3.2.2 弹力之胡克定律 课件-2025-2026学年高一上学期物理粤教版必修第一册

该高中物理课件聚焦胡克定律，以东汉郑玄对弹力的注解导入，通过“探究弹簧弹力与形变量关系”实验构建学习支架，涵盖问题提出、器材步骤、数据处理及图像绘制，帮助学生建立弹力与形变的定量关系。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，实验注重操作规范（如竖直标尺、静止读数）和数据记录（表3-2-1），通过F-x图像分析劲度系数，结合弹力应用实例（缓冲减震、自动复位）培养学生探究能力与应用意识，为教师提供完整教学链条，提升课堂效率。

第三章 相互作用 第2节 课时2 胡克定律 我国东汉时期的学者郑玄，在为《考工记》作注解时写道：“假令弓力胜三石，引之中三尺，弛其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺，”可见，我国古代学者已注意到弹力的大小与形变的定量关系，形变越大，弹力也越大；形变消失，弹力也随之消失。 一、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系 【提出问题】 （1）如何测量弹簧的弹力？ m为所挂钩码的质量 （2）如何测量弹簧的伸长量？ 注意：因弹簧自身重力的影响，在弹簧自然下垂时测量弹簧原长。 （3）如何保证测量的准确性？ 【实验注意事项】 ①标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差。每次改变悬挂钩码个数后，要待系统静止后再读数。 ③注意弹簧的弹性限度，使用时不要超过它的弹性限度。 ②实验中所提供的刻度尺分度值为1mm，读数应估读到下一位。 1.实验器材 铁架台、下端带挂钩的不同弹簧若干、50g的钩码若干、刻度尺等。 2.实验步骤 （1）如图所示，将弹簧一端固定在铁架台上，让弹簧自然下垂，用刻度尺测量并记录弹簧的原长L0。 （2）在弹簧的挂钩上，挂上一个钩码，测量弹簧伸长后的长度，计算此时弹力的大小并将数据填入下表中。 （3）依次增加钩码，重复上述操作。 （4）数据处理 建立如图所示的直角坐标系，以弹簧的弹力大小F为纵轴，以弹簧形变量x为横轴，根据测量的数据在坐标纸上描点，绘制F-x图像。 8.00 10.20 2.20 0.49 0.49 12.70 4.70 0.98 0.98 15.00 7.00 1.47 1.47 17.50 9.50 1.96 1.96 1 2 3 4 【数据记录】 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2 4 6 8 10 【绘制图线】 1.胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F与弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比。 2.表达式： 3.k称为弹簧的劲度系数，单位：“牛顿每米”，符号是“N/m”。 劲度系数k＝F-x图像的斜率： 二、胡克定律 适用条件： 弹簧发生弹性形变且在弹性限度内 三、弹力的应用 1.弹簧的弹性具有缓冲减震的作用 2.弹簧可以起到自动复位的作用。 3.弹簧应用在各种安全阀超压保护装置中。 4.各种弹性材料。 实验：探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系 胡克定律 定义：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。 公式： F = k x (x为弹簧的形变量) 弹力 弹力的应用 1.在进行“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，一个实验小组使用两根不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示。下列表述正确的是（ ） A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 B 2.某同学利用如图8(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其伸长量的关系”的实验． （1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态。 （2）他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长x0＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m。 （3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)所示时，该弹簧的长度x＝________ cm。 竖直 4 50 10 3.如图所示为一轻质弹簧的弹力大小F和长度L的关系图像,试由图像确定: (1)弹簧的原长; (2)弹簧的劲度系数; (3)弹簧伸长15 cm时,弹力的大小(在弹性限度内)。 解:(1)由题图知,当弹力F=0时,弹簧处于原长,所以L0=10 cm; (2)由F-L图像知,当弹力F=10 N且弹簧处于拉伸状态时,弹簧长度为L=15 cm,弹簧的伸长量x=L-L0=5 cm=0.05 m由F=kx得k==200 N/m; (3)当x=15 cm=0.15 m时,由F=kx得F=200×0.15 N=30 N。 答:弹簧的原长为10 cm，劲度系数为200 N/m，弹力的大小为30 N $