内容正文:
第三单元 运动和力
第4节 测量力的大小
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聚焦
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有的物体很重,有的物体很轻;有时力很大,有时力很小,力的大小是可以测量的。说一说,下面的拔河运动谁能取胜?
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要看哪边的力大。
聚焦
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可以利用测力计。
怎样测量力的大小呢?
探索
活动1:认识弹簧测力计。
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测量力的工具是测力计,认识
弹簧测力计的结构。
弹簧测力计的结构包括弹簧、
挂钩、刻度板、指针、提环。
探索
拉一拉弹簧测力计,并说一说有什么发现。
(1)弹簧与橡皮筋的特点很像,拉伸后具有弹力。
(2)拉力越大,弹簧伸得越长,指针示数也就越大。
(3)注意不能用力过大,以免超过测力计的测量范围。
聚焦
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(1)弹簧:核心部件,在弹性限度内,其伸长量与所受拉力成正比,通过形变反映力的大小。
(2)挂钩:用于悬挂被测物体,将外力传递至弹簧。
(3)刻度板:标有单位(符号为N)、量程和分度值,将弹簧的伸长量转化为可读的力值。
能说一说测力计各部分有什么作用吗?
聚焦
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(4)指针:固定在弹簧末端,随弹簧伸缩移动,指向刻度板上的数值,直观显示力的大小。
(5)提环:用于手持或固定测力计,保证测量时力的方向与弹簧轴线一致。
能说一说测力计各部分有什么作用吗?
聚焦
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力的单位是牛顿,简称牛,用符号“N”表示。
你知道力的单位吗?
小结
弹簧测力计是测量力的工具,由弹簧、挂钩、刻度板、指针、提环组成。
探索
探索
×
刻度值越大,所需要的拉力越大,弹簧产生的
弹力就越大。
活动2:用弹簧测力计测量重力的大小。
用手拉一拉弹簧测力计,分别使指针指到1N、
2N、5N,感受弹簧带来的不同大小的力。
聚焦
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应如何正确使用弹簧测力计呢?
用弹簧测力计测量不同物体的轻重,先估测,再测量。
探索
测量时要做到:
使用前:观察量程(最大测量值)和分度值(每小格代表的力),确保待测物体的重力不超过量
程;将指针调至零刻度线。
测量时:拉力方向与弹簧轴线一致,避免歪斜或摩擦。
读数时:待指针稳定后,视线与刻度板垂直读取数值,记录单位(N)。
使用后:取下物体,让指针回零,妥善存放。
探索
物体名称 估计的重力/牛 估计的重力/牛
文具盒
苹果
矿泉水瓶(500 mL)
小石块
小车
实验结论
重力越大,弹簧拉伸越长。
探索
小结
弹簧测力计可以测量物体的重力,重力越大,弹簧产生的弹力就越大。
探索
探索
×
活动3:测量拉力的大小。
测量拉力的大小。
将弹簧测力计的挂钩与小车连接好,在小车上分别放不同数量的钩码,然后在桌面上水平拉动小车,测量拉力的大小。
探索
整理实验方案。
实验器材:弹簧测力计1个、带轮小车1辆、钩码
若干、水平桌面1张、记录单和笔。
探索
整理实验方案。
实验步骤:
(1)将带轮小车放在水平桌面上,把弹簧测力计的挂钩
与小车连接好,确保连接牢固且弹簧测力计与桌面平行。
(2)在小车上不放置钩码,手持弹簧测力计的提环,水平
拉动小车,缓慢加速到小车做匀速直线运动,此时弹簧
测力计的示数就是拉动小车所需的最小拉力,记录下
这个数值。
探索
整理实验方案。
实验步骤:
(3)在小车上依次添加1个、2个、3个钩码,重复上述拉
动操作,每次都要让小车保持匀速直线运动,分别记录对
应的拉力数值。
(4)将不同钩码个数下测得的拉力数值进行对比,分析拉
力大小与物体重量之间的关系。
探索
钩码数量/个 小车状态 弹簧测力计示数/N
0 均速直线运动
1 均速直线运动
2 均速直线运动
3 均速直线运动
实验结论
物体的重量越大(对接触面的压力越大),水平拉动物体所需的最小拉力越大。
探索
探索
水平拉动一个物体,拉动它的力至少是多少?
最小拉力值等于小车在匀速直线运动时弹簧测力
计的示数。
研讨
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分析实验数据,我们还有什么发现?
提示
最小拉力值等于小车在匀速直线运动时弹簧测力计的示数。
研讨
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如果将弹簧测力计中的弹簧换成橡皮筋,还可以用来测量力的大小吗?
提示
橡皮筋在受力时会发生弹性形变并产生弹力,因此具备基本的测力功能。
研讨
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生活中哪些地方还用到弹力? 这些弹力是怎么产生的?
提示
蹦床:网面材料被人体压陷,纤维拉伸并弯曲,恢复时向上推人;弓箭:弓臂被拉弯,木材或复合材料储存弹性势能,松弦后恢复原状;圆珠笔:按压笔芯时,内部微型弹簧被压缩,释放后弹力推动笔尖回缩;沙发:内部螺旋弹簧或海绵受压变形,提供支撑力。
“玉兔”号月球车的设计质量为137千克,它在地球上的重量约1 343牛。而当月球车登上月球时,它的质量不变而重量却大大减小,只有约222牛。
拓展
查阅资料,了解更多关于月球上物体重量减小的原因。
拓展
“玉兔”号月球车在月球上重量减小的根本原因是月球表面的重力加速度仅约为地球的1/6。
板书设计
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1.弹簧测力计的结构:弹簧、挂钩、刻度板、指针、提环。
2.重力越大,弹簧测力计的弹簧拉伸得越长。
3.最小拉力值等于小车在做匀速直线运动时弹簧测力计的示数。
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