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力與機(jī)械精品教學(xué)方案
目標(biāo)
1、知識與技能
知道什么是彈力，彈力產(chǎn)生的條
了解彈簧測力計(jì)測力的原理
會(huì)正確使用彈簧測力計(jì)測量力的大小
2、過程與方法
經(jīng)歷彈簧測力計(jì)的使用過程，進(jìn)一步掌握使用測量工具的基本方法
3、情感態(tài)度和價(jià)值觀
對周圍生活中彈力應(yīng)用的實(shí)例有濃厚的興趣，體會(huì)科學(xué)技術(shù)的價(jià)值
通過對彈簧測力計(jì)使用的探究，培養(yǎng)學(xué)生樂于探索日常服務(wù)器中的科學(xué)道理的情感，培養(yǎng)學(xué)生探索新器的能力
在實(shí)驗(yàn)中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
�。�1）認(rèn)識彈力產(chǎn)生的條
�。�2）探究彈簧測力計(jì)的制作原理，正確使用彈簧測力計(jì)
教學(xué)準(zhǔn)備
教師演示：大彈簧1根、相同質(zhì)量的鉤碼若干只、米尺1把、拉力器（多媒體、電腦投影設(shè)備）
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：直尺、橡皮筋、橡皮泥，幾只相同的鉤碼、彈簧測力計(jì)
時(shí)安排 1時(shí)
教與學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)
�。ㄒ唬﹦�(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新
學(xué)生實(shí)驗(yàn)，注意觀察所發(fā)生的現(xiàn)象：（可用電腦屏展示學(xué)生體驗(yàn)的任務(wù)）
�。�1）將一把直尺的兩端分別靠在書上，輕壓使它發(fā)生變形，體驗(yàn)手感，撤去壓力，直尺恢復(fù)原狀；
�。�2）取一條橡皮筋拉長，體驗(yàn)手感，松手后，橡皮筋會(huì)恢復(fù)原的長度；
�。�3）取一塊橡皮泥，用手捏，使其變形，手放開，橡皮泥保持變形后的形狀；
�。�4）取一張紙，將紙揉成一團(tuán)再展，紙不會(huì)恢復(fù)原形狀。
（二）合作交流，解讀探究
1、彈力
�。�1）彈性和塑性
【討論】讓學(xué)生對這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分類，說明按什么分類，并要求再舉些類似的例子。
�。ò次矬w受力變形后能否恢復(fù)原的形狀這特性進(jìn)行分類。）
【點(diǎn)撥】教師：直尺、橡皮筋等受力會(huì)發(fā)生形變，不受力時(shí)又恢復(fù)到原的形狀，物體的這種特性叫做彈性；橡皮泥、紙等變形后不能自動(dòng)恢復(fù)原的形狀，物體的這種特性叫做塑性。
（2）彈力
我們在壓尺子、拉橡皮筋時(shí)，感受到它們對手有力的作用，這種力叫做彈力。
彈力是發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用。（用書上的話說就是“彈力是物體由于彈性形變而產(chǎn)生的”）
彈力是一種很常見的力，日常生活中應(yīng)用彈力的地方很多。
【觀察】讓學(xué)生看，撐桿跳高等都要利用彈力。
【拓展】讓學(xué)生再舉出一些彈力的例子，如：體育運(yùn)動(dòng)中的射箭、跳板跳水、蹦極等都利用了彈力。（可讓學(xué)生觀看視頻，并配解說）
【點(diǎn)撥】任何物體只要發(fā)生彈性形變就一定會(huì)產(chǎn)生彈力。同時(shí)說明，日常生活中經(jīng)常遇到的壓力、支持力、繩的拉力等，其實(shí)質(zhì)都是彈力。
2、彈簧測力計(jì)的工作原理
【觀察】請一位男生和一位女生到講臺前，分別拉拉力器。要求其他學(xué)生觀察，思考：
�、購椈蔀槭裁瓷扉L了？
�、谀奈煌瑢W(xué)的拉力大？怎么知道他的拉力大？
力的大小不同，產(chǎn)生的效果不同。與學(xué)生共同研究力的大小對彈簧伸長的影響。
【討論】拉力使彈簧伸長：使彈簧伸長大的同學(xué)對彈簧施加的拉力大。
再讓學(xué)生思考：
彈簧受到的拉力與彈簧伸長的長度有什么關(guān)系？
【演示】分別在大彈簧下掛1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)完全一樣的鉤碼，依次在下面的表格中記下彈簧受到的拉力和彈簧的長度。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)彈簧受到的拉力F/N彈簧原長l0/cm彈簧長度l/cm彈簧伸長△l＝l一l0/cm
1
2
3
4
【點(diǎn)撥】引導(dǎo)學(xué)生分析表格中的數(shù)據(jù)，看看會(huì)得出什么結(jié)論。
結(jié)論：在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力越大，它的伸長就越長。
【比較】讓學(xué)生比較彈簧的長度與伸長的區(qū)別。
【點(diǎn)撥】彈簧測力計(jì)就是根據(jù)彈簧受到的拉力越大，它的伸長就越長這個(gè)道理制作的。
【觀察】學(xué)生看圖12.1－3、4了解形形色色的測力計(jì)。
例解 小華在外探究彈簧的長度跟外力的變化關(guān)系，利用如圖12.1－3所示實(shí)驗(yàn)裝置記錄了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
鉤碼的質(zhì)量/g050100150200250300400
指針的位置/cm2345677.57.5
�。�1）這項(xiàng)研究在實(shí)際中的應(yīng)用是 ；
�。�2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)你可得到的結(jié)論： 。
�。�3）小華作出了如下（圖12.1－4）三個(gè)圖像。其中正確的是 （填序號）。
3、彈簧測力計(jì)的使用
了解彈簧測力計(jì)的構(gòu)造，由刻度盤、彈簧、指針、掛鉤、外殼、掛環(huán)構(gòu)成。
【體驗(yàn)】學(xué)生用手拉測力計(jì)的掛鉤，使指針指到1N、5N、I0N，觀察彈簧測力計(jì)長度的變化，感受1N、5N、10N的力。
學(xué)生把一根頭發(fā)拴在彈簧測力計(jì)上用力拉頭發(fā)，（用力均勻，使彈簧拉力計(jì)彈簧逐漸增長）讀出頭發(fā)拉斷時(shí)拉力大小。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)教師注意觀察學(xué)生是否正確使用彈簧測力計(jì)進(jìn)行測量。
【交流】讓學(xué)生自己歸納出使用彈簧測力計(jì)的方法和注意事項(xiàng)，教師可作適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。
① 所測的力不能大于測力計(jì)的測量限度，以免損壞測力計(jì)；
② 使用前，如果測力計(jì)的指針沒有指在零點(diǎn)，那么應(yīng)該調(diào)節(jié)指針的位置使其指在零點(diǎn)；
�、� 明確分度值：了解彈簧測力計(jì)的刻度每一大格表示多少N，每一小格表示多少N；
�、� 把掛鉤輕輕拉動(dòng)幾下，看看是否靈活？實(shí)際測量時(shí)，要使測力計(jì)內(nèi)的彈簧軸線方向跟所測的力的方向一致。彈簧不要與彈簧測力計(jì)的外殼摩擦。
【交流】
從家里帶的各種商用彈簧秤，交流這些彈簧秤的用法。討論怎樣判斷哪個(gè)彈簧秤更準(zhǔn)確。（稱已知質(zhì)量的砝碼，誤差小的秤準(zhǔn)確。）
（三）應(yīng)用遷移，鞏固提高（根據(jù)實(shí)際情況，參考選用）
【例題】1 如圖12.2－1（甲）所示，用大小相等、方向相反的兩個(gè)力F1、F2拉彈簧測力計(jì)，若兩個(gè)力的大小均為2N，問：彈簧測力計(jì)的示數(shù)和兩個(gè)力的合力各為多少？
【解析】在同直線上方向相反的二力的合成，合力的大小為二力之差，故合力為零。對彈簧測力計(jì)的示數(shù)，我們可以設(shè)想：將彈簧測力計(jì)的一端固定在墻上，另一端用2N的拉力拉掛鉤，如圖12.1－1（乙）所示。顯然彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2N。這時(shí)，墻面受到彈簧測力計(jì)向右的拉力為2N。根據(jù)物體間力的作用是相互的，相互作用的力大小相等的原理，墻面對彈簧測力計(jì)也有一個(gè)向左的拉力，大小為2N。這時(shí)彈簧測力計(jì)的受力情況與圖12.1－1（甲）所示的情況一樣，所以圖中彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2N。
【評點(diǎn)】 本題考查的是彈簧測力計(jì)的示數(shù)及二力合成的有關(guān)知識。對于不同形式的作用，效果有時(shí)是相同的，對不熟悉的問題我們可以根據(jù)所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為較明確的形式方便解題。
【例題】2 幾個(gè)同學(xué)用同一根彈簧拉力器比試臂力，拉力器上有三根彈簧，結(jié)果每個(gè)人都能把手臂撐直，則（ ）
A．臂力大的人所用拉力大 B．手臂長的人所用拉力大
C．體重大的人所用拉力大 D．每個(gè)人所用的拉力一樣大
【解析】因?yàn)閺椈伤芾Φ拇笮∨c彈簧伸長的長度成正比，彈簧的原長是一固定值，但每個(gè)人手臂的長短不同，所以，手臂越長的人撐直手臂時(shí)把彈簧拉得越長，使彈簧伸長的越長，所用的拉力也就越大，因此B正確。而對于臂力大的人和體重大的人，如果撐直手臂時(shí)使彈簧伸長的不長的話，他們所用的拉力也就不大。答案選B。
【剖析】無論是彈簧測力計(jì)，還是彈簧拉力器，其主要構(gòu)造都有彈簧，制作原理也都是在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長與所受的拉力成正比。因此，遇到此類題時(shí)，判斷拉力的大小只需看彈簧伸長的長度就可以了。
�。ㄋ模┛偨Y(jié)反思，延伸拓展
本節(jié)我們主要學(xué)習(xí)了：1、什么是彈力，彈力產(chǎn)生的條；2、探究彈簧測力計(jì)原理和制作彈簧測力計(jì)的什么收獲；3、怎樣正確使用彈簧測力計(jì)等。彈簧測力計(jì)是利用彈簧在一定的范圍內(nèi)彈簧的伸長與受到的拉力成正比這一性質(zhì)制成的。關(guān)于彈簧的這一性質(zhì)可以利用實(shí)驗(yàn)加以證明。在研究這一性質(zhì)時(shí)，要注意明確幾個(gè)概念，彈簧的原長是指彈簧沒有受到拉力時(shí)的長度，用L0表示，彈簧受到拉力F時(shí)的長度用L表示。那么，ΔL＝L－L0就叫做彈簧的伸長，通過實(shí)驗(yàn)可以研究ΔL與F的關(guān)系。如果使彈簧受到的拉力每一次相應(yīng)的也增加相等的長度，相應(yīng)的刻出的刻度線間的距離也是相等的，正因?yàn)檫@一原因，所以彈簧測力計(jì)的示數(shù)是均勻的。
�。ㄎ澹┨酶櫡答�
【夯實(shí)基礎(chǔ)】
1．跳水運(yùn)動(dòng)員向下壓跳板時(shí)，受壓變彎的跳板也在向上推運(yùn)動(dòng)員。像跳板這樣因發(fā)生而產(chǎn)生的力叫做＿＿＿＿＿＿。
2．類似于彈簧測力計(jì)時(shí)彈簧所發(fā)生的這一類形變，人們把它稱為 形變。彈簧測力計(jì)是根據(jù)＿＿＿＿＿＿＿的原理制成的。
3．使用彈簧測力計(jì)時(shí)，首先要看清它的＿＿＿＿＿，也就是它的＿＿＿＿＿＿。加在彈簧測力計(jì)上的力不許超過它的＿＿＿＿＿＿＿，否則會(huì)損壞彈簧測力計(jì)。
4．下列關(guān)于彈簧測力計(jì)的使用方法中，錯(cuò)誤的是（ ）
A．使用彈簧測力計(jì)前應(yīng)先校零
B．彈簧測力計(jì)只能豎直使用
C．物體對彈簧測力計(jì)拉力不能超過其量程
D．使用彈簧測力計(jì)測量時(shí)，應(yīng)使彈簧伸長的方向與拉力的方向一致
5．下列哪個(gè)力不屬于彈力（ ）
A．繩子對重物的拉力 B．萬有引力 C．人對墻的推力 D．地面對人的支持力
6．小明同學(xué)在研究細(xì)線受彈力發(fā)生形變時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)細(xì)線受力到某一值是時(shí)，細(xì)線就被拉斷。他想細(xì)線能承受的最大的拉力（細(xì)線剛被拉斷時(shí)受到的拉力）一定跟細(xì)線有關(guān)。他猜想：
（1）細(xì)線能承受的最大的拉力可能與細(xì)線的粗細(xì)有關(guān)。
�。�2）細(xì)線能承受的最大的拉力可能與細(xì)線的顏色有關(guān)。
請你對“細(xì)線能承受的最大的拉力與什么因素有關(guān)？”這個(gè)問題也提出兩種猜想。
猜想1 。
猜想2 。
�。�3）請你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小明的猜想1，要求寫出實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)步驟。
�。�4）為了讓實(shí)驗(yàn)結(jié)論能使人信服，你會(huì)怎么做？
【提升能力】
7．小紅自制了一個(gè)彈簧測力計(jì)，并正確地刻上了刻度線，只是在標(biāo)數(shù)字時(shí)，把本該標(biāo)“1”的地方標(biāo)上了“0”，依次類推，但她還是將指針弄到所標(biāo)的“0”處。如果用這個(gè)測力計(jì)測量力，你認(rèn)為這對彈簧測力計(jì)會(huì)產(chǎn)生什么影響？（提示：是影響量程、分度值或測量結(jié)果）說出理由。
8．教學(xué)演示的示教彈簧測力計(jì)下端掛重4N的物體時(shí)，彈簧伸長了4cm。那么下面四位同學(xué)所設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，符合實(shí)際情況的是（ ）
A．將彈簧測力計(jì)的彈簧取下，放在光滑水平桌面上，在彈簧兩端同時(shí)用4N的力去壓彈簧，彈簧將縮短4cm
B．在不超過量程的條下，彈簧測力計(jì)下掛5N重的物體時(shí)，彈簧伸長5cm
C．將彈簧測力計(jì)的彈簧取下，放在光滑水平桌面上，在彈簧兩端同時(shí)用2N的力去拉彈簧，彈簧將伸長4cm
D．將彈簧測力計(jì)倒置，手提住彈簧測力計(jì)的掛鉤，將重4N的物體掛在彈簧測力計(jì)的提環(huán)上，靜止時(shí)彈簧測力計(jì)指針指在大于4N的位置
【開放探究】
10．小剛在使用彈簧測力計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)，不論什么型號的彈簧測力計(jì)，它的刻度都是均勻的，他知道彈簧測力計(jì)是根據(jù) 的道理制成的。他想：這只是一種定性的關(guān)系，會(huì)不會(huì)有某種定量的關(guān)系呢？于是他設(shè)計(jì)并完成了以下的探究實(shí)驗(yàn)：
如圖12.1－5他將一根彈簧的端固定在一塊豎直放置的木板頂端，讓彈簧能夠自由地伸縮，然后將彈簧自然狀態(tài)下底端所對的位置做上記號，刻上0，接著用1N、2N、3N……8N的力去拉彈簧，并把把每一個(gè)拉力作用下彈簧底端所對的位置做上記號，再測出每一個(gè)拉力下彈簧的伸長。
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