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第三课时第三节弹力与弹簧测力计认知目标：1. 了解什么是弹性形变2. 知道弹力，知道在在一定的范围内，拉力越大，弹簧被拉得越长3. 知道弹簧测力计的原理4. 会正确使用弹簧测力计导学 领你登堂入室 预习效果反馈：1物体形状或体积的改变，叫做 。使物体发生形变的力，这个力叫 ，拉力、压力都属于 。2测量力的工具叫 ，实验室中最常用的测量力的工具是 。3用力拉弹簧测力计，撤去拉力后弹簧不能恢复原状，说明加在弹簧测力计上的力 。4弹簧测力计是利用 的性质制成的，弹簧测力计的刻度是 _（选填“匀称”或“不匀称”）的。5使用弹簧测力计时，先要使测力计的示数为零，这个过程叫 ，测量时要使弹簧的伸长方向与拉力方向 。答案与启示：1 答案：形变；弹力；弹力提示：形变可分为弹性形变和非弹性形变2 答案：测力计，弹簧测力计3 答案：超过它的量程提示:超过弹簧秤的量程,会损坏弹簧测力计4 答案：在一定的范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧被拉得越长，均匀的 5 答案：校零，一致 讲学 与你共同探究坚信你能行 勤奋才会赢一、知识要点精讲1认识弹力：（1）弹性：物体在受力时会发生形变，不受力时能恢复到原状的特性叫弹性，这时候发生的形变叫做弹性形变。例如：被压弯的弹簧，在力撤消后会恢复原状，这种形变就是弹性形变，使物体具有这种形变的特性就是弹性。（2）弹力：物体由于弹性形变而产生的力叫做弹力。 两个物体间要产生弹力，必须要互相接触，并且互相挤压，而发生弹性形变才行。平常所说的压力、支持力、绳的拉力等，其实质都是弹力。2.弹力的性质：在弹性限度内，弹簧所受拉力越大，弹簧伸得越长。3弹簧测力计： （1）弹簧秤的原理：它的基本原理是利用弹簧在一定的范围内受到的拉力越大，形变量也即伸长量越大.（2）正确使用弹簧测力计测力：使用前要先看弹簧测力计的指针是否回零。测力时被测的力要沿弹簧测力计的轴线方向。所测的力不能超过弹簧测力计的量程。二、实验和原理图示解析弹簧测力计的构造及工作原理 弹簧测力计的构造：主要由弹簧、挂钩、外壳、刻度盘指针组成，常见的弹簧测力计如图所示，其中盘面上的“N”表示牛顿 弹簧测力计的工作原理 弹簧受力后就会变长，变长后的弹簧比原弹簧长出的部分，叫做弹簧的伸长。 在弹性范围内，拉力越大，弹簧的伸长就越长，人们正是根据这个原理制成的弹簧测力计。 弹簧测力计的使用：正确使用弹簧测计应当注意以下几个方面： 使用弹簧测力计测量力之前，首先要看清它的测量范围，保证加在弹簧秤上的力不超过它的量程，否则会损坏弹簧秤；要弄清弹簧测力计的最大刻度及最小分度值，还要对弹簧测力计进行校零。 (2)测量时，要使弹簧的伸长的方向与所测力的方向保持一致，这样才能使测出的力准确；因为弹簧及挂钩有一定的重力，所以弹簧秤水平使用与竖直使用时指针的位置会略有不同，为此每次使用前我们应考虑测量时弹簧秤是竖直使用还是水平使用，然后将弹簧秤放置到使用时的位置进行调零。另外在测量之前最好把秤钩轻轻来回拉动几次，目的是为了防止弹簧在秤壳中受阻，影响测量力的准确性。 (3)最后读数时应在弹簧秤指针静止不动时，眼睛的视线与指针相平，然后根据指针所指的位置是几大格几小格得出所测力的大小。三、典型例题诠释例1 在弹性限度内，弹簧的形变量与受到的拉（压）力大小成正比。，弹簧下挂5N重物时，弹簧伸长2cm，下挂7.5N重物时弹簧长度是10cm，求弹簧的原长？（在弹簧测量范围内）解析：此题中F1=5N，L1=2cm；F2=7.5N，L2=10cm，求L0=？先求L2。因为F1/ F2= L1/L2，所以L2=3cm；又因为L2 = L2L0，所以L0=L2L2 = 7cm。答案：弹簧原长为7cm。例2 （04北京朝阳区）如图所示，弹簧测力计测量范围是_ _，指针所示被测物重是_N分析:从图中可以看出它的测量范围为05 N,并且图中一个大格是1牛,分成5小格,每小格代表0.2牛,现在指针指在一个大格三个小格,所以示数为1.6 N 试根据上图所示的弹簧秤，回答下列问题：四、易错点解析例1(03湛江)使用弹簧测力计时，下列说法中不正确的是：（ ）A.所测量的力不能超过测量范围。B.使用前轻轻拉动挂钩来回运动几下C.使用前应校零D.使用时弹簧测力计必须竖直拉着解析：弹簧测力计是有刻度的，测量力的大小的工具，使用前必须注意有刻度仪器使用的共同特点，观察量程，分度值和零刻度线；对观察结果进行判断：使用这把弹簧测力计能不能用来测量现有力的大小；零刻线是否对准，若没有需调整才能用，另外力有各种不同的形式：推力、拉力、握力等，仅就拉力而言，也可以沿不同方向拉，用弹簧测力计测拉力时，所测力的方向就是弹簧伸长的方向，因此本题应选D【触类旁通】1.接触的物体一定会产生弹力吗?提示:不一定,接触的物体只有相互挤压时才会产生弹力,不挤压二者之间不会出现弹力【能力测试】下列关于弹力产生条件的说法中，正确的是（ ）A. 物体间不相互接触，也能产生弹力B. 只要两物体接触就一定会产生弹力C. 只有弹簧才能产生弹力D. 两个物体直接接触且互相挤压发生形变时才会产生弹力答案: D【触类旁通】用两只手拉一根弹簧的过程中，刚开始时不太费力，以后越拉越费力，为什么?答案：因为弹簧的伸长与拉力成正比，所以拉得越长，越费力。【活学活用】小明在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系，利用如图示的装置，记录了相应的实验数据如下：钩码质量/kg050100150200250300350指针位置/cm 123456.578（1） 分析实验数据，你得到的实验结论是： （2） 你根据实验结果在实际的应用中可制成 答案：（1）在一定限度内，弹簧的伸长与所受拉力成正比。（2）弹簧测力计【综合演练：】根据课本后“小制作”栏目的要求，小明准备自制一只弹簧测力计他找来弹簧、钩码、直尺、指针等器材首先测出弹簧的长度，然后在弹簧下挂上不同的钩码，测出弹簧的长度l，算出比原来的伸长，填在如下表格中：拉力F/N1234567长度l/cm2.502.903.303.704.104.504.90伸长/cm0.400.801.201.602.002.402.80（1）从表中的数据可以看出拉力F和弹簧伸长的关系为：_（2）赵明继续实验，得到如下数据：拉力F/N89101112长度l/cm5.305.706.106.607.30伸长/cm3.203.604.004.505.20从这次数据看出：拉力达到_N时，拉力和弹簧伸长的关系就改变了因此，弹簧测力计的测量范围只能达到_N（3）请你在图中根据表中数据的长度用直尺画出这个弹簧测力计的刻度板（分度值为1N）分析：从表格中数据很容易看出，当拉力每增加1牛时，相应的伸长也增加0.40 cm，所以可以得出拉力与弹簧伸长成正比，而当拉力增加到11牛时，此时每增加1牛伸长变为0.50cm。答案：（1）Fkl或“拉力与弹簧伸长成正比”（2）11 10（3）图略分度值1N，量程10N，长4cm点评：超过一定范围，拉力与弹簧伸长就不成正比了，所以每个物理规律都有它的适用范围。思路点拨：要注意的是要区分弹簧的长度与形变量，形变量等于弹簧的长度与原长差的绝对值，不要将它们混淆。同弹簧受到的拉（压）力成正比的是形变量，而不是弹簧的长度。思路点拨：对于此类问题要注意先了解一个大格代表多少牛,一个小格代表多少牛,尤其要注意的是有时一个大格不是由10个小格组成.【一箭双雕】下图是一位同学自制的弹簧测力计。请你简要地为它写出使用时必须注意的两个事项。（1） （2） 提示：本题有多个答案，下面提供若干个供参考。使用这个测力计，所测的力不能超过4N。测量前要将测力计的指针调到零刻线。测量前应先轻轻拉动挂钩几次，看其能否自由伸缩。测量时，拉力方向要与弹簧轴线相一致【易错解析】本题考察弹簧测力计的使用方法和注意事项，解题关键是理解弹簧测力计的测力原理，熟记弹簧测力计的使用方法及注意事项，本题的易错点是没有分析到弹簧测力计的弹簧有被外壳卡住的可能而认为B选项是多余的。【一箭双雕】如图甲所示的弹簧秤_（填“能”或“不能”）马上用来测力的大小，需要先_参考答案:不能;校零演练 请你过关斩将 （检验学习效果）一、基础知识 一点也不难1. 下列说法正确的是（）A.物体形变能产生力，这个力叫非弹性力 B.分子间的斥力与引力，压在物体表面上的力属于弹力C.作用在物体上的力越大，物体形变就越小 D.弹簧测力计利用了物体的形变与力的关系2. 下图中，所表现的力不是弹力的是（ ）3. （04太原）如图所示，一物体挂在弹簧测力计下端，物体对弹簧测力计拉力的大小为（ ）A4.4NB39NC36ND3.3N4. 有一把弹簧秤，秤钩上不施加力时，指针不是指在零刻度位置，而是指在0.2牛的位置，此时用手拉弹簧秤秤钩，使弹簧秤的示数为4牛，则手拉弹簧的力是( )A.4.2牛 B.4牛 C.3.8牛 D.无法判断5. 弹簧秤弹簧断了，拆去断掉的较短部分，把剩下的较长部分弹簧仍装在原来的弹簧秤上零点校正后，用它测力，结果( )A.测量值比实际值大 B.测量值比实际值小C.测量值和实际值相等 D.以上情况都可能6. 使用弹簧秤应注意：（1）使用前首先要观察它的_和_ ，所测拉力_应在弹簧秤的_之内。 （2）测量前应调节弹簧秤面板，使指针指在_处。 （3）使用弹簧秤测力时，拉力方向应和弹簧秤_一致。 （4）读数时，眼睛的视线要跟弹簧秤的_所指示的位置_。 7. （04广州课程标准）王芳同学在研究弹簧的伸长与拉力大小的关系实验时，得到如下数据：拉力的大小（N）02468弹簧的长度（cm）1516171819弹簧的伸长（cm）0实验结束后，加在弹簧自由端的拉力消失，弹簧长度回到15cm。请你对表中的弹簧的长度数据进行研究，填写对应的弹簧的伸长数据。并分析弹簧的伸长与拉力大小之间的关系，结论是： 。二、能力提升（共30分）努力就会做8. 一个弹簧秤，如下图所示，在不加力时，指针指在A处，当加4牛的拉力时，指针指在B处(1)画出最小刻度为0.2牛的测力计的刻度. (2)画出用它测3.6牛拉力时指针所指的位置. 9. 同学用最大刻度为5N的弹簧测力计测量不同的物体所受的重力，实验时，他用手拿住弹簧测力计的外壳测得如下数据，他去掉最后一次600g的砝码后，指针回到0.2N的读数处：.指出该同学操作错误所在，去掉错误部分，你从这个实验中能得到什么结论？弹簧测力计使用过程中还要注意哪些问题？（至少提出2点）10. （03天津市）在一定的拉力范围内，弹簧受拉力时伸长的长度可能与所受拉力的大小成正比。为了验证这个猜想，给你一根弹簧、一个铁架台、一把较长的刻度尺和几个相同质量的钩码，请你用这些器材设计一个实验验证这个猜想。要求写出实验步骤和需要测量的数据，并设计一个记录数据的表格。三、综合创新（10分）勇敢去尝试11. 如图所示，圆盘弹簧测力计示意图，弹簧上端通过一个螺旋固定在外壳上，L是这个螺旋的螺母，调节L，可以改变弹簧上端的上下位置。弹簧的下端通过卡子K和齿条相连，齿条紧贴在齿轮上，当齿轮上下移动时，便会带动齿轮转动，指针是固定在齿轮上的，齿轮转动，指针也跟着转动。因此，齿条上的钩子挂上一个重物时，指针就指着一定的示数。通常，L是安装在测力计的外面的，而K必须要打开外壳后才能调节。调节弹簧测力计的方法有以下四种：a.旋紧螺母，使弹簧上端往上移； b.放松螺母，使弹簧上端往下移c.把卡子K往上移，缩短弹簧的长度 d.把卡子K往下移，增加弹簧的长度（1）如果这个弹簧测力计在不测量时，指针不指零，而是指在大于零的位置，应如何调节？（2）如果这个弹簧测力计在不测量时指针指在零点，在测量标准10 kg重物的时，指针指着96N，应如何调节？ 帮你开拓视野胡克与弹性力定律胡克研制天文仪器时，接触到了弹簧。为了研究弹簧的性能，胡克做了许多实验。他把弹簧的一端悬挂起来，在另一端加重量，观察弹簧长度的变化。当他把多次实验数据列在一起的时候，他发现，弹簧上所加重量的大小与弹簧的伸长量成正比。这一发现，使胡克十分兴奋。弹簧的这种性质是不是对所有的弹性体都适用呢？胡克知道，必须用实验来证实自己的推理。他把表的游丝固定在黄铜的轮子上，加上外力使轮子转动，游丝便收缩或放松。改变外力的大小，游丝收缩或放松的程度也会改变。实验结果表明，外力与游丝收缩或放松的程度成正比。他又用612米长的金属线实验，发现金属线上受到的外力也是与金属线的伸长量成正比的。金属物质有这种性质，其他物质有没有呢？他找来一根干燥的木杆，将木杆水平放置，一端固定，另一端挂上重物，结果也是一样：所加重量的大小与木杆弯曲的程度也成正比。他还用丝、毛发、玻璃、土块等做实验。从实验中他得出：任何有弹性的物体，弹性力都与它伸长的距离成正比。1678年，胡克写了一篇弹簧论文，向人们介绍了对弹性物体实验的结果，为材料力学和弹性力学的发展奠定了基础。后人为纪念胡克的开创性工作和取得的成果，便把这个定律叫做胡克定律。参考答案：1. D 提示:弹簧测力计是利用弹簧的形变与受力大小之间的关系制成的2. C提示:电电体洗印小物体是电电磁作用里,不是弹力3. C4. C提示:弹簧测力计使用之前要校零,所以没有校零的要减去未挂重物时的示数.5. B提示:因为弹簧秤的原理是利用弹簧的伸长和所受拉力成正比的性质制成的,但剩下的弹簧接入后,由于分度盘没有改变,受到同样的力,伸长的总长度减少了,所以测量值比实际值小6. 量程 最小刻度 大小 测量范围 零刻度线 拉杆方向平行 刻度 垂直7.拉力的大小（N）02468弹簧的长度（cm）1516171819弹簧的伸长（cm）01234在一定范围内，弹簧的伸长跟拉力成正比8. (1) 将AB之间二十等分,一等分为0.2牛,每5等分为1牛, (2) 指针指在3大格,3小格处5N，3.8N 提示:利用弹簧的伸长和所受拉力成正比来计算.9. 错误是超过弹簧的测量范围了;在一定的拉力范围内，弹簧受拉力时伸长的长度可能与所受拉力的大小成正比。10. 实验步骤：（1）把弹簧的一端吊在铁架台上，用刻度尺测出弹簧的长度（2）在弹簧的下端挂上一个钩码（设重为G），测出此时弹簧的长度为（3）在弹簧的下端挂上两个钩码（设重为2G），测出此时弹簧的长度为（4）在弹簧的下端挂上三个钩码（设重为3G），测出此时弹簧的长度为分析：若有，说明弹簧的伸长量与所受的外力成正比表格：拉力弹簧长度l弹簧伸长量G2G3G11. （1）b. 提示:使弹簧指针在不挂重物时,指针指向零（2）a. d提示:保持弹簧的指针指在0刻度,同时让弹簧的受力长度适当增加,使挂10 kg重物时, 指针指着96N
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