（新教材）高中物理鲁教版必修第一册 第3章 第2节 科学探究：弹力（课件:51张PPT+学案）

第2节　科学探究：弹力 核心素养 物理观念 科学探究 科学态度与责任 1.知道形变、弹性形变、范性形变、弹性限度和弹力的概念，了解弹力产生的条件，会分析弹力的有无，会判断弹力的方向，并能正确画出弹力的示意图。 2.了解胡克定律，会计算弹簧的弹力。 1.能完成“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”的物理实验，能观察实验现象，发现并提出问题。 2.能根据已有实验方案，使用弹簧测力计、刻度尺等器材收集数据。 3.通过作图或其他方法分析数据，形成初步的结论。 4.能参考教材内容撰写简单的实验报告，能通过与他人交流解决实验中的问题。 5.注意提升实验分析能力及归纳推理能力。 通过对弹力的探究，能认识实验对物理研究的重要性，有学习物理的兴趣，知道实事求是和与他人合作的重要性。 知识点一　形变与弹力 [观图助学] 　　　 1.形变 （1）形变：把物体发生的伸长、缩短、弯曲等形状的变化。 （2）弹性形变：发生形变的物体在撤去外力后能够恢复原状的形变。 （3）范性形变：物体发生形变后不能恢复原状的形变。 2.弹性限度：若形变超过一定的限度，撤去外力时物体就不能恢复原状，这个限度称为弹性限度。 3.弹力：相互接触的物体发生弹性形变时，由于物体要恢复原状，物体会对与它接触的另一物体产生力的作用，这种力称为弹力。 4.三种常见弹力的方向 常见弹力 弹力方向 压力 垂直于物体的接触面，指向被压缩或被支持的物体 总是与物体形变的方向相反 支持力 绳的拉力 沿着绳子指向绳子收缩的方向 [思考判断] （1）接触的物体间一定有弹力。（×） （2）弹力可以发生在没有接触的物体之间。（×） （3）有些物体的形变是明显的，有些物体的形变是微小的。（√） （4）支持力的方向一定指向被支持的物体。（√） （5）弹簧的弹力方向一定沿着弹簧的轴线方向。（√） 微小形变：有些物体的形变很微小，需借助仪器才能观察到。 光学放大法 力学放大法 知识点二　探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系 1.实验目的 （1）探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系。 （2）了解弹簧测力计的工作原理。 2.实验器材 铁架台、带挂钩的弹簧、钩码、刻度尺。 3.实验原理与设计 将已知质量的钩码悬挂于弹簧上，由二力平衡可知，弹簧对钩码的弹力大小等于钩码所受重力的大小。通过改变悬挂的钩码个数来改变弹簧弹力的大小，测出弹簧未挂钩码时的长度（弹簧原长）及挂钩码后的长度，可得出挂不同数量钩码情况下弹簧的伸长量。由此可进一步得出弹簧弹力的大小与弹簧伸长量的关系。 4.实验步骤 （1）按照右图所示安装实验装置。 （2）用刻度尺测量弹簧原长。 （3）在弹簧挂钩上依次挂不同数量的钩码，并分别记下实验所挂钩码的总质量及弹簧长度。 5.数据分析 （1）将数据及计算结果填入表中。 弹簧弹力的大小与伸长量的关系 弹簧原长l0＝　　　　cm。 次数 1 2 3 4 5 钩码质量m/g 弹簧弹力F/N 弹簧长度l/cm 弹簧的伸长量x/cm （2）在坐标纸上作出弹簧弹力大小随伸长量变化的图像，并进行分析讨论。 6.实验结论 （1）弹簧的弹力随伸长量的增大而增大。 （2）在误差允许范围内，弹簧的弹力大小与伸长量成正比。 弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差。为了减小该系统误差，实验中应使用轻质弹簧。 知识点三　胡克定律 [观图助学] 1.内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧伸长（或压缩）的长度x成正比，即F＝kx。 2.劲度系数：其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号是N/m，劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 [思考判断] （1）在弹性限度内，同一根弹簧被拉伸的越长弹力越大，弹力大小与弹簧长度成正比。（×） （2）在弹性限度内，两根弹簧被伸长相同的长度，弹力的大小一定相等。（×） （3）在弹性限 ... ...