跟12接触面垂直指向被压或被支持的物体。(3)弹力方向①压力、支持力的方向:总是垂直接触面而指向受力物体。曲面与平面间弹力方向5/10过接触点垂直平面指向曲面与曲面之间弹力方向:过接触点垂直公切面指向受力物体。
②绳类的弹力方向绳子的拉力,也是弹力,其方向是顺着绳子而指向绳子收缩的方向。③轻杆的弹力轻杆:杆的重力可以忽视不计的理想模型,杆的弹力不一定顺着杆。被弯曲的细木棒把圆木推开(4)判定有无弹力的方式:①直接法:对于形变疗效显著的情况,可由形变情况直接判定弹力的存在与否。如弹簧、橡皮筋等形成弹力的情况。出示图片②假设法:撤除与之接触的物体,看放研究物体的状态是否改变,若改变则存在弹力,否则不存在弹力。当心除去斜面,球仍静止,说明斜面与球A之间无互相作用从而无弹力6/10若除去斜面,小球则未能保持在原先的位置静止,这说明斜面对小球有互相作用的弹力.(三)胡克定律1.弹性形变:物体在发生形变后,假如撤掉斥力才能恢复原状,这些形变叫作弹性形变。2.弹性限度假如形变过大,超过一定的限度,撤掉斥力后物体不能完全恢复原先的形状,这个限度叫作弹性限度。弹簧在形变时形成的弹力与弹簧的伸长量是有关系的。3.实验:探究弹簧弹力与形变量的关系这么,弹簧在弹性限度内,弹力大小与其伸长量有哪些关系呢?(1)实验目的:探究弹簧弹力与形变量的关系。(2)实验器材:弹簧、铁架台、50g钩码5只、刻度尺(3)实验步骤:①把弹簧下端固定在铁架台的横杆上,观察弹簧自由下垂时上端所抵达的刻度位置。
②在弹簧上端悬挂1个50g钩码平衡时在刻度尺上读出它的示数。③继续在弹簧上端悬挂2、3、4、5个钩码平衡时在刻度尺上读出它的示数填入表格中。④以弹簧遭到的弹力F为横轴、弹簧伸长的宽度x为纵轴构建直角座标系。按照表格中的实验数据,在座标纸上描点,做出F-x图象。(4)展示探究弹簧弹力与形变量的关系视频(5)实验数据钩码L/cm?L/cF/mg数目m7/10037.000..000.00135.701.301.00234.382.622.00332.864.143.00431.505.504.00530.146.865.00由F-x图象能得到的推论。(6)实验推论实验结果表明,弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧伸长(或减短)的宽度x成反比。胡克定律内容1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或减短)的宽度x成反比。2.公式:F=kxk为弹簧的劲度系数高中物理重力与弹力,单位是N/m。取决于弹簧的长短、粗细及材料,弹簧越长、越细,劲度系数就越小x为弹簧伸长(或减短)的宽度。生活中说有的弹簧“硬”,有的弹簧“软”,指的就是它们的劲度系数不同。
课堂练习1.重力是因为的吸引而使物体遭到的力,重力的施力物体是,重力的大小可用公式G=mg估算,重力的方向是。答案:月球、地球、竖直向上2.一质量为2kg的火箭弹在空中飞行时主要深受重力的作用,其方向为.答案:竖直向上3.一轻质弹簧竖直悬挂,原长为0.10m,当弹簧上端挂2.0N的重物静止时,伸长0.01m,则弹簧的劲度系数是/m,当弹簧上端挂8.0N的重物静止时,弹簧宽度是。(形变均在弹性限度内)答案:200;0.144.下述各图中,a、b表面均光滑,天花板和地面均为水平,a、b间一定有弹力的是8/10()答案:B5.一质量为60kg的人,在月球表面受重力为588N,地球表面的重力加速度为月球表面的1/6,此人在地球表面上()A.质量为60kg,所受重力大小为588NB.质量为60kg,所受重力大小为98NC.质量为10kg,所受重力大小为588ND.质量为10kg,所受重力大小为98N答案:B拓展提升1.图所示是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图,由图可知,弹簧的劲度系数是/m;当弹簧受F=800N的拉力作用时,弹簧的伸长量为。
答案:2000、402.如图所示为一轻质弹簧的宽度L和弹力F大小的关系,试由图线确定:(1)弹簧的原长。(2)弹簧的劲度系数。(3)弹簧长为0.20m时弹力的大小。答案:(1)原长为10cm(2)k=200N/m9/10(3)F=20N三、课堂小结1.重力:物体因为月球的吸引而遭到的力叫作重力。2.重力的方向:重力的方向总是竖直向上的。3.玉质均匀、外形规则的物体的重心,在它的几何中心上4.物体所受的重力与物体的质量成反比。表达式:G=mgg=9.8N/kg,简略估算时g=10N/kg。5.形变:物体的形状或容积的改变叫作形变。6.定义:发生形变的物体,因为要恢复原状对跟它接触的物体形成力的作用,这些力叫弹力。7.形成条件:①直接接触②发生弹性形变8.弹力的方向9.胡克定律:F=kx2四、板书(一)重力1.因为月球的吸引而使物体遭到的力,叫作重力,符号G。2.重力的方向:重力的方向总是竖直向上的。3.玉质均匀、外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。4、物体所受的重力与物体的质量成反比。表达式:G=mgg=9.8N/kg,简略估算时g=10N/kg。(二)弹力1.形变:物体的形状或容积的改变叫作形变。2.定义:发生形变的物体,因为要恢复原状对跟它接触的物体形成力的作用,这些力叫弹力。3.形成条件:①直接接触②发生弹性形变4.弹力的方向(三)胡克定律F=kx210/10