高中物理 第3章 第2节 形变与弹力备课资料 鲁科版必修1-鲁科版高一必修1物理教案VIP专享VIP免费

形变与弹力-备课资料一、可能问题及预案1.强调不损坏物体，并要注意安全；2.实验设计有一定难度，教师给予适当提示，并强调注意实验安全；3.学生实验目的性不强，教师应帮助设计表格，帮助归纳.二、评价标准学生能针对问题提出自己的看法，并能举出一个以上相关实例；学生间能积极参与问题的讨论，若能基于实例和逻辑推理而敢于质疑更好；教师应主动参与学生的讨论，并引导他们逐步建立概念；学生应认真观察或进行实验，填写观察或简明实验记录，并根据问题作简明的分析；鼓励学生努力思考，勇于探索有关弹力的神奇现象.三、绳、弹簧（或橡皮绳）、杆产生的弹力特点（1）形变的分类和弹力产生的机理：物体在外力作用下的形变可分为：拉伸形变、压缩形变、剪切形变、扭转和弯曲形变，但从根本上讲，形变分为：拉伸压缩和剪切形变.拉伸压缩形变的程度用线性形变描述；剪切形变是指用平行截面间相对滑动的位移与截面垂直距离之比来描述称为剪切形变；弯曲形变：以中性层为界，靠近上沿发生压缩形变的程度增加，靠近下沿拉伸越大，即上下边沿贡献最大，中性层无贡献.实际应用中典型的就是钢筋混凝土梁，下部钢筋多利用其抗拉能力，上部利用混凝土抗压能力，工业中的工字钢、空心钢管等构件既安全又节省材料；扭转形变实质上是由剪切形变组成，内外层剪切应变不同，因此应力也不同.靠外层应力较大，抵抗扭转形变的作用主要由外层承担，靠近中心轴线的材料几乎不大起作用，工业中的空心柱体就是典型的应用.（2）区别：细绳只能发生拉伸形变，即只能提供因收缩而沿轴向里的弹力，但弹力的产生依赖于细绳受到的外力和自身的运动状态.由一种状态突变到另一种状态时，受力和运动状态将发生突变，将此点称为“拐点”；弹簧能发生拉伸和压缩形变，能提供向里和向外的弹力，弹力的产生是由于在外力作用下而引起的形变，形变不发生变化，弹力不变；轻杆：拉伸、压缩、剪切形变、弯曲、扭转形变均能发生，既能产生沿轴向方向上的弹力，又能产生沿截面方向上的弹力，取决于外力作用的情况.以上模型均不计自身的重力而引起的形变.1.“绳”在物理学上是个绝对柔软的物体，它只产生拉力（张力），绳的拉力沿着绳的方向并指向绳的收缩方向.它不能产生支持作用.绳产生弹力时，无论产生较大或较小的弹力其伸长量很微小，往往忽略不计.因此，使绳子产生弹力的外力消除或发生变化时，绳子中的张力也立即消失或发生变化，不需要形变恢复时间.一般题目中所给的细线在不加特殊说明时，均可按此模型处理.2.弹簧（或橡皮绳）可以产生拉伸和压缩的弹力，即弹簧可对物体产生支持力.弹簧只能产生沿弹簧轴线方向的力，不能产生与轴线成不等于0°和180°夹角的力.弹簧（或橡皮绳）的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，当使弹簧产生形变的外力撤除的瞬间，由于弹簧的长度还没有发生变化.其弹力的大小往往可以看成不变，这是与绳的弹力的区别之处.3.杆可以产生拉伸和压缩形变的弹力，同时还可以产生与杆任何夹角的弹力，所以它既可以拉物体，也可以支持物体，还可以对物体施加与杆成任何夹角的力.一般对杆产生的弹力，认为杆的形变很小，其形变也可不计，故杆产生的弹力随外界因素的变化也可产生“突变”情况.4.无处不在的弹簧在我们的日常生活中，弹簧形态各异，处处都在为我们服务.常见的弹簧是螺旋形的，叫螺旋弹簧.做力学实验用的弹簧秤、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧.螺旋弹簧有长有短，有粗有细：扩胸器的弹簧就比弹簧秤的粗且长；在抽屉锁里，弹簧又短又细，约几毫米长；有一种用来紧固螺母的弹簧垫圈，只有一圈，在紧固螺丝螺母时都离不开它.螺旋弹簧在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力，而且在弹性限度内，形变越大，产生的弹力也越大；一旦外力消失，形变也消失.有的弹簧制成片形的或板形的，叫簧片或板簧.在口琴、手风琴里有铜制的发声簧片，在许多电器开关中也有铜制的簧片，在玩具或钟表里的发条是钢制的板簧，在载重汽车车厢下方也有钢制的板簧.它们在弯曲时会产生恢复原来形状的倾向，弯曲得越厉害，这种倾向越强.有的弹簧像蚊香那样盘绕，例如，实验室的电学测量仪表（电流计、电压计）内，...