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第2课时实验：探究弹簧弹力与形变的关系[学习目标] 1.学会探究弹簧弹力与形变量之间的关系。
2.会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。
3.能根据F－x图像求出弹簧的劲度系数。
4.掌握胡克定律，会用F＝kx分析、解决有关问题。
一、实验：探究弹簧弹力与形变的关系1．实验器材铁架台，下端带挂钩的弹簧，100 g的钩码若干，刻度尺等。
2．实验原理(1)弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止时弹簧弹力的大小等于钩码所受重力的大小。
(2)弹簧的伸长量x的确定：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，弹簧的伸长量x＝l－l0。
(3)图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与形变量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和形变量的关系。
3．实验步骤(1)如图甲所示，将弹簧挂置于铁架台的横杆上，测出弹簧的原长(自然长度)l0。
(2)如图乙所示，在弹簧下端依次挂上1个、2个……相同的钩码，分别测出弹簧静止时的长度l。
(3)计算出每次弹簧的伸长量x＝l－l0。
(4)把所测得的数据填写在下列表格中。
序号1234 5钩码所受重力G/N弹簧长度l/m弹力的大小F/N弹簧的伸长量x/m4.数据处理(1)以x为横轴，F为纵轴建立坐标系，根据表中的数据，在图丙的坐标纸上描点，画出F－x图像。
丙(2)以弹簧的伸长量为自变量，写出图像所代表的函数。
首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。
(3)分析弹簧弹力和形变量之间的关系，解释函数表达式中常数的物理意义。
5．注意事项(1)尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响。
(2)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超出弹簧的弹性限度。
(3)测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及形变量x三者之间的不同，明确三者之间的关系。
为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自由下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态。
(4)记录数据时要注意弹力及形变量的对应关系及单位。
探究弹簧弹力与形变量的关系实验报告1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下几个方面进行展开：1. 弹簧的基本介绍：弹簧作为一种常见的物理学实验器材，具有弹性变形的特性，广泛应用于机械工程、物理学和工业生产中。
弹簧的发展历史可以追溯到古代，它的使用在各个行业中都具有重要的作用。
2. 弹力的概念和作用：弹力是弹簧受到变形时产生的力量。
当弹簧产生形变时，其中的弹性势能会转化为弹力。
弹力可以用于平衡其他力量的作用，或者用于储存能量和传递能量。
3. 形变量的定义与测量方法：形变量指的是弹簧在受力下发生的长度变化或形状变化的量。
常见的形变量有线性形变和弯曲形变。
线性形变是指弹簧的长度变化，弯曲形变是指弹簧的形状变化。
测量形变量可以通过拉伸计等仪器来实现。
4. 弹簧弹力与形变量的关系：弹簧弹力与形变量之间存在一定的关系，这个关系可以用胡克定律来描述。
根据胡克定律，弹簧弹力与形变量成正比，即弹力与形变量之间存在线性关系。
这一关系可以用公式F=kx来表示，其中F表示弹力，k表示弹簧的弹性系数，x表示形变量。
综上所述，本实验报告旨在通过探究弹簧弹力与形变量的关系，验证弹力与形变量之间的线性关系，并进一步探讨弹簧的弹性特性。
通过实验的结果以及对实验的思考，我们可以对弹簧的特性和应用有更深入的理解。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织方式和各个章节的主要内容，以便读者可以快速了解文章的总体结构和主题。
本篇实验报告共分为三个章节：引言、正文和结论。
引言部分首先概述了实验的背景和意义，引起读者的兴趣和关注。
然后介绍了整篇文章的结构，包括各个章节的主要内容和目的。
正文部分是实验报告的核心部分，分为三个小节：弹簧弹力的定义、形变量的定义以及弹簧弹力与形变量的关系。
在第一个小节中，将对弹簧弹力的定义进行详细讲解，包括弹簧的特性和受力情况。
第二个小节将介绍形变量的定义，包括不同类型的形变量（如拉伸、压缩等），以及测量形变量的方法。
高中物理【实验：探究弹簧弹力与形变量的关系】优质学案授课提示：对应学生用书第65页一、实验目的1．探究弹簧弹力与形变量的关系。
2．学会利用图像研究两个物理量之间关系的方法。
二、实验思路1．弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关。
沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。
用悬挂法测量弹簧的弹力，利用的是钩码和弹簧静止时弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等。
2．弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可由弹簧拉长后的长度减去弹簧的原长来计算。
3．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，就可探究弹簧弹力与形变量的关系。
三、实验器材轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸等。
四、进行实验1．按如图所示安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。
2．在弹簧下悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力。
3．增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，x＝l－l0表示弹簧的伸长量。
1234567F/N0l/cmx/cm01．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。
由实际作出的F -x 图像可知，图线为过原点的直线。
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，函数表达式中的常数即弹簧的劲度系数，这个常数也可根据F -x 图线的斜率求解，k ＝ΔFΔx。
六、误差分析产生原因 减少方法偶然误差 读数、作图误差 (1)多组测量(2)所挂钩码的质量差适当大些系统误差 弹簧自重选轻弹簧 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，这样作出的图线更精确。
弹簧的力和形变知识点总结弹簧是一种能够储存和释放机械能的装置，广泛应用于各种工程和日常用品中。
弹簧力学是力学的重要分支领域之一，研究弹簧的受力情况及其形变规律。
本文将对弹簧的力和形变的知识点进行总结。
一、弹力恢复定律弹力恢复定律是描述弹簧受力情况的基本原理，也称为胡克定律。
它表示弹簧的形变与所受的恢复力成正比，即F = -kΔx，其中F表示弹簧的恢复力，k表示弹簧的弹性系数，Δx表示弹簧的形变。
根据弹力恢复定律，当弹簧受到外力作用使其产生形变时，弹簧内部会产生与形变方向相反的恢复力，力的大小与形变的程度成正比，即形成了弹簧的力和形变的关系。
二、弹性系数弹性系数是衡量弹簧刚度的物理量，表示单位形变下的恢复力大小。
弹性系数通常用弹簧的切线斜率来表示，具体分为应力和应变两种形式。
1. 应力：弹簧的应力表示单位截面积受到的力，一般用σ表示。
应力与弹性系数k成正比，即σ = kΔx。
2. 应变：弹簧的应变表示单位长度的形变量，一般用ε表示。
应变与弹性系数k成反比，即ε = Δx/L，其中L为弹簧的原长度。
三、弹簧的伸长和压缩弹簧在受到外力作用下会发生形变，形成伸长和压缩两种情况。
1. 伸长：当弹簧的两端受到拉力时，弹簧沿着拉力方向发生伸长形变。
根据弹力恢复定律，当拉力逐渐增大时，弹簧的伸长量也会逐渐增大，直至达到弹簧的极限位置。
2. 压缩：当弹簧的两端受到挤压力时，弹簧沿着挤压力方向发生压缩形变。
根据弹力恢复定律，当挤压力逐渐增大时，弹簧的压缩量也会逐渐增大，直至达到弹簧的极限位置。
四、平衡位置和动态弹簧在受力情况下具有平衡位置和动态两种状态。
1. 平衡位置：当外力作用消失时，弹簧恢复到原始形态，此时弹簧达到平衡位置。
平衡位置是弹簧形变的最小点，此时弹簧的恢复力为零。
2. 动态：当外力作用时，弹簧将发生形变，并在受力方向产生恢复力。
此时弹簧处于动态状态，形变程度与外力的大小相关。
五、弹簧的频率和振动弹簧具有一定的频率和振动特性，广泛应用于钟表、汽车悬挂系统等领域。
弹力与胡克定律在物理学中，弹力是指物体由于相互接触并产生形变而产生的力。
而胡克定律描述了弹簧的弹性力与弹簧形变之间的关系。
弹力与胡克定律是研究弹性和形变的重要基础，对于理解力学和解决实际问题具有重要意义。
一、弹力的概念弹力是指物体由于形变而产生的力，它的方向与形变的方向相反。
当物体受到外力作用时，会发生形变，形变产生的力即为弹力。
弹力是物体回复原状的力，当作用力消失时，物体将恢复到原本的形态。
二、胡克定律的基本原理胡克定律是描述弹簧弹性力与形变之间关系的定律。
根据胡克定律，弹簧的弹性力与其形变成正比，且方向相反。
胡克定律可以用数学公式表示为：F = -kx其中，F表示弹性力，k表示弹簧的弹性系数，x表示形变的长度。
负号表示弹力的方向与形变的方向相反。
三、弹力与弹簧的应用弹力和胡克定律在生活和科学研究中都有广泛应用。
1. 弹簧秤弹簧秤是利用胡克定律原理制作的测量物体重量的仪器。
根据胡克定律，当物体悬挂在弹簧下方时，弹簧会发生形变，形变产生的弹力与物体的重力相等。
通过测量弹簧的形变程度，可以间接测量物体的重量。
2. 橡皮筋飞机橡皮筋飞机利用橡皮筋的弹力来带动飞机前进。
当橡皮筋被拉伸时，会储存弹性能量，一旦释放，橡皮筋会产生弹力将飞机推向前方，从而实现飞行。
3. 弹簧减震器弹簧减震器是汽车和自行车等交通工具中常见的装置。
它利用弹簧的弹性力可以吸收和减缓车辆行驶过程中的震动和冲击，提高乘坐的舒适性和安全性。
4. 弹簧门弹簧门是商场、超市等出入口经常使用的一种门。
它通过利用胡克定律中的弹力原理，门开启时弹簧受到挤压并储存能量，当人们通过门后，弹簧会产生弹力将门自动关闭。
四、结语弹力和胡克定律是描述形变和弹性力的基本原理。
它们在物理学和工程领域有着广泛的应用，帮助我们理解物体形变和力学原理。
通过学习弹力和胡克定律，我们可以更好地解决实际问题，为科学研究和工程设计提供基础和支持。
弹簧弹力和形变量的关系“嘿，同学们，今天咱们来聊聊弹簧弹力和形变量的关系哈。
”弹簧弹力和形变量之间存在着一种非常直接且重要的关系。
简单来说，当我们对弹簧施加一个外力，让它发生形变时，弹簧就会产生一个反抗外力的弹力。
而且呢，这个弹力的大小是和弹簧的形变量成正比的。
比如说，咱就拿常见的弹簧秤来说吧。
当我们挂上一个重物，弹簧就会被拉长，这个拉长的长度就是形变量。
而随着形变量的增加，弹簧产生的弹力也会相应增大，这样才能平衡掉重物的重力，让弹簧秤保持平衡状态。
再举个例子，像汽车的减震弹簧。
当汽车行驶在颠簸的路面上时，车轮会上下跳动，这时减震弹簧就会被压缩或拉伸，产生相应的弹力。
如果形变量小，那弹力也小，可能就不能很好地起到减震的效果；但要是形变量太大，可能会让乘坐的人感觉很不舒服。
在实际应用中，我们要充分考虑到弹簧弹力和形变量的这种关系。
比如在设计一些机械结构时，要根据所需的弹力大小来选择合适的弹簧，同时要考虑到弹簧可能会产生的最大形变量，以确保其能在工作范围内正常运行。
而且啊，这种关系也不是绝对的线性。
在弹簧的弹性限度内，它大致是呈线性关系的，但一旦超过了这个限度，弹簧可能就会发生永久变形，甚至损坏。
就好像你使劲拉一个弹簧，拉得太过了，它可能就回不去原来的形状了，那它的弹力和形变量的关系也就变了。
所以啊，我们在使用弹簧的时候，一定要清楚它的性能和特点，知道它能承受多大的形变量和弹力。
这样才能让弹簧发挥出最佳的作用，同时也能保证设备或结构的安全可靠运行。
弹簧弹力和形变量的关系看似简单，实则非常重要，它在我们的日常生活和各种工程领域都有着广泛的应用。
大家可得好好理解和掌握哦！。
《弹簧形变和弹力》说课稿
一、说教材
（一）教材的特点分析
形变与弹力的知识跟人们的日常生活紧密相连，因此学习它有广泛的现实意义。
本节的特点之一是：演示实验和探究实验直接使学生参与到探究物理规律的过程，体验学物理的乐趣。
特点之二是：先研究比较常见的各种形变，后研究与形变有关的弹力，符合学生由感性到理性的认知过程。
特点之三是：基础概念多，演示实验多，再加上学生的探究实验，故容量较大，需仔细安排，做到时间分配合理，条理清晰。
（二）教学目标
按教学大纲要求，结合新课程理念，我设计如下的三维目标。
1．知识与技能
⑴知道形变、弹性形变的概念，理解弹性限度。
⑵知道什么是弹力，掌握弹力产生的条件。
⑶知道压力、支持力、绳子的拉力都是弹力，会确定它们的方向。
⑷知道形变与弹力的关系，掌握胡克定律。
2．过程与方法
观察演示实验，把看到的现象与已有的经验结合起来；经历探究弹簧形变与弹力的关系，了解科学探究的方法。
3．情感态度与价值观
在探究物理规律的过程中，学生感受学习物理的乐趣，把亲自探究出的规律与平时对弹力的认识相结合，体会物理规律的价值。
（三）教学重点、难点
●由于大量的力学现象中都要对弹力的产生条件及其方向进行判断，并且要明确相互接触的物体是否产生弹力及方向如何？而且弹簧所产生的弹力贯穿知识的前后，因此我把重点内容确定为：
⑴弹力产生的条件及其方向的判断。
⑵探究弹簧弹力的规律。
●由于学生对微小形变难于确定而且对其是否产生弹力及其方向不好判断，因此我把探究微小形变的方法作为难点。
二、说教法与学法
教法：物理教学是以实验探究为基础的，重在启发思维，教会方法。
本节课利用多媒体辅助教学、创设情景──观察──分析──猜想──实验探究──交流讨论──归纳总结相结合的教学方法。
学法：学生是课堂教学的主体，新课程理念更重视在教学过程中对学生的学法指导。
本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变，巧用引导性提问，激发学生的积极性，让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节的主要内容从而完成学习任务。
三、说学情分析
学生目前对形变和弹力有一定的感性认识但是不够深入；知道支持力、压力都是弹力，但是不能够概括产生的原因。
因此我采取引导、启发的教学方式。
四、教学用具
⑴演示用具：弹簧、钢丝、激光笔、细竹竿、微小形变放大器一套、已拉坏了的弹簧、钢尺。
⑵学生探究实验用具：铁架台（带支架），两个原长一样但劲度系数不一样的弹簧、刻度尺、钩码10个、长20cm的细铁丝。
五、教学设计流程图
六、说教学设计
基于以上分析，为使本堂课围绕重点、突破难点，同时让学生在课堂教学中能力得到提高，我设计如下教学过程。
（一）创设情景认识形变
由同学们已有的形变知识入手，引入新课。
教师演示：①弹簧的压缩形变；②弹簧的拉伸形变③视频播放：竹竿形变、钢丝的扭转形变。
得出形变的概念及各类形变。
[设计意图：我从生活情景中引入新课，是为了激发学生的好奇心，为学生学习重点和难点内容作铺垫。
]
设问：摩天大楼在风的吹拂下会不会摆动，发生形变吗？
演示微小形变放大实验：
由于这种形变不容易观察，会使学生产生疑问：到底有没有发生形变？解决的办法是微小形变的演示实验。
为什么光点会往下移？让学生带着问题思考后得出结论：是由于桌面发生了形变，但是形变不明显。
为后面解决压力和支持力都是弹力做好铺垫。
[设计意图：使学生知道“放大”是一种科学探究的方法。
]
（二）探索弹性形变的概念，理解弹性限度
创设物理情景：学生演示弹簧拉伸，压缩都可以恢复原状；橡皮泥被压缩后不能恢复原状。
学生概括：得出弹性形变和范性形变的概念。
用较大的力拉弹簧和橡皮筋，结果被拉坏了。
学生概括：得出弹性限度的概念。
教师总结规范概念。
[设计意图：演示生活例子，多联系实际，利用学生头脑中已有的物理知识，自主概括概念，最后老师总结；突出了以学生为主体的教学理念，有利于学生加深对物理概念的理解。
]
（三）探索弹力
演示实验：（播放视频）
1．弹力的概念。
2．常见弹力及其方向的确定。
⑴压力；⑵支持力；⑶绳子的弹力
让学生知道桌面受到的压力是由于拳头形变产生的，拳头受到的支持力是由于桌面形变产生的。
接着引导学生探索绳子弹力的产生及其方向的确定。
●判断如图所示，相互接触的A、B两小球间是否有相互作用的弹力。
采用“假设法”分析，让学生知道相互接触的物体不一定有弹力。
3．总结产生弹力的条件
[设计意图：利用放大法分析压力和支持力的产生原因，假设法判断弹力的有无。
让学生学会方法的迁移，同时感受到探索物理问题的成就，从而顺利突破重点和难点。
]
（四）探究弹簧形变时的弹力跟它发生的形变有什么关系？
创设问题情景：学生使用弹簧测力计。
引出问题：弹簧测力计主要由哪些部分组成？它是根据什么原理制成的？
提出问题：弹簧形变时的弹力跟它发生的形变有什么关系呢？
猜想：根据你们使用弹簧测力计的体验，对上述关系进行猜想？请同学们讨论交流一下。
[设计意图：让学生带着问题进入学习，使学习更具有目的性；激发学生的积极性，活跃课堂探究氛围；有利于提高学习效率。
]
实验探究：（由于猜想不一定正确）为了验证你的猜想，请提出你的设计方案，完成实验探究。
老师指导，学生分组实验（有些组使用的弹簧是不一样的）──分析数据──处理数据实验次数物体的重力G/N 弹簧的长度L/cm 弹簧的伸长量x/cm 弹力的大小F/N
利用Excel软件绘出F—X图象。
在同一个直角坐标，做出两个不同弹簧的F—X图象，然后进行比较。
图象法处理数据更为直观，更容易得出物理变化规律，且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差。
最后老师归纳总结：得出胡克定律：F=KX(K为弹簧的颈度系数)
[设计意图：在探究弹力的大小与形变的定量关系时，由学生进行猜想、实验和得出规律，并利用信息技术计算机绘制F—X图象，充分利用信息技术资源和物理学科的整合。
能较好地体现以学生为主的新的教学理念。
对探究实验过程教师加以指导，使学生学会团结合作、学会探究物理规律；再加上熟练信息技术，更有效地提高学习效率。
]
（五）弹力的应用（图片，视频播放：射箭）
[设计意图：让学生知道产品设计离不开物理理论，做到从实践到理论，再从理论到实践的学习过程。
]
（六）开放式问题（视频播放：撑杆跳高、跳水）；
提出问题：通过本节内容的学习，请同学们开放式地讨论
①从形变与弹力知识去思考，撑杆跳高运动员跳得这么高的主要原因是什么？
②跳水运动员在空中滞空时间主要由哪方面决定？
课外布置：自制弹簧秤，并组织评比。
[设计意图：开设开放式问题，布置课外自制弹簧秤，并组织评比活动，有利于激发学生的学习兴趣，发展好奇心和求知欲。
培养学生利用物理知识解决生活问题的能力，让学生知道学习是为了解决生活中的实际问题。
]
七、板书设计
形变与弹力
（一）形变。
