新教材鲁科版必修第一册 第3章 第2节 科学探究 弹力 学案

探究弹力和弹簧伸长的关系复习课一、学习目标1、进一步熟悉该实验的实验原理，所需的器材，实验的操作步骤，实验的考前须知2、通过复习学会利用列表法、图像法函数法三种方法处理实验数据列表法、图像法函数法3、利用针对训练提高学生在创新实验中的解题能力二、教学中的重点培养学生在创新实验中的解决问题的能力三、学情分析和学法指导由于学生学习根底相对薄弱，复习教学首先要注重根底，再通过精讲精练，才能实现提高能力四、活学生动设计学生课前预习；观看实验视频；总结出知识要点；针对训练与提高五、教学复习活动的具体过程【学生活动1】学生自学讨论完成根底知识的复习〔约3分钟〕：实验原理、实验器材、实验步骤、实验数据处理方法、使用考前须知【学生活动2】学生观看实验视频进一步熟悉该实验〔约6分钟〕【师生互动1】教师引导学生归纳，突破知识要点：实验原理：钩码平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力越大。

实验器材：铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸实验步骤：数据处理方法：〔1〕列表法〔2〕图像法〔3〕函数法〔满足F弹=kx〕考前须知：〔1〕弹簧不超过弹性限度〔2〕需尽量多测几组数据〔3〕读数：∆x 的估读、注意统一单位〔4〕实验器材安装时，刻度尺要保持竖直状态〔5〕误差产生：形变量∆x的读数【教师活动】板书〔提纲式简书〕【师生互动2】例题〔课堂训练〕1、2；注：题目见PPT课件【学生活动3】拓展训练与提高1、2、3【师生互动4】课堂训练点评及课堂小结1、某同学利用如图S2-6甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系〞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乙所示的弹力大小F 与弹簧长度x 的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长x 0=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测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x=cm 。

【答案】〔1〕竖直 〔2〕4 50 〔3〕10【解析】〔2〕当弹力为零时，弹簧处于原长，由于可以得出，弹簧的原长x 0= 4 cm ，劲度系数k=210)420(8⨯-N/m 。

第2节科学探究：弹力学习目标:1。

[物理观念］(1)知道形变、弹性形变、弹性限度及弹力的概念．(2）知道胡克定律的内容及表达式．2。

［科学思维]理解弹力及胡克定律，并能分析和解决实际问题．3。

［科学探究]学会根据设定的方案进行实验探究,会分析数据、误差，会通过与他人交流解决实验中的问题． 4.［科学态度与责任]通过对弹力的探究，认识实验对物理研究的重要性，提高学习兴趣，加强与他人合作．一、形变与弹力1．形变:物体发生的伸长、缩短、弯曲等形状的变化称为形变．2．弹性体及弹性形变（1）弹性体是撤去外力后能恢复原状的物体．（2)弹性形变指弹性体发生的形变．3．范性形变:物体发生形变后不能恢复原状，这种形变叫范性形变．4．弹性限度：弹性体的形变不能无限增大,若超过一定的限度，撤去外力时物体就不能恢复原状，这个限度称为弹性限度．5．弹力的定义：相互接触的物体发生弹性形变时，由于物体要恢复原状，物体会对与它接触的另一物体产生力的作用，这种力叫弹力．6．弹力的方向：弹力的方向总是与物体形变的方向相反,以使物体恢复原状．说明：弹力的方向与施力物体形变方向相反，指向受力物体．二、胡克定律1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长（或压缩)的长度成正比．2．公式：F＝kx.3．适用条件：在弹性体的弹性限度内．4．劲度系数：是一个有单位的物理量,单位为N/m.弹簧的劲度系数为1 N/m的物理意义：弹簧伸长或缩短1 m时产生的弹力大小为1 N.注意：F＝kx中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长（或缩短）的长度．1．思考判断（正确的打“√”，错误的打“×”)（1)使物体发生形变的外力撤去后，物体一定能够恢复原来状态．（×)(2)只要两个物体相互接触，两个物体之间一定能产生弹力．(×）(3）两物体之间有弹力作用时，两物体一定接触．(√）（4)由F＝kx可知k＝错误!，故劲度系数k与外力F成正比,与形变量x成反比．(×)2．关于弹性形变，下列说法正确的是()A．物体形状的改变称为弹性形变B．一根铁丝被用力折弯后的形变就是弹性形变C．物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变称为弹性形变D．物体在外力作用下的形变称为弹性形变C[外力停止作用后，能够恢复原状的形变称为弹性形变,C 正确．]3．一辆汽车停在水平地面上,下列说法中正确的是()A．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力B．地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C．汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变;地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变D．以上说法都不正确C[汽车停在水平地面上,因为地面发生了向下的形变,所以地面为恢复原状对与之接触的汽车产生一个向上的弹力作用；因为汽车的车轮发生了向上的形变，所以车轮为恢复原状对与之接触的地面产生向下的弹力作用，故只有C项正确．］形变如图所示是英国物理学家卡文迪许为了测量万有引力常量而设计的扭秤原理图．已知相邻两个小球之间存在很小的万有引力,使T形架产生转动，T形架转动的结果是使硬质的石英丝发生形变,反抗T形架的转动，最后达到静止平衡．请回答下列问题．卡文迪许扭秤原理图探究:(1)石英丝发生了什么种类的形变？(2）试说明该装置采用的放大原理．提示：(1)石英丝发生的是扭转形变．（2)该装置进行了两次放大，一是尽可能地增大T型架连接两球的水平直杆的长度，使两球间万有引力产生较大的力矩,使杆偏转；二是增大弧度尺与系统的距离，使小镜子的反射光在标尺上产生较明显的长度变化．1．形变的两种情况（1）形状的改变：指受力时物体的外观发生变化，如橡皮条拉伸时由短变长;撑竿跳高时,运动员手中的撑竿由直变曲等．(2）体积的改变：指受力时物体的体积发生变化，如用力压排球,排球的体积变小；用力压海绵，海绵的体积变小．2．显示微小形变的方法（1)光学放大法：如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点P。

必修一第三章2、弹力（学案）必修一第三章2、弹力课前预习学案一、预习目标知道常见的形变.了解弹性、弹性形变和弹性限度。

二、预习内容形变：叫做形变.形变种类：、、、。

弹性：在撤去外力后，物体具有的性质弹性形变：撤去外力后,可以的形变叫弹性形变弹性限度：物体在形变时如超过了，在撤去外力后，物体不能恢复原状弹力：发生的物体由于要恢复原状，会对与它产生力的作用，这种力叫弹力.三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标知道胡克定律。

经历实验探究弹力的过程，了解科学研究的方法。

在探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣，通过生活中的弹力认识物理规律的价值。

二、学习过程探究形变和弹力观察显示微小形变的两个实验弹力：发生的物体由于要恢复原状，会对与它产生力的作用，这种力叫弹力.讨论1：该实验在设计思想中运用了什么方法？讨论2：弹力产生的条件：○1○2。

弹力的大小与什么因素有关？假设法判断“有”“无”弹力。

弹力的方向怎样？结论1：通常所说的压力和支持力都是弹力.压力的方向:支持面指向物体；支持力的方向：支持面指向物体；结论2：通常所说的拉力也是弹力，绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向沿绳子指向图一胡克定律实验：在一个后面附有长度刻度的弹簧上面挂钩码，当钩码的数量增加时，弹簧中的弹力加大，弹簧的伸长增大，把读出的数据记录在表中。

]如何从表中的数据找出F随X变化的规律？胡克定律：在内，弹簧弹力F的大小与弹簧的形变量量x成表达式：。

说明：为劲度系数，跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关，这个量反映了弹簧的特性。

的单位是。

三、反思总结本节重点回顾：弹力定义；产生条件；方向；大小四、当堂检测画出下列物体受到的弹力。

通过画图分析：面面接触，点面接触，点点接触的弹力的规律：面面接触：点面接触：点点接触：总结出弹力方向的特点：两物体的接触面.如图，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力是A.重力、绳的拉力B.重力、绳的拉力、斜面的弹力c.重力、斜面的弹力D.绳的拉力、斜面的弹力关于弹力的产生，以下说法正确的是A.相互接触的物体之间必有弹力的作用B.不接触的物体之间一定没有弹力的作用c.物体发生了形变，必有其他物体对它施加了弹力的的作用D.两个物体之间有弹力的作用，这两个物体一定都发生了形变有一根弹簧的长度是15厘米，在下面挂上0.5千克的重物后的长度变成了18厘米，求弹簧的劲度系数。

第2节科学探究：弹力学案第2课时探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系学习目标：通过做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验，认识、理解胡克定律，了解科学研究方法。

并会应用其进行有关计算。

基础知识：一、实验目的1．探究弹簧弹力大小与伸长量的关系．2．了解弹簧测力计的工作原理．二、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸．三、实验原理与设计1．如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，由二力平衡知识可知，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等．2．通过改变悬挂钩码的个数来改变弹簧弹力的大小，弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算．四、实验步骤1．安装实验装置，如图所示，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0.2．在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度l并记下钩码的质量m1.13．增加钩码的个数，重复步骤2，并计算出每次弹簧的伸长量x和弹簧弹力F，将数据填入表格．五、数据分析1．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线，如图所示．2．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可据F－x图线的斜率求解，k＝ΔF Δx.六、实验结论1.弹簧的弹力随伸长量的增大而增大2.在误差允许范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。

七．注意事项1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．2．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀一些，这样作出的图线精确．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，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差．4．描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧．5．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．八、误差分析由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作，存在较大的测量误差，另外由于弹簧自身的重力的影响，即当未放重物时，弹簧在自身重力的作用下，已经有一个伸长量，这样所作图线往往不过原点．典例1、如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．(1)为完成实验，还需要的实验器材有：________．(2)实验中需要测量的物理量有：____________________________________.(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________ N/m.图线不过原点是由于________________．(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个、…钩码，分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F．解释函数表达式中常数的物理意义；G．整理仪器．请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_________________________．[解析] (1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量．(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)．(3)取图像中(0.5，0)和(3.5，6)两个点，代入ΔF＝kΔx可得k＝200 N/m，由于弹簧自身的重力的影响，使得弹簧不加外力时就有形变量．(4)根据完成实验的合理性可知，先后顺序为CBDAEFG.[答案] (1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力及对应的伸长量(或与弹簧对应的长度) (3)200 弹簧自身重力的影响(4)CBDAEFG典例2、用如图甲所示的实验装置研究弹簧的弹力与形变量之间的关系。

第2节科学探究：弹力教学目标1．知道弹力的概念，理解弹力的产生条件。

2．能够灵活地判断弹力的方向。

3．理解胡克定律，能根据胡克定律来求解弹力的大小。

4．经历探究弹簧的伸长量与所受弹力的大小的关系的过程，并在此过程中再次体会线性拟合的应用。

5．在探究弹簧的伸长量与所受弹力的大小的关系的过程中，体会科学探究的方法，体会数学在物理中的应用。

教学重难点教学重点重力的大小、重力的方向、重心、弹力的有无的判断、胡克定律教学难点弹力的有无的判断、弹力的方向的判断、胡克定律教学准备多媒体课件、带有支架的平面镜、激光器教学过程引入新课教师活动：播放撑竿跳高、蹦床的视频。

教师口述：大家进行过撑竿跳高、蹦床的运动吗。

借助于撑竿、蹦床为什么可以跳得这么高？这就是我们今天要解决的问题。

讲授新课一、形变与弹力教师活动：讲解场力的概念。

像重力、电场力、磁场力等力不需要接触就可以产生相互作用，这种相互接触是依靠场来传播的。

这种力是场力。

教师活动：讲解接触力的概念。

像拉力、推力、支持力等力只能发生在相互作用的物体之间。

这种力称为接触力。

教师活动：讲解弹力、形变、弹性形变的概念。

撑竿跳高运动中，远离运动员一端的撑竿着地后，由于力的作用会发生形变。

发生形变撑竿由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，正是这个力将运动员弹起。

蹦极运动中，在人的拉力下，蹦极绳会伸长。

伸长的蹦极绳由于要恢复原状，会对运动人产生向上的拉力的作用，正是这个力将人向上拉起。

物体发生的伸长、缩短、弯曲等形状的变化称为形变。

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。

某些发生形变的物体在撤去外力后能恢复原状，这种物体称为弹性体，对应的形变称为弹性形变，如压缩的弹簧、拨动的琴弦等。

有些物体发生形变后不能恢复原状，这种形变称为范性形变，如压扁的面包和橡皮泥等。

弹性体的形变不能无限增大，若超过一定的限度，撤去外力时物体就不能恢复原状，这个限度称为弹性限度。

学习目标核心素养形成脉络1.知道形变的概念及分类．2．知道弹力产生的条件，会判断弹力的有无及弹力的方向．3．知道劲度系数的概念及影响劲度系数的因素．4．会用胡克定律计算弹簧的弹力.新教材高中物理第3章第2节第1课时弹力教案鲁科版必修第一册[学生用书P50]一、形变与弹力1．形变：物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化称为形变．2．弹性体及弹性形变(1)弹性体是撤去外力后能恢复原来形状的物体．(2)弹性形变指弹性体发生的形变．3．范性形变：物体发生形变后不能恢复原来的形状，这种形变叫范性形变．4．弹性限度：当弹性体形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能恢复原状，这个值叫弹性限度．5．弹力及其方向(1)物体发生弹性形变时，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力．(2)弹力的方向总是与物体形变的方向相反．二、胡克定律1．胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．(2)公式：F＝kx．2．劲度系数(1)公式F＝kx中的k称为弹簧的劲度系数，是一个有单位的物理量，单位为牛顿每米，符号N/m．(2)弹簧的劲度系数与弹性体的材料、形状等因素有关．思维辨析(1)发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状．( )(2)只要两物体接触就一定产生弹力．( )(3)发生形变的两个物体之间一定有弹力．( )(4)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变．( )(5)由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比．( )(6)物体的形变越大，弹力也越大．( )(7)弹簧的劲度系数k与弹力F有关．( )提示：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×基础理解如图所示，在光滑水平面上，用力推动小车向左压弹簧，弹簧对小车有弹力作用吗？用力推动小车向左压橡皮泥，松手后橡皮泥对小车还有弹力作用吗？提示：有没有形变和弹力[学生用书P51]问题导引1．如图1所示，取一个扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？2．用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？3．如图2所示，被拉长的弹簧对手有一个拉力的作用，这个拉力是如何产生的？[要点提示] 1.用手捏玻璃瓶，管中水面会上升(或下降)．说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小(或变大)了．2．橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变)，玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变)．3．弹簧受到拉力后发生形变(伸长)，发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力．【核心深化】1．弹性形变和非弹性形变弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变．非弹性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变．发生弹性形变的物体，外力过大，超过一定的限度(弹性限度)，会变成非弹性形变．2．弹力的产生必须同时具备两个条件(1)两物体直接接触；(2)两物体接触处发生弹性形变．3．显示微小形变的方法显示微小形变可以用光学放大法(如图)和力学放大法(问题导引图1)，它们都是把微小的形变进行放大，便于观察．关于弹力的产生，下列说法正确的是( )A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B．木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力C．拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的[解析] 木块和桌面相互作用，都会发生微小的形变．桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，A、B都错．木头受到的弹力是由细竹竿发生形变而产生的，C错．电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的，D对．[答案] D弹力有无及方向的判断[学生用书P52]问题导引1．如图所示，放在桌面上的书和桌面之间有没有弹力？简述书对桌面的弹力和桌面对书的弹力是怎样产生的？其方向有何特点？2．如图所示，用绳子把物体悬挂起来，物体和绳子之间有没有弹力？简述绳子对物体的弹力和物体对绳子的弹力是怎样产生的？绳子弹力的方向有何特点？如果将绳子换成弹簧呢？3．如图所示为三根轻质硬杆A、B、C，物体均静止，三杆对物体有没有弹力？弹力的方向如何？轻杆中的弹力一定沿杆吗？[要点提示] 1.发生形变的书要恢复原状，对跟它接触的桌面产生向下弹力，这个力的作用效果是压桌面，也叫压力；发生形变的桌面要恢复原状，对跟它接触的书产生向上弹力，这个力的作用效果是支持书，也叫支持力．2．发生形变的绳子要向上恢复原状，对物体产生向上的弹力．发生形变的物体要向下恢复原状，对绳子产生向下的弹力．绳子产生的弹力也叫拉力．将绳子换成弹簧，弹簧的弹力与绳子的弹力是一样的，但弹簧会有明显的伸长．3．图中A杆给重物的弹力F类同于绳子的作用，为拉力，方向沿杆向上，如图a所示；图中B杆给重物的弹力F类同于支持力，方向沿杆向上，如图b所示；图中C杆给重物的弹力F并不沿着杆，根据二力平衡判断出F的方向应竖直向上，如图c所示．【核心深化】1．弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上，几种常见情况如下：(1)压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直于接触面的切线；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线过球心，如图所示．(2)绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向．2．弹力有无的判断(1)对于明显形变的情况，可以根据弹力产生的条件直接进行判断．(2)对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方法：①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用．②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力．如图，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力．关键能力1 弹力有无的判断(多选)如图所示，图中的物体A均处于静止状态，受到弹力作用的说法正确的是( )A．图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力B．图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，A对两斜面均有压力的作用C．图丙中A受到斜面B对它的弹力的作用D．图丁中A受到光滑斜面B对它的弹力的作用[解析] 题图甲中对B进行受力分析，B球受重力和地面的弹力的作用，二力平衡，B球静止，不可能再受到A对B的弹力作用；题图乙中采用假设法，若去掉左侧的斜面，A将运动，若去掉右侧的斜面，A也将运动，所以球A对两斜面均有力的作用；题图丙中假设斜面B不存在，则小球A无法在原位置保持静止，故丙图中小球受到斜面的弹力；题图丁中假设斜面B 对小球A有弹力作用，则小球A不能保持静止，所以丁图中小球不受斜面弹力的作用．[答案] BC关键能力2 弹力方向的判断在如图所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态．[解析] 甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点弹力方向水平向右，B点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心；丁中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上．它们所受弹力的示意图如图所示．[答案] 见解析图【达标练习】1．如图所示的情景中，两个物体a、b(a、b均处于静止状态，接触面光滑)间一定有弹力的是( )解析：选B.两物体若受水平方向的弹力，则两绳子不会竖直静止，故A错误；两物体相互挤压，故两物体间一定有弹力，故B正确；地面光滑，两物体保持静止，若有挤压，则b 将运动，故C错误；b竖直悬挂，则a、b之间没有相互挤压，故a、b间没有弹力，故D错误．2．在图中画出物体A所受弹力的示意图．解析：支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，物体A所受弹力的示意图如图所示．答案：见解析图弹力大小的计算[学生用书P53]问题导引如图是某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图．(1)写出图线代表的函数表达式(x的单位为m)．(2)当弹簧伸长20 cm或压缩20 cm，弹力大小相等吗？[要点提示] (1)由图知k＝8×102 N40×10－2 m＝2×103 N/m，故F＝2 000x.(2)相等【核心深化】1．对胡克定律F＝kx的理解(1)适用范围：弹簧发生形变时必须在弹性限度内．(2)公式中x的意义：是弹簧的形变量，既不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的长度．(3)公式中k的意义：是弹簧的劲度系数，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定．(4)F－x图像为一条经过原点的倾斜直线，图像斜率表示弹簧的劲度系数．同一根弹簧，劲度系数不变．(5)推论：ΔF＝kΔx.2．计算弹力大小的两种方法(1)公式法：利用公式F＝kx计算．适用于弹簧、橡皮筋等物体的弹力的计算．(2)平衡法：利用二力平衡的条件计算．例如：悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态，求解细绳的拉力时，可用二力平衡求得拉力的大小等于物体重力的大小．一根轻弹簧在10.0 N 的拉力作用下，其长度由原来的5.00 cm 伸长为6.00 cm.(1)当这根弹簧长度为4.20 cm 时，弹簧受到的力为多大？ (2)当弹簧受到15 N 的拉力时，弹簧的长度是多少？(弹簧始终在弹性限度内)[解析] (1)弹簧原长L 0＝5.00 cm ＝5.00×10－2m在拉力F 1＝10.0 N 的作用下伸长到 L 1＝6.00 cm ＝6.00×10－2 m根据胡克定律得F 1＝kx 1＝k (L 1－L 0)解得弹簧的劲度系数k ＝F 1L 1－L 0＝10 N （6.00－5.00）×10－2 m＝1.00×103 N/m 当压力为F 2时，弹簧被压缩到L 2＝4.20 cm ＝4.20×10－2 m根据胡克定律得，压力F 2＝kx 2＝k (L 0－L 2)＝1.00×103 N/m ×(5.00－4.20)×10－2 m ＝8.0 N.(2)设弹簧的弹力F ＝15 N 时弹簧的伸长量为x .由胡克定律得x ＝F k ＝15 N 1.00×103 N/m ＝1.50×10－2 m ＝1.50 cm.此时弹簧的长度为L ＝L 0＋x ＝6.50 cm.[答案] (1)8.0 N (2)6.50 cm(1)轻弹簧有压缩和拉伸形变，既能产生压力，又能产生拉力，方向均沿弹簧的轴线方向．(2)如果题目中只告诉弹簧的形变量，并没有指出是伸长还是压缩，或只告诉弹簧弹力的大小，并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压缩状态，就要分别进行讨论．(3)轻弹簧的一端空载时弹力为零，不空载时两端弹力必然相等．(2018·6月浙江学考)如图所示是一劲度系数为k 的弹簧，右上方为其对应的F －x 图像．O 点对应弹簧自然伸展状态，弹簧拉伸至x 1时弹力为F 1，拉伸至x 2时弹力为F 2.则( )A ．F 1＝kx 1B ．F 1＝kx 2C．F1＝k(x2－x1) D．F2＝k(x2－x1)解析：选A.横坐标即为弹簧相应状态的形变量，由胡克定律可知选项A正确．[随堂检测][学生用书P54]1．(多选)在日常生活及各项体育运动中，有弹力存在的情况比较普遍，如图所示的跳水运动就是一个实例．下列说法正确的是( )A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B．跳板和运动员的脚都发生了形变C．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的D．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的解析：选BC.发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，发生形变的物体是施力物体．B、C正确．2．下列关于弹力的几种说法，其中正确的是( )A．只要两物体接触就一定产生弹力B．静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D．只要物体发生形变就一定有弹力产生解析：选C.两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力，A、D错误．静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，B错误，C正确．3．关于弹力的方向，下列说法正确的是( )A．物体静止在水平桌面上，桌面对物体的支持力方向是竖直向下的B．物体沿斜面下滑时，斜面对物体的支持力方向是沿斜面向上的C．用绳悬挂物体时，绳对物体的拉力方向是沿绳收缩的方向D．用水平直杆固定路灯时，直杆对路灯的弹力方向一定在直杆所在直线上解析：选C.桌面(斜面)对物体的支持力方向垂直于桌面(斜面)指向物体，A、B错．绳对物体的拉力方向总是沿绳收缩的方向，C对．根据二力平衡，直杆对路灯的弹力方向竖直向上，D错．4．(2019·贵州黔东南州期末)如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重G，平衡时小球在A处，今用力F压小球至B处，使弹簧缩短x，则此时弹簧的弹力为( )A．kx B．kx＋GC．G－kx D．以上都不对解析：选B.原来弹簧上弹力大小等于重力G，后来继续施加压力，弹簧的压力与形变量成正比，则弹力又增大了ΔF＝kx，所以B正确．[课时作业][学生用书P132(单独成册)]一、单项选择题1．关于弹性形变，下列说法正确的是( )A．物体形状的改变称为弹性形变B．一根铁丝被用力折弯后的形变就是弹性形变C．物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变称为弹性形变D．物体在外力作用下的形变称为弹性形变解析：选C.外力停止作用后，能够恢复原状的形变称为弹性形变，C正确．2．足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱．如图所示为四种与足球有关的情景，下列说法正确的是( )A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B．乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C．丙图中，被竖直踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到4个力的作用D．丁图中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变解析：选D.甲图中足球受到的弹力是地面的支持力，A错误；静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触，但是没有弹力，B错误；被竖直踩在脚下且静止在水平草地上的足球受到3个力的作用，即重力，地面的支持力，脚对球的压力，C错误；落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变，D正确．3．(2019·云南邵通高一期末)体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示．下列关于足球与斜台作用时，足球给斜台的弹力方向的说法正确的是( )A ．沿v 1的方向B ．沿v 2的方向C ．沿垂直于斜台斜向右下方的方向D ．沿垂直于斜台斜向左上方的方向解析：选C.支持力是弹力，方向总是垂直于接触面，并指向被支持物；所以斜台给足球的弹力的方向为垂直斜台向左上方方向，那么足球给斜台的弹力方向沿垂直于斜台斜向右下方，故C 正确，A 、B 、D 错误．4．关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是( )A ．胡克定律可写成k ＝F x，由此可知弹力越大，劲度系数越大 B ．在弹性限度内，弹簧拉长一些后，劲度系数变小 C ．在弹性限度内，无论弹簧伸长或缩短劲度系数都不变 D ．劲度系数大的弹簧能够产生更大的弹力解析：选C.弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的因素决定的，不同弹簧k 一般不同，同一弹簧k 一定，与弹力和形变量无关，故C 正确，A 、B 错误．弹力的大小由劲度系数和形变量共同决定，D 错误．5．下列各选项图为P 物体对Q 物体的压力的示意图，其中正确的是( )解析：选A. P 物体对Q 物体的压力应作用在Q 物体上，且力的方向应垂直于接触面并指向Q ，故B 、C 、D 均是错误的．6．(2019·牡丹江一中期末)探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N 重物时，弹簧长度为0.16 m ，悬挂20 N 重物时，弹簧长度为0.18 m ，则弹簧的原长L 0和劲度系数k 分别为( )A ．L 0＝0.10 m ，k ＝500 N/mB ．L 0＝0.10 m ，k ＝250 N/mC ．L 0＝0.20 m ，k ＝500 N/mD ．L 0＝0.20 m ，k ＝250 N/m解析：选B.F 1＝k (L 1－L 0)，有15 N ＝k (0.16 m －L 0)；F 2＝k (L 2－L 0)，有20 N ＝k (0.18 m－L 0)，联立得：L 0＝0.10 m ，k ＝250 N/m.故B 正确，A 、C 、D 错误．7．如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重为2 N 的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力( )A ．大小为2 N ，方向平行于斜面向上B ．大小为1 N ，方向平行于斜面向上C ．大小为2 N ，方向垂直于斜面向上D ．大小为2 N ，方向竖直向上解析：选D.小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态，由平衡知识可知，杆对小球的弹力与重力等大、反向．8．(2019·潍坊高一检测)如图所示，锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 cm ，某人用600 N 的力把它们拉长至1.6 m ，则( )A ．人的每只手受到拉力器的拉力为300 NB ．每根弹簧产生的弹力为150 NC ．每根弹簧的劲度系数为93.75 N/mD ．每根弹簧的劲度系数为500 N/m解析：选B.每只手的拉力均为600 N ，故A 错误；每根弹簧的弹力为6004N ＝150 N ，故B正确；每根弹簧的劲度系数k ＝F Δx ＝150 N（1.6－0.4）m＝125 N/m ，故C 、D 错误．二、多项选择题 9.如图所示，A 、B 两个物块所受的重力分别是G A ＝3 N 和G B ＝4 N ，弹簧所受的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F ＝2 N ，则天花板受到的拉力和地板受到的压力分别可能是( )A ．3 N 和4 NB ．5 N 和6 NC ．1 N 和6 ND ．5 N 和2 N解析：选CD.当弹簧由于被压缩而产生F ＝2 N 的弹力时，由受力平衡可得，天花板受到的拉力为G A －F ＝1 N ，地板受到的压力为G B ＋F ＝6 N ；当弹簧由于被拉伸而产生F ＝2 N 的弹力时，天花板受到的拉力为G A ＋F ＝5 N ，地板受到的压力为G B －F ＝2 N ，C 、D 正确．10．(2019·广东深圳高一第一学期期中)两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起，a 弹簧的一端固定在墙上，如图所示．开始时弹簧均处于原长状态．现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右拉动弹簧，当a 弹簧的伸长量为L 时( )A ．b 弹簧的伸长量为k 1L k 2B ．b 弹簧的伸长量也为LC ．P 端向右移动的距离为2LD ．P 端向右移动的距离为⎝⎛⎭⎪⎫1＋k 1k2L解析：选AD.两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律F ＝kx 得b 弹簧的伸长量为k 1L k 2，故B 错误，A 正确；P 端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即为L ＋k 1k 2L ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋k 1k 2L ，故C 错误，D 正确．11．一轻质弹簧的长度L 和弹力F 大小的关系如图所示，根据图像判断，下列结论正确的是( )A ．弹簧的原长为20 cmB ．弹簧的劲度系数为2 N/mC ．弹簧的劲度系数为200 N/mD ．弹簧伸长0.05 m 时，弹力的大小为10 N解析：选CD.由题图知，当F ＝0时，弹簧原长L 0＝10 cm ，A 错；弹簧长度L ＝15 cm 时，F ＝10 N ，由胡克定律得，劲度系数k ＝F L －L 0＝100.15－0.1N/m ＝200 N/m ，B 错，C 对；弹簧伸长0.05 m 时，即弹簧长度为15 cm 时，弹力的大小为10 N ，D 对．三、非选择题12．一根轻质弹簧一端固定，用大小为50 N 的力压弹簧的另一端，平衡时长度为L 1＝20cm ；改用大小为25 N 的力拉弹簧，平衡时长度为L 2＝35 cm ；若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，求弹簧的原长和劲度系数．解析：设弹簧原长为L 0，劲度系数为k . 由胡克定律得：F 1＝k (L 0－L 1)①F 2＝k (L 2－L 0)②联立①②两式得：L 0＝0.3 m ＝30 cm ，k ＝500 N/m. 答案：30 cm 500 N/m13．一根大弹簧内套一根小弹簧，小弹簧比大弹簧长0.2 m ，它们的一端齐平并固定在地面上，另一端自然放置，如图甲所示．当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图像如图乙所示，求两根弹簧的劲度系数k 1和k 2.解析：由图像知，当x 1＝0.2 m 时，F 1＝2 N ，在0.2 m 之内只有小弹簧被压缩．由胡克定律得F 1＝k 1x 1，所以k 1＝F 1x 1＝20.2N/m ＝10 N/m.从0.2 m 至0.3 m 过程中，两弹簧均被压缩．当F 2＝5 N 时，小弹簧的压缩量x 2＝0.3 m ， 大弹簧的压缩量x 2′＝x 2－x 1＝0.3 m －0.2 m ＝0.1 m ， 根据胡克定律得k 1x 2＋k 2x 2′＝F 2，即k 2＝F 2－k 1x 2x 2′＝5－10×0.30.1N/m ＝20 N/m. 答案：10 N/m 20 N/m。

姓名，年级：时间：实验：探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系实验目标：1.探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系． 2.学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据． 3.通过对弹力的实验探究，学会与他人合作交流解决实验中的问题,认识实验对物理研究的重要性．一、实验原理和方法1．用悬挂法测量弹簧的弹力F弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与所挂的钩码的重力相等，即F＝mg。

2．测出弹簧的伸长量x弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，其伸长量x＝l－l0。

3．探究弹力和弹簧伸长量的关系建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组（x，F）对应的点,用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力和弹簧伸长量的关系．二、实验器材铁架台、下端带挂钩的弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸．三、实验步骤1．如图所示，将弹簧上端固定在铁架台上，在弹簧旁边固定一刻度尺,刻度尺的零刻度线与弹簧的上端重合．读出弹簧的原长l0填入下表．2．在弹簧下挂一个钩码，测出弹簧的总长度l1。

然后再在弹簧下挂一个钩码，测出弹簧的总长度l2……将各次弹簧总长度计入下表相应的表格内．3．根据每个钩码的质量计算出其重力．弹簧的弹力的大小等于所挂钩码的重力,即F1＝mg、F2＝2mg、F3＝3mg……将各次弹簧弹力大小填入下表相应表格内．实验次数1234567弹力F/N弹簧总长度l/cm弹簧的伸长量x/cm弹簧原长l0/cm1．图像法以弹力F（大小等于所挂钩码的重力）为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x 变化的图线．可以发现F。

x图线是一条过原点的直线．2．函数法弹力F与弹簧的伸长量x应满足函数F＝kx的关系．五、误差分析产生原因减小方法偶然误差测弹簧长度的读数不准钩码静止，眼睛平视描点画图不准点描小些，画图时点尽可能在线上，不在线上的点尽可能分布在线的两侧系统误差弹簧自重选轻质弹簧1．所挂钩码不要过重，以免弹簧超出它的弹性限度．2．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点间距尽量大些，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．4．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．5．尽量选用轻质弹簧以便能忽略自身重力的影响．【例1】如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针．图(a）图(b）现要测量图（a）中弹簧的劲度系数．当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0。

3.2 科学探究：弹力【自主导学】一、形变与弹力【知识预习】1形变：物体在力的作用下或的变化．2弹性形变：物体形变后撤去作用力时的形变．范性形变：物体形变后撤去作用力时的形变．3弹性限度当形变超过一定限度时，撤去作用力后物体不能完全恢复，这个限度叫弹性限度4.弹力定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它的物体产生的力弹力的方向总是与物体形变的方向【思考交流】1.请举例在日常生活中所发现或观察到的一些形变，哪些是弹性形变？哪些是范性形变？2.手挤压玻璃瓶，玻璃瓶产生形变吗？怎样描述玻璃瓶形状的改变；用手挤压桌面呢？我们用到了怎样的物理方法？3.弹力是怎么产生的？日常生活中常见的弹力有哪些？能否总结一下产生弹力的条件？4.弹力方向判断（1）装水气球与薄板间相互挤压，讨论装水气球和薄板形变的方向以及它们所受的弹力的方向；装水气球与橡皮绳相互拉伸，讨论装水气球和橡皮绳形变的方向以及它们所受的弹力的方向（2）指压笔尖，观察手指形变的方向，它对笔尖的压力指向哪个方向，笔尖有形变吗？弹簧拉小车，小车对弹簧有拉力吗？小车的形变方向朝哪？（3）绳子（或弹簧）中的弹力方向有何特点？接触面上的弹力方向有何特点？（4）能否总结一下常见弹力方向的判断方法？支持（压）力的方向？绳子（橡皮筋）上的拉力方向？弹簧对物体的弹力方向？轻杆对物体的弹力方向？二、探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系【知识预习】阅读课本中实验相关内容并观看实验视频，讨论课本P75的3个相关问题【思考交流】1.弹簧中的弹力是怎样测量的？利用的原理？2.处理数据时，我们建立了弹簧弹力与弹簧伸长量的坐标系，图像是什么形状？能得到哪些信息？3、我们如果建立弹簧弹力与弹簧长度的坐标系，图像又是什么形状？能得到哪些信息？三、胡克定律【知识预习】1．胡克定律的内容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．2．公式F＝kx，其中k为弹簧的，单位为，符号N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度．3．适用条件：．【思考交流】1当你用力拉一个弹簧时，所用的拉力越大则弹簧越长，因此弹力的大小与弹簧的长度有关，这种说法对吗？2：弹簧的形变量是指弹簧后来状态的长度与开始状态的长度之差吗？3、弹簧的伸长量变大，弹力就会变大，若将弹簧拉得很长甚至是完全拉直，弹力还能用胡克定律进行计算吗？【典型例题】例1如图，足球运动员准备罚点球时，一脚用力踩在足球上面，让足球保持静止。

第三章 相互作用第2节 科学探究：弹力“弹力”是力学中三种基础力之一，是力学的核心内容之一，掌握好“弹力”是受力分析的基础。

本节内容是在初中“弹力”的基础上的进一步深化与拓展，学好弹力既可以巩固加深对力的理解，同时又可以为学好摩擦力做好铺垫。

本节从展示弹簧被拉伸和压缩的实例引入，让学生体会弹力产生的原因和条件；通过研究形变来探究弹力的几种表示形式及弹力的方向；引导学生设计“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，得出胡克定律。

【物理观念】能了解弹力和胡克定律的内涵，能利用弹力的概念与规律说明生产生活中的相关现象。

【科学思维】能在熟悉的情境中运用轻弹簧模型解决问题；能对物体受力情况进行分析和推理，获得结论。

【科学探究】能完成“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验；能根据已有实验方案，使用弹簧测力计、刻度尺等器材收集数据；通过做图或其他方法分析数据形成初步的结论。

【科学态度与责任】通过对弹力的探究，能认识实验对物理研究的重要性；有学习物理的兴趣，知道实事求是和与他人合作的重要性。

【教学重点】弹力产生的条件及方向；胡克定律的实验探究【教学难点】弹力的有无及方向的判断【导入新课】图片引出形变。

【新课讲授】一、形变的定义及分类总结形变特点，得到形变定义，“物体在力的作用下形状或体积发生改变叫做形变” 思考：坚硬的物体会不会也发生形变？观察用激光演示桌面的微小形变和演示大玻璃瓶的微小形变的实验。

得出“坚硬物体也会发生形变”的结论。

观察图片并思考：撤去外力后，这些物体能否恢复原状？得到弹性形变的概念。

弹性形变：能恢复到原来形状的形变观察图片并思考：撤去外力后，这些物体能否恢复原状？得到范性形变的概念。

范性形变：不能恢复到原来形状的形变思考：当用较小的拉力拉弹簧时，撤去拉力，弹簧能否恢复原状？当用很大的力把弹簧拉直时，撤去拉力，弹簧能否恢复原状？通过引导学生思考这两个问题，得出弹性限度的概念。

弹性限度：弹性体的形变不能无限增大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。