弹力 力的测量 知识讲解

重点知识：

1.弹力

(1)弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。压力、支持力、拉力等的实质都是弹力。

(2)弹力的大小、方向和产生的条件：

①弹力的大小：与物体的材料、形变程度等因素有关。

②弹力的方向：跟形变的方向相反，与物体恢复形变的方向一致。

③弹力产生的条件：物体间接触，发生弹性形变。

2.弹簧测力计

(1)测力计：测量力的大小的工具叫做测力计。

(2)弹簧测力计的原理：弹簧所受拉力越大弹簧的伸长就越长;在弹性限度内，弹簧的伸长与所受到的拉力成正比。

(3)弹簧测力计的使用：

①测量前，先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线的位置，如果不是，则需校零;所测的力不能大于弹簧测力计的测量限度，以免损坏测力计。

②观察弹簧测力计的分度值和测量范围，估计被测力的大小，被测力不能超过测力计的量程。

③测量时，拉力的方向应沿着弹簧的轴线方向，且与被测力的方向在同一直线。

④读数时，视线应与指针对应的刻度线垂直。

精品课件：

教案：

【教学目标】

1．通过探究活动得出形变及弹力的概念以及外力的大小与物体形变大小的关系；

2．领悟弹簧测力计的原理，认识其结构，学会正确使用弹簧测力计；知道国际单位制中力的单位；

3．通过观察，知道发生弹性形变的物体具有能量。了解非弹性形变。

4．培养学生勇于创新的意识和实验设计、动手能力。使学生初步认识科学对人类生活的影响，增强学习物理知识、探究自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣。

【教学重点】对弹力概念的理解，理解弹簧测力计的原理，弹簧测力计的正确使用。

【教学难点】弹力的概念及产生条件。以及弹簧测力计的原理推导。

【教学准备】弹弓、钢尺、钢锯条、拉力器、弹簧、木板、钩码、铁架台、投影仪等。

【教学过程】

一、认识弹性

同学们，我们生活在物质世界，太阳的东升西落、动物的奔跑、植物的生长，这些与人们的生活息息相关，他们都离不开物体之间力的相互作用。

第二节 弹力

【知识点一】弹力

1、弹性和塑性：

概念

举例

弹性 物体受力时发生形变，不受力时又恢复原来的形状的特性。

把橡皮筋拉长 用力压一把直尺使它变弯

撑杆跳高 被拉伸的弹簧

塑性 物体受力时发生形变，外力撤去后不能自动恢复原来的形状的特性。

用力捏橡皮泥，橡皮泥变扁 用力团纸，纸变成纸团

▲深化理解

理解弹力的“三个”关键

关键1：形变：物体形状或体积的改变，如压缩弹簧，弹簧长度由长变短；用力压气球，气球体积变小。

关键2：弹性限度：如果形变超过了一定限度，发生形变的物体不能完全复原，这个限度就叫作该物体的弹性限度。弹簧超过了一定的限度就会被损坏。

关键3：形变的普遍性：任何物体都能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的。有的形变比较明显，可以直接看见；有的形变极其微小，要用特殊的方法将微小的形变放大后才能显示出来。

特别强调

射箭、跳板跳水、拍皮球等运动中，弓、跳板、皮球受力发生的是弹性形变。

2、弹力：物体由于发生弹性形变而产生的力。

（1）弹力是普遍存在的力，通常地面对物体的支持力、水杯对桌面的压力、弹簧的拉力等都属于弹力。在图中，用手向右拉弹簧，弹簧因形变(伸长)而产生弹力F，它作用在手上，方向向左。因此，弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体是使它发生形变的其他物体。

（2）弹力产生条件：一是两物体直接接触，二是物体发生了弹性改变，二者缺一不可。

▲深化理解：弹力的三要素

大小 与物体的材料和弹性形变程度有关（在弹性限度内，物体弹性形变程度越大，产生的弹力越大）

实例 现象 实例分析 结论

木块放在桌面上

木块与桌面的接触处都发生木块要恢复原状，产生向下的对桌面的弹力(即木块对桌面的压力F)

压力和支持力的方向总是垂直于接触面指

方向 了微小的挤压形变

桌面要恢复原状，产生向上的对木块的弹力（即桌面对木块的支持力F′)

弹力与弹簧常数的测定

弹力和弹簧常数是物理学中的重要概念，它们描述了物体在受力作用下的回复能力和恢复力大小。在实际应用中，准确测定弹力和弹簧常数对于设计和制造弹性材料、弹簧等具有重要意义。本文将介绍几种常见的测定弹力和弹簧常数的方法。

一、静态法

静态法是最常见的测定弹力和弹簧常数的方法之一。它基于胡克定律，即弹簧的弹力与其伸长或压缩的长度成正比。在实验中，我们可以使用一个恒力法测量弹簧的伸长或压缩量，然后通过计算得到弹簧常数。

为了进行实验，我们需要一个弹簧、一个质量挂钩和一个测量长度的尺子。首先，将弹簧固定在一个支架上，并将质量挂钩挂在弹簧下方。然后，逐渐增加质量挂钩的重量，记录每次增加重量后弹簧的伸长量。通过绘制伸长量与质量之间的关系曲线，可以得到弹簧的弹簧常数。

二、动态法

动态法是另一种常用的测定弹力和弹簧常数的方法。它基于弹簧的振动频率与其弹簧常数之间的关系。在实验中，我们可以通过测量弹簧的振动频率和已知的质量来计算弹簧常数。

为了进行实验，我们需要一个弹簧、一个质量挂钩和一个振动计时器。首先，将弹簧固定在一个支架上，并将质量挂钩挂在弹簧下方。然后，将弹簧拉伸或压缩一定长度，并释放质量挂钩，使其振动。通过测量振动的周期或频率，可以计算出弹簧的弹簧常数。

三、共振法 共振法是测定弹力和弹簧常数的另一种方法。它基于弹簧与其他系统（如质量、声音等）之间的共振现象。在实验中，我们可以通过调节频率或质量来实现共振，并根据共振条件计算弹簧的弹簧常数。

为了进行实验，我们需要一个弹簧、一个质量挂钩和一个声音发生器。首先，将弹簧固定在一个支架上，并将质量挂钩挂在弹簧下方。然后，通过调节发生器的频率，使弹簧与声音发生器之间达到共振状态。根据共振条件，可以计算出弹簧的弹簧常数。

综上所述，弹力和弹簧常数的测定是物理学中的重要实验之一。通过静态法、动态法和共振法等多种方法，我们可以准确测量弹力和弹簧常数，并应用于实际工程和科学研究中。这些方法不仅在物理学教学中有重要意义，也为工程师和科学家提供了有力的工具。

初中物理——弹簧测力计的使用

一、课标要求：了解弹力，认识力的作用效果，会测量力的大小。

二、实验前注意事项：

1、了解量程（测量范围），使用时不能超过它的量程（如下图量程为0~5N）；

2、明确分度值（相邻两刻度线之间所代表力的大小），不同型号的弹簧测力计分度值可能不同（如下图分度值为0.2N）；

3、测量力之前要使指针指在零刻度线，如没指在零刻度线，需在竖直方向调零；

4、测量力时，要使弹簧测力计内弹簧的轴线方向与所测力的方向重合，不能使弹簧与外壳接触，否则摩擦会影响实验结果。

三、实验目标

1、知道弹簧测力计的结构：吊环、弹簧、指针、外壳、刻度盘。

2、练习正确使用弹簧测力计来测量力的大小。

四、实验器材：弹簧测力计、木块、木板、钩码。

五、实验过程

1、观察弹簧测力计

（1）所使用的弹簧测力计的量程_________；分度值________。

（2）观察弹簧测力计在竖直方向时，指针是否指在零刻度线。如没指在零刻度线，需要在竖直方向调零。

2、感受力的大小

方法1：用手拉弹簧测力计的挂钩，感受从1N到5N时拉力的大小；

方法2：用手拉住吊环，将钩码逐个挂在弹簧测力计的挂钩上，观察并感受力的大小。 3、将木块放置在水平放置的长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块。

①当木块静止时，所用拉力的大小是______N，当木块刚被拉动时，所用拉力的大小是______N。

②缓慢水平匀速拉动木块时，弹簧测力计的示数为______N。

4、将长木板的一端垫起，使长木板倾斜一定的角度，用弹簧测力计拉动木块缓慢匀速沿木板向上滑动，弹簧测力计的示数为_____N。

六、表达与交流

1、弹簧测力计的制成原理是____________________________________。

2、测量前对弹簧测力计调零的目的是________________________________。

3、如果弹簧测力计竖直放置时，指针指在0.2N的位置，未对其进行调零就开始测量，则测量结果_______真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。