3.1 微专题1： 重力、弹力 课时2 弹力 胡克定律 课件 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

微专题1 第1节　重力与弹力 课时2 弹力 胡克定律 第三章 相互作用——力 高中物理人教版（2019）必修第一册 任务二 竞技运动中的弹力 弓弩间存在着什么力？谁是施力物体，谁是受力物体？ 射箭的过程中，弓与箭发生了什么变化？ 认识弹力 活动过程 1.观察射箭运动员比赛画面，回答下列问题。 2 活动过程 2.奥运会中，哪些项目会利用到弹力，在日常生活中呢？ 任务二 竞技运动中的弹力 认识弹力 3 3.拉或压橡皮泥、弹簧、海绵，比较施加力后与撤去力后这些物体的异同。弹力产生的条件是什么？ 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 认识弹力 4 活动过程 4.观察实验视频 任务二 竞技运动中的弹力 认识弹力 观察激光通过平面镜的多次反射之后在墙上形成的光斑，按压桌面，光斑移动，说明桌面发生了_____,撤去压力，光斑____,说明______________。此实验使用到的实验方法是_________。 你能否自己设计一个实验观察到微小形变呢？ 5 活动过程 5.用气球装水制作水球，观察水球在不同情况下的形状，填写表格 1.水球放在桌面上，观察水球的形变。 2.水球用橡皮筋吊起，观察水球的形变。 3.观察橡皮筋的形变，讨论橡皮筋对水球的弹力方向。 任务二 竞技运动中的弹力 认识弹力 问题 施力物体 施力物体形变方向 施力物体恢复原状的方向 弹力方向 水球施加给桌面的弹力 橡皮筋对水球的弹力 想一想： 在生活中还有哪些弹力呢？它们的施力物体发生了怎样的形变，弹力的方向又如何？ 拉力、压力和支持力的方向有何特点？ 6 活动过程 6.下列情况中弹力方向朝哪？有什么规律 任务二 竞技运动中的弹力 认识弹力 7 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 探究弹簧弹力与形变量关系 1.弹簧测力计是一种测力的大小的工具，主要由弹簧、挂钩、刻度板构成。其使用不同弹簧测力计测量力的大小，其在使用前和使用中要注意一些事项。思考弹簧测力计测量力的大小的原理是什么？ 8 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 探究弹簧弹力与形变量关系 2.制定定量探究弹簧弹力与形变量关系实验方案 【实验目的】探究探究弹簧弹力与形变量关系 【实验器材】铁架台、带挂钩的弹簧、钩码、刻度尺 【实验原理】将已知质量的钩码悬挂于弹簧挂钩上，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。 9 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 探究弹簧弹力与形变量关系 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 探究弹簧弹力与形变量关系 3. 探究弹簧弹力与形变量关系实验步骤 【实验步骤】 （1）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 11 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 探究弹簧弹力与形变量关系 4. 探究弹簧弹力与形变量关系实验数据处理 【数据记录】 （1）将数据及计算结果填入表格中。 次数 1 2 3 4 5 6 7 钩码的质量m/g 0 50 100 150 200 250 300 弹簧弹力F/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 弹簧长度l/cm 4.35 4.90 5,45 5.95 6.50 7.05 7.55 弹簧伸长量x/cm 0 0.55 1.10 1.60 2.15 2.70 3.20 弹簧弹力的大小与伸长量的关系 12 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 探究弹簧弹力与形变量关系 【数据分析】 （1）在坐标纸上作出弹簧弹力大小随伸长量变化的图像。 【实验结论】 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力 F 的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比，即： F = kx 4. 探究弹簧弹力与形变量关系实验数据处理 13 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 探究弹簧弹力与形变量关系 5. 探究弹簧弹力与形变量关系实验误差分析 误差种类 产生原因 减小方法 系统误差 弹簧自身重力影响 尽量选用竖直悬挂较轻的弹簧 偶然误差 弹簧长度测量不准 ①在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量； ②多测几次求平均值。 作图不准确 ①坐标轴选取合适的标度； ②描点画线时一定要让尽量多的点落在图线上，不在图线上的点要均匀分布在图线的两侧。 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 探究弹簧弹力与形变量关系 6. 探究弹簧弹力与形变量关系实验注意事项 (1)所挂钩码总重不要太大，以免弹簧被过度拉伸，超出弹簧的弹性限度。 (2)每次所增加钩码的质量尽量大一些，从而使坐标纸上描的点尽可能稀一些，这样作出的图线更精确。 (3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差。 (4)记录数据时要注意弹力大小及弹簧伸长量的对应关系及单位。 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 胡克定律 罗伯特·胡克（Robert Hooke，1635-1703），英国著名的物理学家、博物学家和发明家。 他在力学方面的成就，尤为著名的是建立了弹性体变形与力成正比的定律，即胡克定律。除此之外，他在光学、天文学、生物学和机械制造方面也颇有造诣。 胡克是17世纪英国最杰出的科学家之一。他本人被誉为英国的“双眼和双手”。 1.查阅资料，了解胡克人物生平 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 胡克定律 【内容】 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力 F 的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比，即： F = kx 式中比例系数k称为弹簧的劲度系数（coefficient of stiffness），单位是N/m。 2.了解胡克定律的内容 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 胡克定律 3.对胡克定律的理解 （1）胡克定律的成立条件是弹性体要在弹性限度内发生“弹性形变” （2）表达式中的“x”是弹性体的形变量，是弹性体伸长（或缩短）的长度，而不是弹性体的原长，也不是弹性体形变后的长度 （3）表达式中的k为弹性体的劲度系数，它表示弹性体固有的力的性质，大小由弹性体本身的物理条件决定。例如，弹簧的劲度系数k的大小与弹簧的材料、长度、横截面积等因素有关。 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 胡克定律 3.对胡克定律的理解 （4）设劲度系数为k的弹簧，在形变量为x1、x2时产生的弹力分别为F1、F2,则根据胡克定律F=kx,有F1=kx1,F2=kx2.两式相减，有F1-F2=k(x1-x2), 即：ΔF = kΔx 此式表明弹簧发生弹性形变时，弹力的变化 F 与弹簧长度的变化量 x 成正比。 活动过程 任务二 竞技运动中的弹力 胡克定律 3.对胡克定律的理解 （5）根据F=kx作出弹力F与形变量x的图像，如图所示，ΔF这是一条过原点的直线，其斜率 k = F F1 F2 O x x1 x2 Δx ΔF 知识结构图 再 见 $$