师:今天我们学习第二节弹力。希望通过本节课,大家能更准确理解弹力概念、弹力产生条件等,能在实际情境中判断是否存在弹力,分析弹力方向,画出弹力示意图,通过观察实验理解转换放大法这一常用思想方法。下面请同学们看一段视频,视频里运动员在完成相应动作过程中,跳板和弹性绳等发生了怎样的变化?它们的形状发生变化了吗?是什么原因导致这些变化的呢?

  生:它们受到了外力的作用。

  师:很好,在外力作用下,物体的形状或体积会发生变化,这个变化我们称之为形变。生活中物体发生形变的例子有很多,比如家里的宠物猫爬上懒人沙发,猫所在位置沙发会凹下去;用手将橡皮筋撑开,橡皮筋长度会变大等等。形变是研究弹力时一个很重要的概念。关于形变,物理学家从不同研究视角进行了不同分类。下面我们来看一个实验。取一根弹簧和一块橡皮泥,分别用力压弹簧和橡皮泥,然后停止用力,看看它们的形变情况有什么不同。大家注意看,用力往下压弹簧,放手;这里是一块橡皮泥,用拇指用力去按压橡皮泥。按压的地方是不是凹下去了?从刚才的实验中,弹簧和橡皮泥的形变情况有什么不同?

  生:作用压力后,弹簧和橡皮泥都发生了形变,停止用力后,弹簧能恢复到原来的形状,橡皮泥不能恢复到原来的形状。

  师:观察得很仔细。物理上把能恢复到原来形状的形变称之为弹性形变,不能恢复到原来形状的形变称之为范性形变,这是根据物体发生形变后能不能恢复到原来状态进行分类的。这里有两个概念要注意理解,弹性是指物体发生形变后能恢复原来大小和形状的性质。物体的弹性有一定限度,超过这个限度物体就不能恢复原来形状,该限度我们称之为弹性限度。比如弹簧一旦用力过大,超出其承受限度后,弹簧就不能恢复到原来状态。关于形变的分类,还可以根据形式不同分为压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变;也可以根据形变是否明显进行分类。下面我们来看一个视频,水平桌面上放置有一把钢尺和一长木块,用小木块把它们两头垫高。现在把两个相同的钩码分别放置到钢尺和长木块的上表面,请大家比较一下它们的形状变化情况。当把重物放在钢尺和木板上之后,它们有没有发生形变呢?

  生:钢尺的形变比较明显,我认为木板有发生形变,只不过不是很明显。

  师:不错,如果木板有发生形变,我们有没有什么办法可以观察到这种不太明显的形变呢?这种形变我们可以称之为微小形变。下面给大家介绍一种观察微小形变的方法——转换放大法。我们可以在木块的两端分别放置两块反射镜,激光从左侧木板附近射向右侧的反射镜,经过左右的反射镜两次反射之后,在右侧屏上形成一个亮斑。在木板上放上重物后,如果木板向下发生了弯曲,会导致反射镜向中间倾斜,光线在反射镜上的入射角和反射角会变小,使得在屏上形成的亮斑位置会向下移动。是不是这样,我们通过实验来验证。为了更好观察,实验过程中我们同时使用一款手机软件来辅助观察。好,当我用力按压桌面的时候,大家注意看光斑的位置是不是往下移了。放手以后光斑又往上,在手机的左边。用力按压,光斑往下移,放手以后,它又恢复到刚才的位置。再看这个手机软件的波形图,我用力按压手机右侧。看这波形图是不是往下走?放手以后它又回到刚才位置。按左边,波形图往上走。放手以后它又逐渐恢复到刚才位置。这是这个实验,我们也可以用转换放大的方法观察其他微小形变,下面一起来看一段视频。我现在手上拿着的是一个装有紫色液体的瓶子,瓶子上边连着一个细管,细管上边也有紫色液体。现在大家注意看,当我用力去按压这个瓶子的时候,能不能看到瓶子有明显形状改变?好像不是很明显,对吧?接下来我们观察一下,当我用力按压瓶子的时候,页面高度会不会发生变化?如果会,说明什么问题?用力按压,放手,刚才按压过程中页面是不是发生了上下移动?这上下移动说明什么?说明我在按压瓶子过程中,瓶子发生了形变,尽管这个形变很小,它把液体往上挤,所以上边页面就会发生移动。对一些微小不易观察和测量的物理量,物理学中常常会将它们转换为容易观察的显著量,再根据一定规律推算得出待测量的微小量,这就是转换放大的思想方法。希望大家理解掌握,并在今后学习中灵活应用。请大家思考,究竟是什么原因使物体发生形变的呢?前面我们分析了在射箭、跳水、3 米板以及蹦极等运动项目中,箭弓、跳板和弹性绳等会发生形变。这些发生形变的物体由于要恢复原来的形状,会对与它接触的物体产生力的作用。物理学上把这种力叫弹力。大家能不能结合形变等相关知识归纳总结弹力的产生需要哪些条件呢?

>> 点击阅读全文
《物理 必修1 第3章 第二节 弹力 逐字稿-3,290字 第5版》.docx
将本文下载保存,方便收藏和打印
导出文档