7.1 力 弹力 （教学课件）-【上好课】八年级物理下册同步高效课堂（苏科版2024）

第七章 力 第一节 力 弹力 江苏凤凰科学技术出版社 八年级物理 下册 义务教育教科书 短跑运动员为什么要用起跑器? 掷出的铅球为什么会落向地面? 拔河比赛时为什么要握紧绳索? ............ 这一切都与“力”有关。 力存在于日常生活中，也存在于宇宙万物之间。 致老师、同学 说明 ppt使用高质量视频，资源比较大，本ppt约90MB. 本ppt共有60张、3段视频，可根据需要选择点播. 本ppt使用PowerPoint制作，建议使用PowerPoint播放. 视频 资源 免责 声明 ppt中的部分视频来源于自有媒体，其版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系我们删除。 第一节 力 弹力 ①视频讲解——《几种常见的弹力》 ②演示实验——《弹簧测力计的使用》 ③演示实验——《弹簧伸长量与所受拉力的关系》 当地时间3月24日，2024年世界泳联跳水世界杯柏林站比赛结束。当日，中国队选手出战2项，摘得2金。 全红婵在女子十米台决赛中以总分432.80分夺得冠军，她的第四跳动作207C（向后翻腾三周半抱膝）获得满分，发挥出了高水平。 想一想 跳水运动员向上跳，为什么要向下压跳板？跳板有什么特点？它们是怎样对运动员产生了什么作用呢？ 导入新课 第一节 力 弹力 学习目标 1. 知道力的概念和单位。 2. 了解形变、弹性形变和弹力的概念，了解弹性形变量与外力大小的关系。 3. 了解弹簧测力计的构造和原理，会用弹簧测力计测量力。 4. 初步了解弹性势能的概念。 第一节 力 弹力 1. 力是什么. 2. 形变和弹力. 3. 力的测量. 4. 弹性势能 5. 课堂总结. 6. 实践与练习. 7. 综合提升训练. 学习内容 第一节 力 弹力 力是什么 一 一、力是什么 1. 力的概念 （1）现象探究：物体间的作用形式 事例分析：请仔细观察和分析图，你能找出它们有哪些共同的地方吗？ 运动员举杠铃 狗拉雪橇 火车头拉车厢 铲车举起重物 一、力是什么 手施加了力，杠铃受到了力 狗施加了力，雪橇受到了力 铲车施加了力，重物受到了力 火车头施加了力，车厢受到力 物理学中，通常将物体之间的推、拉、举、压、排斥、吸引等都叫做物体之间的作用。 运动员 举 杠铃 狗 拉 雪橇 铲车 举 重物 火车头 拉 车厢 结论： 这些力现象里，有一个共同点，那就是一个物体对另一个物体施加了作用。 一、力是什么 （2）力的概念 物体对物体的作用称为力，常用字母F 表示。 （3）施力物体与受力物体 只要有力的作用发生，就一定会涉及两个物体：一个是施加力的物体，叫施力物体；另一个是受到力的物体，叫受力物体。 狗拉雪橇 例如，狗拉雪橇时，施力物体是狗，受力物体是雪橇；脚蹬自行车踏板时，施力物体是脚，受力物体是踏板。 一、力是什么 ①产生力的条件：至少要有两个物体；物体间要有相互作用。 ②发生相互作用的两个物体可以相互接触，也可以不接触，比如地球对它表面及其附近的物体有吸引力的作用；磁铁吸引铁钉等。 彼此接触的物体之间，如果没有推、拉、举、压等作用，也不会产生力。例如光滑水平面上两个刚好接触的篮球，它们之间不会有力的作用。 （4）理解力的概念 一、力是什么 【例题1】下列关于力的看法，正确的是（ ） A. 没有接触的两个物体，一定没有力的作用 B. 相互接触的两个物体，一定有力的作用 C. 物体间发生力的作用，不一定有受力物体和施力物体 D. 力不能脱离物体独立存在 力是两个物体之间的相互作用，只要有力，就会有两个相互作用的物体，力不能脱离物体，C错误，D正确； 两个相互作用的物体不一定相互接触，比如磁铁吸铁，相互接触的物体，如果没有推、拉、举、压等作用，也不会有力的作用，A、B均错误。 故选D。 D 形变和弹力 二 二、形变和弹力 1. 弹性形变和非弹性形变 （1）形变 手压气球，气球会变形；手压弹簧，弹簧会缩短；手拉橡皮筋，橡皮筋会伸长。物体形状的改变，叫作形变。 （2）弹性形变 如果形变的物体在撤去外力后能恢复原状，那么该物体所发生的这种形变叫作弹性形变。 （2）非弹性形变（也称塑性形变） 如图所示，橡皮泥受到外力后产生形变，撤去外力后，不能恢复原状，这种当撤去外力后，受力物体不能恢复原状的形变叫做非弹性形变，也叫塑性形变。 二、形变和弹力 （1）试一试：手施加的力越大，气球、塑料尺和弹簧的形变就越大，同时会感到它们对手也有力的作用。这是因为它们在发生弹性形变时，会力图恢复原来的形状，从而对手产生力的作用。 （2）弹力：我们把形变物体力图恢复原状，而对另一个物体产生的力叫作弹力。 2. 弹力 二、形变和弹力 使塑料尺弯曲 使弹簧伸长 （1）产生条件 一是两物体直接接触；二是物体间要发生弹性形变，二者缺一不可。弹力是接触力，物体间不接触不会产生弹力，但相互接触的物体间不一定产生弹力。 （2）常见的弹力 弹力是一种常见的力，我们平时所说的推力、拉力、压力和支持力，都属于弹力的范围。 3. 对弹力的理解 在水平地面上，有两个篮球刚好接触，但是两个篮球间没有发生形变，所以没有弹力。 二、形变和弹力 （3）弹力的大小 对一个弹性物体来说，在弹性限度内，物体弹性形变程度越大，其产生的弹力就越大。 （4）弹力的施力物体与受力物体 弹力是由于物体发生弹性形变而产生的，因此弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体是与它接触使其形变的物体。 F压 F压 二、形变和弹力 例如，汽车对地面的压力，是汽车发生弹性形变，汽车是施力物体，地面是受力物体。 （5）弹力的方向 以手拉弹簧为例，分析手和弹簧间发生的弹力情况。 受力情况 施力物体 手受到弹簧的拉力F′拉 弹簧受到手的拉力F拉 拉力F′拉是由于弹簧发生了 弹性形变而产生的弹力 拉力F拉是由于手发生 了弹性形变而产生的弹力 以弹簧为研究对象 以手为研究对象 物体间的弹力方向与接触面垂直，与物体发生形变的方向相反. 结论 F拉 F′拉 二、形变和弹力 （6）几种常见的弹力 ①压力：压力的作用点在被压物体的表面，方向垂直于接触面指向被压物体。如图甲所示，长方体A在斜面上保持静止，斜面所受的压力F方向垂直于接触面向下，作用点在接触面上。 ②绳的拉力：作用点在绳与被拉物体的接触点上，方向沿着绳子指向绳子收缩的方向。如图乙所示，绳子对小球的拉力F的方向沿绳子向上。 ③支持力：作用点在支持物体与被支持物体的接触面上，方向垂直于接触面，指向被支持物体。如图丙所示，物体A受到斜面的支持力，方向垂直斜面向上。 F 甲 F 乙 F 丙 二、形变和弹力 视频讲解—《几种常见的弹力》 二、形变和弹力 【例题3】如图所示，一根弹簧，一端固定在竖直墙上，在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧的另一端，下列有关“弹簧形变产生的力”的描述正确的是（　　） A．弹簧对手的拉力 B．手对弹簧的拉力 C．墙对弹簧的拉力 D．以上说法都不正确 弹簧形变产生的力”，是指弹簧对其他物体（手或墙）施加的力（弹力），所以施力物体为弹簧，受力物体为手。故A正确。 所以选A. A 二、形变和弹力 力的测量 三 （1）国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，用N表示。 （2）感知一些力的大小 拿起500ml瓶装 矿泉水用力约5N 1. 力的单位 三、力的测量 拿起一个iPhone15 Plus手机用力约2N 托起两个鸡蛋 用力约1N 一辆敞篷跑车对地面的 压力约为20000N 感知一些力的大小 中学生对地面 的压力约500N 托起一个篮球所用的力约为5N 三、力的测量 三、力的测量 2. 测力计 测力计是一种常用的测量力的大小的工具。为了满足测力的不同需要，人们还制造了多种形式的测力计，如弹簧测力计、握力计和拉力计。 三、力的测量 3. 弹簧测力计 （1）构造 如图所示，弹簧测力计主要是由弹簧、挂钩、指针和刻度盘等组成的。 （2）原理 在一定范围内拉伸弹簧时，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越大。在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。因此，弹簧的伸长量能反应弹力的大小。 三、力的测量 （3）弹簧测力计使用注意事项 在如图所示的用弹簧测力计测量力的操作中，哪一个是正确的？其余的错在哪里？ 图（a）正确；图（b）错误，弹簧测力计中弹簧的轴线方向与受力方向不一致；图（c）错误，测量前，指针没有指在“0”刻度线。 三、力的测量 （3）弹簧测力计使用注意事项 ①选择弹簧测力计时，应先了解弹簧测力计的量程和分度值，所测力的大小应在它的量程内。 ②测量前，应检查指针是否指在“0”刻度线处。若不在，应校正“0”点。 ③测量时，应使弹簧测力计中弹簧的轴线方向与受力方向一致。 ④读数时，视线应与刻度盘垂直。 弹簧测力计的量程为0∽5N，分度值为0.2N，示数为3.2N 三、力的测量 （4）用弹簧测力计做测力小实验 （1）用手拉弹簧测力计的挂钩，并分别使指针指到1N、5N、10N的位置，感受1N、5N、10N的力。 （2）把一根细棉线拴在弹簧测力计的挂钩上，用力拉细棉线，读出细棉线被拉断瞬间拉力的大小。 （3）用两个弹簧测力计在水平方向上互相拉，看看谁对谁的拉力更大些，想想为什么？ 图中左侧弹簧测力计对右侧弹簧测力计的拉力与右侧弹簧测力计对左侧弹簧测力计的拉力是一对相互作用力，因此可观察到两个弹簧测力计的示数相等，说明相互作用力大小相等。 三、力的测量 演示实验——《弹簧测力计的使用》 四、探究弹簧测力计的原理 你有没有发现？在生活中，用力拉一根弹簧时，用的力越大，弹簧伸的越长。 弹簧伸长的长度与受到的拉力是什么关系？ 下面一起探究弹簧伸长的长度与受到的拉力的关系。 提出问题 本实验需要研究弹簧的伸长量与拉力的关系，拉力的改变通过在弹簧下每次增加两个钩码（每个钩码对弹簧的拉力均为0.5N）来实现；弹簧的伸长量通过利用刻度尺测量弹簧的长度得出，装置如图所示。 设计实验 轻质弹簧、几个质量相同的钩码（每个钩码施加的拉力为0.5N）、刻度尺、铁架台。 实验器材 四、探究弹簧测力计的原理 ①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l0，即原长，记入表格中； ②在弹簧下挂2个钩码，通过刻度尺读出弹簧的伸长量Δl，记入表格中。 ③在弹簧下每次增加2个钩码，通过刻度尺读出每次弹簧的总伸长量，记入表格中。 ④实验完成后，将所有钩码取下，观察弹簧的形状。 实验步骤 l0 l1 Δx 伸长的长度 Δx =l1-l0 四、探究弹簧测力计的原理 实验数据 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6 弹簧伸长量 Δl/cm 0 0.40 0.80 1.70 1.60 2.00 2.40 数据处理 根据实验数据，以拉力F为横坐标，弹簧的伸长量Δl为纵坐标，画出弹簧伸长量Δl与弹簧受到的拉力F的关系图象。 四、探究弹簧测力计的原理 分析论证 分析图像可知，在0～6N的范围内，图像是一条过原点的倾斜的直线，说明弹簧的伸长量与拉力的大小成正比。 实验结论 在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长，且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。 这就是弹簧测力计的测力原理。 交流评估 当弹簧超过弹性限度时，弹簧的伸长量与所受拉力不再成正比关系，撤去外力，弹簧也无法恢复到原来的形状。 四、探究弹簧测力计的原理 演示实验——《弹簧伸长量与所受拉力的关系 》 四、探究弹簧测力计的原理 【例题4】使用弹簧测力计之前，要先观察弹簧测力计的量程和分度值，观察指针是否指在_________。如图所示，弹簧测力计的分度值是_____N，示数是_____N。弹簧测力计显示的示数是______________（选填“手的重力”或“手对秤钩的拉力”）。 使用弹簧测力计之前，应先观察弹簧 测力计的指针是否指在零刻度线处，如果不是，则应对弹簧测力计进行调零。 由图中可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数是1.6N。 弹簧测力计显示的是挂钩处所受拉力的大小，故弹簧测力计显示的示数是手对秤钩的水平拉力。 零刻度线 0.2 手对秤钩的拉力 1.6 例题精析 【例题5】关于如图所示的弹簧测力计，以下说法正确的是（　　） A．弹簧测力计的量程及最小分度值分别是0～5N和1N B．弹簧测力计的弹簧伸长越长，它所受的拉力就越大 C．使用弹簧测力计只能测出竖直方向上的拉力而无法测出水平方向上的拉力 D．量程大的测力计弹簧长度一定比量程小 的测力计弹簧长度长 B 例题精析 A. 由图示弹簧测力计可以看出，其量程为 0～5N，分度值为0.2N。故A错误； B. 弹簧测力计是根据弹簧受到的拉力越大， 弹簧伸长的越长这个道理做成的；故B正确； C. 使用弹簧测力计既能测出重力又能测出水平 方向上的拉力，只要挂钩与外壳平行即可；故C错误； D. 量程是弹簧测力计所能测的最大力，与弹簧的长度无关，量程大的弹簧长度不一定比量程小的弹簧长度大；故D错误。 故选B。 例题精析 弹性势能 四 四、弹性势能 1. 现象探究：物体发生弹性形变与做功 运动员在参加射箭比赛时，拉弯的弓为什么能将箭射出？蹦床比赛中，运动员为什么可以 “跳” 这么高？ 分析：被拉弯的弓可以把箭射出去，弓对箭做了功；发生形变的蹦床把人弹起来，弹簧对人做了功。 共同特点：发生弹性形变的物体具有能量。 蹦床 射箭 四、弹性势能 2. 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 发生形变的物体在恢复形变时可以做功，因此具有能量。例如，发生形变的网球拍能将网球弹出，具有能量。 发生形变的网球 拍具有弹性势能 发生形变的撑杆 具有弹性势能 发生形变的弹簧 具有弹性势能 四、弹性势能 3. 影响弹性势能大小的因素 钟表的发条，拧的越紧，指针走动的时间越长；弹弓的皮筋拉的越长，弹丸被弹射的越远；弓拉得越弯，能把箭射的越远。 弓的形变程度越大，箭射得越远。 现象探究 四、弹性势能 影响弹性势能大小的因素是物体本身的材料和弹性形变的程度。 在材料相同时，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 探究结论 【例题6】下列物体中: ①卷紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被适当拉伸的弹簧；④充满气的气球。 具有弹性势能的是 （ ） A. ①②③④　　　　     B. ①③④ C. 只有①　　　　     D. 只有①③ 机械钟表内的发条被卷紧后，其发生了弹性形变，故①具有弹性势能；扔在空中的橡皮，没有发生弹性形变，故②不具有弹性势能；被适当拉伸的弹簧，发生了弹性形变，故③具有弹性势能；充满气的气球，发生了弹性形变，故④具有弹性势能。故B选项正确。 B 所以选B。 四、弹性势能 课堂总结 四 课堂总结 ①概念：把物体对物体的作用称为力，用符号F 表示. ②发生力时，一定有施力物体与受力物体. ③单位：牛顿（N） ①弹性形变：若形变的物体在撤去外力后能恢复原状，该物体所发生的这种形变称弹性形变. ②弹力：形变物体力图恢复原状，而对另一个物体产生的力. ①观察量程和分度值，所测力的大小应在它的量程内. ②测量前，应检查指针是否指在“0”刻度线上. ③要使弹簧测力计中弹簧的轴线方向与受力方向一致. ④读数时，视线应与刻度盘垂直. 发生弹性形变的物体具有的能量叫作弹性势能. 弹力 力 弹力 力 弹簧测力计使用 弹性势能 实践与练习 五 实践与练习 1. 观察生活中利用弹力工作的物品，并以其中一件为例简要说明其工作过程。 生活中利用弹力工作的物品有很多，例如，撑竿跳高；机械钟表；玩具弹簧枪等。 其中一个典型的例子是自动铅笔的工作原理。自动铅笔主要依赖于弹簧的弹力。当我们在自动铅笔的笔杆上旋转笔芯时，弹簧被压缩，储存了弹性势能。当我们需要书写时，松开笔芯，弹簧会释放储存的能量，推动笔芯向前移动，从而将笔芯推出笔头，完成书写动作。这个过程充分利用了弹簧的弹力，使得自动铅笔使用起来非常方便快捷‌。 实践与练习 2. 如图所示，用橡皮筋、回形针、棉线、小瓶盖、牙膏盒、铁丝和刻度尺等，做一个橡皮筋测力计。想一想，怎样标注它的刻度? 题中已经列出所需的材料，教学中应要求每个学生自制一个，并通过评比调动学生的学习积极性。评比可从两个方面进行：其一是刻度的准确性，其二是外形的美观程度。 刻度方法由学生自行动脑筋解决，可用标准砝码，也可用质量相等的螺母，后者每一刻度线代表一个螺母的重力。 综合提升训练 六 综合提升训练 1. 力学知识与生活息息相关，团结小组展开了一场力学知识的辩论赛，下列观点正确的是（　　） A．空中的物体能掉落到地下，说明只有一个物体也可以产生力 B．推箱子的时候，箱子对人没有产生力的作用 C．两块磁铁不靠近也能产生力，说明不接触的物体间也能产生力 D．脚踢墙时会感觉疼，说明墙对脚的力大于脚对墙的力 A．力是物体对物体的作用，一个物体不能产生力的作用，故A错误； B．物体间力的作用是相互的，人推箱子，人对箱子有力的作用，同时箱子对人有一个反作用力，故B错误； C．两块磁铁不靠近也能产生吸引力或排斥力，即不接触也能产生力，故C正确； D．脚踢墙时会感觉疼，是因为脚对墙施力同时，墙对脚也产生了一个力，这两个力是一对相互作用力，它们大小相等，故D错误。故选C。 C 综合提升训练 2. 关于力，下列说法中错误的是（　　） A．物体发生弹性形变时一定会产生弹力 B．只有人和动物才能产生力 C．狗拉雪橇的力属于弹力 D．力是物体对物体的作用 A．物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力，所以物体发生弹性形变时一定产生弹力，故A正确，不符合题意； B．发生弹性形变的物体都可以产生弹力，不是只有人和动物才能产生力，故B错误，符合题意； C．狗拉雪橇的力是弹力，故C正确，不符合题意； D．力是物体对物体的作用，单独一个物体不能产生力的作用，故D正确. B 故选B。 3. 如图，在图中画出小球受到的拉力与斜面对小球支持力的示意图。 小球受到的拉力F方向沿绳子向上；斜面对小球的支持力与小球对斜面的压力是一对相互作用力，而小球对斜面的压力方向垂直于斜面向下，作用点在斜面上，所以斜面对小球支持力F支垂直于斜面，两个力的作用点都可以画在小球的重心上，如图所示. 综合提升训练 综合提升训练 4. 如图所示，一根弹簧，一端固定在竖直墙上，小明用手水平向左压弹簧的另一端使之发生弹性形变，长度缩短。此时弹簧因恢复原来的形状而产生的力是（　　） ①手对弹簧施加的力 ②弹簧对手施加的力 ③墙对弹簧施加的力 ④弹簧对墙施加的力 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 弹簧形变产生的力，即弹簧的弹力，施力物体为弹簧；因为手和墙都压缩弹簧，所以弹簧发生弹性形变，会对手和墙产生力的作用力。可见②④是弹簧力图恢复原来的形状而产生的力，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 D 综合提升训练 5. 实验是学生学好物理的重要手段，也是中学生必备的基本技能之一。亲爱的同学请你运用所学物理知识解答下面的问题。 （1）如图甲所示的弹簧测力计，使用前，要先______，若直接使用它测量力的大小，则测出的结果比实际值偏 ____ （选填“大”或“小”）； 3.0 0~5 调零 大 （2）如图乙所示的弹簧测力计的量程是_____ N，此时测力计的示数是_____N； 综合提升训练 （3）如图丙所示的圆筒测力计，每个色环刻度值为0.5N，则手的拉力为_____N； （4）如图丁是用弹簧测力计测拉力时的情景，使用它存在的错误是拉力方向与弹簧的_____方向不一致。 2.0 轴线 综合提升训练 （1）如图甲所示的弹簧测力计不能直接用来测量力的大小，因为指针没有指在零刻度线上，需要调零。 若直接使用它测量力的大小，由于原来已经有了示数，会导致测出的结果比实际值偏大。 （2）图乙中的弹簧测力计的最大刻度值是5N，因此量程是0～5N；每1N被分成5等份，故该弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是3.0N。 （3）图丙中每个色环代表0.5N，图中被拉出的色环有4个，则图示中手的拉力为0.5N×4=2.0N。 （4）如图丁是用弹簧测力计测拉力时的情景，使用它存在的错误是拉力方向与弹簧的轴线方向不一致，会由于存在较大的摩擦力导致测量结果不准确。 6. 小明发现弹簧测力计的刻度是均匀的。由此他猜想：在弹性限度内，弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比。为验证猜想，小明决定进行实验。 （1）要完成实验，除了需如图甲中所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（每个钩码重为0.5N）、铁架台外，还需要的测量仪器是_____。 （2）请你为小明设计一个用来记录实验数据的表格。_____（将表格画在答题卡对应的虚线框内） 正确 刻度尺 见解析 （3）图乙是小明根据实验数据作出的弹簧伸长量与所受拉力的关系图象。通过分析图像，可以判断出小明的猜想是______（选填“正确”或“错误”）的。 综合提升训练 （1）本实验需要测量弹簧的伸长量，所以还需要一个刻度尺。 （2）本实验的目的是验证猜想：在弹性限度内，弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比，所以要多测几组数据，测出在不同拉力下弹簧的伸长量，从而找到普遍规律验证猜想，表格如下： （3）由图像可知，拉力为1N时，弹簧伸长量为2cm，拉力为2N时，弹簧伸长量为4cm，且图像为一条过原点的直线，说明弹簧的伸长量与它受到的拉力是正比关系，所以猜想正确。 实验次数 1 2 3 4 5 6 弹簧受到的拉力F/N             弹簧的伸长量Δl/cm             综合提升训练 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$