内容正文:
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7.2 弹力
素养目标
1.知道物体有弹性及其在生活中的应用。
2.理解弹力的概念。了解生活中常见的弹力。
3.知道弹簧测力计的工作原理,知道在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长,并能通过实验进行验证。
4.会正确使用弹簧测力计。
弹力
发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。
被拉长的橡皮筋对手有拉力
被压弯的跳板对运动员有向上的力
被压缩的弹簧对手有推力
(1)定义
(2)产生条件
①两物体相互接触;
②物体由于挤压(或拉伸)而发生弹性形变。
F拉
F支持
F压
从产生条件上分析,我们常说的压力、支持力、拉力等力,其实质都是弹力。
思考:拆除法判断相互接触的物体间是否产生弹力
接触但没有发生弹性形变,没有弹力
接触且发生弹性形变,有弹力
拆除左边的墙,球的运动状态没有变化,说明没有弹力。
拆除下边的墙,球的受到的弹力消失,运动状态改变,说明有弹力。
F支持
F压
F拉
(3)弹力的三要素
大小 与物体的材料和弹性形变程度有关
方向 始终与物体发生弹性形变的方向相反,且总是与接触面垂直
作用点 作用在使物体发生弹性形变的物体上,作用点在两物体的接触面上,也可以等效在接触面的一点上
物体的弹性有一定的限度,超过这个限度物体就不能恢复原来的形状,这个限度称为弹性限度。
在弹性限度内,物体的弹性形变程度越大,产生的弹力越大。
1. 实验:探究弹簧拉力和伸长量的关系
二、弹簧测力计
(1)实验器材:
弹簧、钩码、刻度尺、铁架台。
(2)实验步骤:
①将弹簧的一端固定在铁架台上,确保其稳定不动,用刻度尺测出其自然伸长时的长度L0,即原长。
②在细绳的下端挂上不同数量的钩码,以改变弹簧所受的拉力。
③使用刻度尺测量并记录每次挂上钩码后弹簧的长度L,则弹簧的伸长量为△L=L-L0。
④重复步骤2和3,多次实验以确保数据的准确性。
二、弹簧测力计
(3)实验数据记录与处理:
F拉/N 1 2 3 4 5 6
L0/cm 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8
L1/cm 16.3 17.7 19.3 21.0 22.5 24.1
△L/cm 1.5 2.9 4.5 6.2 7.1 9.3
在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量跟它所受的拉力成正比。
(4)实验结论:
2. 弹簧测力计
二、弹簧测力计
(1)作用:测量力的大小。
(2)构造:由弹簧、刻度盘、指针、挂钩等组成。
(3)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。
在物理实验室中常用的几种弹簧测力计如图所示。
二、弹簧测力计
(4)弹簧测力计的使用方法
调零,使指针对齐零刻度线。
沿轴线方向拉动挂钩,检查有无摩擦。
弹簧测力计示数稳定时才可读数;读数时视线与刻度盘垂直。
一看
认清弹簧测力计的量程和分度值。避免超过弹簧测力计的量程。
二调
三测
四读
弹簧测力计的量程为0∽5N,分度值为0.2N,示数为2.0N
二、弹簧测力计
观察如图测力计
量程是_________;
分度值是_________;
读数是_________。
0~5N
0.2N
3.4N
3.实验:用弹簧测力计测量力
二、弹簧测力计
(1)用手拉弹簧测力计的挂钩,分别使指针指到1 N、3 N、5 N的位置,感受1 N、3 N、5 N 的力。
(2)测量拉力。
①把文具袋悬挂在弹簧测力计的挂钩上,观察弹簧测力计的示数,测得拉力F1= 。
②用弹簧测力计沿水平方向拖动桌面上的文具袋,观察弹簧测力计的示数,测得拉力F2= 。
2.6N
1.4N
二、弹簧测力计
(3)总结使用弹簧测力计时应该注意的几点操作要求。
严禁倒挂使用
测量的力没有通过弹簧中心轴线
①观察量程,避免损坏弹簧测力计。
②认清分度值,确保读数的准确性。
③调零,使指针指在零刻度线,确保测量的准确性。
④受力方向与轴线一致,避免摩擦。
⑤读数时视线垂直刻度盘,避免误差。
⑥待测的力(物体)一定要在弹簧测力计的挂钩一端,严禁倒挂。
4. 测力计
二、弹簧测力计
(1)测力计:测量力的大小的工具叫作测力计。
如图所示是人们制造的各种测力计,这些各种各样的测力计被广泛应用于生活、生产和科学实验中。
转换法的应用
弹簧的长度变化是可以直接观察、测量的,而力的大小是看不见、摸不着的,但是力的大小却和弹簧的长度变化有关系,所以可以用弹簧长度的变化量来体现力的大小,这种解决问题的方法是转换法。与之类似,用温度计测量温度也应用了转换法。
弹簧测力计的种类
应用于生产生活和科学实验中的其他种类测力计。
甲 握力计
乙 指针式测力计
丙 数显式测力计
科学世界:材料的力学性能
材料的力学性能通常包括弹性、塑性、脆性等。它们是设计各种工程结构时选用材料的重要依据。无论何种材料,受力时一般要发生形变,有的发生弹性形变,有的发生塑性形变(形变后不能自动地恢复原来的形状)。不同材料发生弹性形变、塑性形变的难易程度不同。有些材料当受力达到一定值时,会突然断裂且无明显的塑性形变,这种性质叫作脆性。例如,轻轻一掰,饼干就会变成碎片。材料的力学性能可以用相应的实验设备和仪器进行测量。
1986年1月28日,美国挑战者号航天飞机在升空时意外爆炸,举世震惊。在随后的事故调查中,物理学家费曼用一个简单的实验说明了问题的原因:航天飞机上有一个环形圈,它嵌在火箭两个部件的接合处,为的是防止燃料从缝隙泄漏出来。发射当天的天气非常寒冷,环形圈变得非常坚硬,密封效果变差,造成燃料泄漏,酿成惨剧。
随着科技的发展,人们发明了很多具有特殊力学性能的新材料。有的材料虽然很轻,但是强度很高,例如铝合金、碳纤维等。有的合金材料还具有形状记忆功能,用这种材料制作的产品,经过冷却,可以揉成一团,受热后形状又会自动恢复。
弹力
弹簧测力计
结构
弹性
原理
使用方法
课堂小结
四、课堂总结
①弹性:物体受力时发生形变,不受力时又恢复原来的形状,物体的这种性质叫作弹性。
②弹力:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。
原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。
弹 力
弹簧测力计的使用方法
弹簧测力计的测力原理
④读:读数时,视线应正对刻度线.
①看:看清量程和分度值.
②调:把指针调到零刻度线上.
③测:测量时,拉力的方向沿弹簧的轴线方向
1.关于弹力,下列说法正确的是( )
A.只要物体发生形变就会产生弹力
B.只有弹簧、橡皮筋才可以产生弹力
C.铁块很硬,所以不可能产生弹力
D.物体的弹性有一定的阴度,因而弹力不可能无限大
D
2.乒乓球掉在地上,马上会弹起来,是乒乓球弹起来得力____(选填“是”或“不是”)弹力,它是由于_________发生弹性形变而产生的。
是
地面
3.如图所示,一个篮球静止在水平地面上,画出它所受支持力的示意图。
F
4.小明用弹簧测力计测量力
(1)使用前,要看清弹簧测力记的__________和_________。
(2)加载弹簧测力计上的力不允许超过他的最大测量值,否则会损坏弹簧测力计。
(3)使用前要校零,即要使指针在____________。
(4)使用时,要使弹簧的 伸长方向与力的方向_________________。
测量范围
分度值
零刻度线
在同一条直线上
(5)如图所示,弹簧测力计的测量范围是_____N,分度值是_____N,弹簧测力计的示数是_______N。
0~5
0.2
3.4
5.在使用弹簧测力计时,老师会提醒注意:①弹簧测力计的构造;②测量范围和分度值;③指针是否指在零刻度线上;④指针与外壳有没有摩擦。这几条中,影响测量结果的是( )
A.①③④ B.②③③
C.①③④ D.①②④
B
6.如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各施加4N的拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( )
A.0 B.2.0N C.4.0N D.8.0N
C
Lavf59.27.100
Lavf59.27.100
$