3.1.2 重力和弹力（二）(课件)-【大单元教学】高一物理同步备课系列（人教版2019必修第一册）

第三章 相互作用——力 人教版 必修第一册 3.3.2 重力和弹力（第二课时） 大单元 教学目标 1. 认识重力、理解重心的概念； 2. 通过实验确定重心的位置； 3. 认识弹力，了解形变和弹性形变； 4. 理解面接触类、绳类、杆类和弹簧弹力的作用方向； 大单元 知识解读 成熟的苹果最终会落到地上，这是因为苹果受到重力的作用，那么重力是谁施加的呢？怎量量度重力的大小呢？重力的方向如何？作用点有在哪里呢？ 【情景引入】 大单元 知识解读 知识点一、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系☆☆ 一、实验原理与过程 1.实验目的 （1）探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系 （2）培养学生实验探究的科学方法 2. 实验原理 弹簧受到拉力作用会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大. 3. 实验器材 铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸. 大单元 知识解读 知识点一、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系☆☆ 一、实验原理与过程 4.实验步骤 （1）安装实验仪器(如图所示). （2）测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力 (或所挂钩码的质量)，列表作出记录，要尽可能 多测几组数据 （3）根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标， 以弹簧的伸长量为横坐标. 大单元 知识解读 知识点一、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系☆☆ 一、实验原理与过程 （4）按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条 平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定正好在这条曲 线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同. （5）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，如果不行再考虑二次函数. 大单元 知识解读 知识点一、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系☆☆ 二、实验数据处理与注意事项 1.数据处理 （1）列表法 将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的. （2）图象法 以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲线是一条过坐标原点的直线. （3）函数法 弹力F与弹簧伸长量x满足F＝kx的关系. 大单元 知识解读 知识点一、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系☆☆ 二、实验数据处理与注意事项 2.注意事项 （1）不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度 （2）尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据. （3）观察所描点的走向：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. （4）统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位. 大单元 知识解读 知识点一、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系☆☆ 二、实验数据处理与注意事项 3. 误差分析 （1）钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差. （2）画图时描点及连线不准确也会带来误差. 大单元 知识解读 知识点二、胡克定律☆☆☆ 1.弹性限度 发生弹性限度的物体，如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体不能回复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。 2. 胡克定律 （1）概念：在弹性限度内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量（或压缩量）成正比。 （2）公式：F=kx 或△F=k△x 其中：k——弹簧的劲度系数(其大小只跟弹簧的形状、大小、长短、钢丝的线径、材料等因素有关，与弹簧受到多大的弹力无关)，单位为N/m。 x为弹簧在拉力F作用下的伸长量或压缩量。 （3）适用范围：此公式适用于弹性限度内，弹簧（或类弹簧物体）的拉伸或压缩形变。 【典例1】（2022秋·江苏连云港·高一统考期中）由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度x的关系图像如图所示，求： （1）该弹簧的原长； （2）该弹簧的劲度系数。 知识点一、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系☆☆ 大单元 知识解读 【变式】如图所示，轻质弹簧的两端均在10N的拉力作用下，弹簧伸长了5cm（在弹性限度内），下列说法正确的是（　　） A．此时弹簧所受的弹力为零 B．此时弹簧的弹力为20N C．该弹簧的劲度系数为2N/m D．该弹簧的劲度系数为200N/m 知识点一、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系☆☆ 大单元 知识解读 大单元 重难点拓展 【典例2】如图所示，两块小磁铁质量均为0.5kg，A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上，B磁铁在A正下方的地板上，弹簧的原长L0=10cm，劲度系数k=100N/m。当A、B均处于静止状态时，弹簧的长度为L=11c