7.2彈力（導學案）【學習目標】1.知道物體有彈性與塑性等不同的性質。利用生活經驗和實驗，說明彈性和塑性的不同。2.通過實驗了解彈力產生的原因，了解生活中常見的彈力。3.知道在彈性限度內，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量越長，并能通過實驗進行驗證。4.經歷使用彈簧測力計的過程，學會彈簧測力計的使用方法。【學習重點】學會使用彈簧測力計測量力的大小。【學習難點】彈力的概念與方向。【自主預習】閱讀教材，完成以下問題：1．物體受力后會發生形變，不受力時又能恢復到原狀的特性叫做彈性；有些物體變形后不能自動恢復原狀，物體的這種特性叫塑性。2．物體由于發生彈性形變而產生的力叫做彈力。物體間的彈力方向都與接觸面垂直。3．彈簧測力計是用來測量力的大小的工具。原理是：在彈性限度內，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量越長。4．彈簧測力計的使用方法①測量前，用手輕輕地來回拉動幾次，避免指針、彈簧和外殼之間的摩擦而影響測量的準確性。②看指針是否指在“0”刻度，要沿所測力的方向調“0”。③觀察彈簧測力計的量程和分度值，選擇量程合適的測力計。④測量時，要使彈簧測力計受力的方向沿彈簧的軸線方向；⑤讀數時，應保持測力計處于靜止或勻速直線運動狀態，視線必須與刻度盤垂直。【合作探究】探究一、彈力1.形變物體的形狀或體積的改變，叫做形變。（1）形狀的改變：指受力物體的外形發生變化，如物體發生伸長、縮短、彎曲等變化。（2）體積的改變：指受力物體的體積發生變化，如用力壓氣球，氣球體積變小（體積的改變一般包括形狀的改變）。2.探究彈性形變和塑性形變（1）探究活動：按下列要求做一做，觀察所發生的現象并記入表中。①用力拉彈簧；撤去力，觀察彈簧的形狀變化。②用力壓氣球；撤去力，觀察氣球的形狀變化。③用力捏橡皮泥；撤去力，觀察橡皮泥的形狀變化。④用力彎折鋁導線；撤去力，觀察鋁導線的形狀變化。⑤用手壓鋼尺；撤去力，觀察鋼尺的形狀變化。物體受力后的形狀物體受力后的形狀撤去力后的形狀用力拉彈簧，彈簧伸長了彈簧能（能/不能）恢復原狀用力壓氣球，氣球變形氣球能（能/不能）恢復原狀用力捏橡皮泥，橡皮泥變扁了橡皮泥不能（能/不能）恢復原狀用力彎折鋁導線，鋁導線變彎鋁導線不能（能/不能）恢復原狀用手壓鋼尺，鋼尺變彎鋼尺能（能/不能）恢復原狀【想一想】上面這些形變有什么相同點和不同點？相同點：這些物體受力后都發生了形變。不同點：彈簧、氣球、鋼尺發生形變后，能恢復原狀；橡皮泥、鋁導線發生形變后，不能恢復原來的形狀（均選填“能”或“不能”）。（2）探究歸納物體受力時會發生形變，不受力時，有的物體能自動恢復到原狀，這樣的形變稱為彈性形變；有的物體不能自動恢復到原狀，這樣的形變稱為塑性形變。【想一想】下列物體的形變哪些屬于彈性形變？塑性形變？拍籃球沙灘腳印彎曲的弓【答案】被拍的籃球、彎曲的弓屬于彈性形變；沙灘腳印屬于塑性形變。（3）形變的普遍性任何物體受力都能發生形變，不過有的形變比較明顯，可以直接看見；有的形變極其微小，要用特殊的方法將其微小形變放大后才能顯示出來。【做一做】將橢圓形厚玻璃瓶灌滿水，把細玻璃管通過帶孔的橡皮塞插入瓶中。用力捏厚玻璃瓶，觀察細管中水面的高度如何變化。用力捏玻璃瓶，使玻璃瓶的形狀發生變化，細管中的會水面升高，停止捏玻璃瓶，玻璃瓶恢復原狀，細管中的水面恢復到原來的位置。實驗中采用了放大法，把玻璃瓶的形變放大了。3.彈性和塑性（1）彈性：物體受力時發生形變，不受力時又恢復到原來的形狀，物體的這種性質叫做彈性。例如彈簧、氣球、鋼尺等。（2）塑性：有些物體，形變后不能自動地恢復到原來的形狀，物體的這種特性叫做塑性。例如橡皮泥、鋁導線等。（3）彈性限度：物體的彈性有一定的限度，超過這個限度，撤去力后物體也不能恢復到原來的形狀。例如使用彈簧時不能超過它彈性限度，否則會使彈簧損壞。4.彈力（1）彈力：物體由于發生彈性形變而產生的力叫彈力。我們拉長彈簧、壓縮彈簧、拉橡皮筋時，可以感受到它們對手有力的作用，這就是彈力。（2）彈力產生的條件一是兩物體直接接觸；二是物體間要發生彈性形變，二者缺一不可。彈力是接觸力，物體間不接觸不會產生彈力，但相互接觸的物體間不一定產生彈力。【想一想】在水平地面上，有兩個籃球剛好接觸，它們之間有沒有彈力呢？【分析】它們之間沒有彈力。盡管剛好接觸，但是兩個籃球間沒有（有/沒有）發生形變，所以沒有彈力。（3）對彈力的理解①彈力是一種常見的力，我們平時所說的推力、拉力、壓力和支持力，都屬于彈力的范圍。②對一個彈性物體來說，在彈性限度內，物體彈性形變程度越大，其產生的彈力越大。③彈力是由于物體發生彈性形變而產生的，因此彈力的施力物體是發生形變的物體，受力物體是與它接觸使其形變的物體。例如，汽車對地面的壓力，是汽車發生彈性形變，汽車是施力物體，地面是受力物體。（4）彈力的方向以水杯放在木板上為例，分析水杯和木板間發生的彈力情況。注意用“隔離法”進行分析。以水杯為研究對象：因為水杯使木板發生了彈性形變，木板要恢復原狀，所以會對水杯產生一個豎直向上的彈力，習慣叫支持力。以木板為研究對象：因為木板使水杯發生了彈性形變，水杯要恢復原狀，所以水杯會對木板有一個豎直向下的彈力，習慣叫壓力。因為物體形變的方向與水平面垂直，所以杯子放在水平木板上時，杯子和木板間的彈力方向都與水平面垂直。【結論】物體間的彈力方向都與接觸面垂直，與物體形變的方向相反。①壓力：作用點在被壓物體的表面，方向垂直于接觸面指向被壓物體。②繩的拉力：作用點在繩與被拉物體的接觸點上，方向沿著繩子指向繩子收縮的方向。支持力：作用點在支持物體與被支持物體的接觸面上，方向垂直于接觸面，指向被支持物體。【例題1】運動員站在跳板上，人與跳板間發生了力的作用。①由于人壓在跳板上，跳板發生_____，要向____（選填“上”或“下”）恢復原狀，所以對人產生了力的作用，這個力通常叫做______。②由于跳板對人有向上的支持力，人也要發生形變，由于人要向____（選填“上”或“下”）恢復原狀，所以會對跳板產生力的作用，這個力通常叫做_______。【答案】①形變，上，支持力；②下，壓力；③是，是。【解析】①由于人壓在跳板上，跳板發生形變，要向上恢復原狀，所以對人產生了一個向上的支持力（F支），支持力是彈力。②由于跳板對腳有向上的支持力，腳也要發生形變，要向下恢復原狀，所以對跳板產生了向下的壓力（F壓），壓力也是是彈力。③跳板對人的支持力F支與人對跳板的壓力F壓是相互的二力，因物體發生彈性形變產生的，所以都是彈力。【例題2】如圖所示，一根彈簧，一端固定在豎直墻上，在彈性限度內用手水平向右拉伸彈簧的另一端，下列有關“彈簧形變產生的力”的描述正確的是（）A．手對彈簧的拉力B．墻對彈簧的拉力C．彈簧對手的拉力D．以上說法都不正確【答案】C.【解析】“彈簧形變產生的力”，是指彈簧發生彈性形變對其他物體（手或墻）施加的彈力，所以施力物體為彈簧，受力物體為手（或墻壁）。故C正確。探究二、彈簧測力計測量力的大小的工具叫做測力計。生活中的測力計有多種，如圖所示，常見的有握力計、彈簧秤、托盤秤等。物理實驗室中常用的測力計是彈簧測力計。

握力計彈簧秤托盤秤2.彈簧測力計的結構常用的彈簧測力計的主要構造有彈簧、指針、刻度盤、掛鉤等。如圖所示是實驗室常用的一些彈簧測力計。一些彈簧測力計一些彈簧測力計3.實驗“探究彈簧測力計的測力原理”【提出問題】你有沒有發現？在生活中，用力拉一根彈簧時，用的力越大，彈簧伸的越長。彈簧伸長的長度與受到的拉力是什么關系？下面一起探究彈簧伸長的長度與受到的拉力的關系。【設計實驗】本實驗需要研究彈簧的伸長量與拉力的關系，拉力的改變通過在彈簧下每次增加兩個鉤碼（每個鉤碼對彈簧的拉力均為）來實現；彈簧的伸長量通過利用刻度尺測量彈簧的長度得出，裝置如圖所示。

【實驗器材】彈簧、鉤碼（數個）、鐵架臺、刻度尺等。【進行實驗】實驗次數實驗次數1234567拉力F/N0123456彈簧伸長量ΔL/cm0（1）將彈簧懸掛在支架上，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態時的長度L0，即原長，記入表格中；（2）在彈簧下掛2個鉤碼，通過刻度尺讀出彈簧的伸長量△L，記入表格中。（3）在彈簧下每次增加2個鉤碼，通過刻度尺讀出每次彈簧的總伸長量，記入表格中。（4）實驗完成后，將所有鉤碼取下，觀察彈簧的形狀。【數據處理】根據實驗數據，以拉力F為橫坐標，彈簧的伸長量ΔL為縱坐標，畫出彈簧伸長量ΔL與彈簧受到的拉力F的關系圖象。【分析論證】分析圖像可知，在0～6N的范圍內，圖像是一條過原點的傾斜的直線，說明彈簧的伸長量與拉力的大小成正比。【實驗結論】通過實驗可以發現，在彈性限度內，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量就越長，且彈簧的伸長量與彈簧受到的拉力成正比，這就是彈簧測力計的測力原理。【交流與評估】當彈簧超過彈性限度時，彈簧的伸長量與所受拉力不再成正比關系，撤去外力，彈簧也無法恢復到原來的形狀。4.彈簧測力計的使用方法（1）使用前①沿彈簧的軸線方向輕輕來回拉動掛鉤幾次，放手后觀察指針能否回到原來指示的位置，以防止彈簧卡殼。②認清零點（調零）：測力前檢查彈簧測力計的指針是否指在零刻度線上，如果不在，應該把指針調節到零刻度線上。③認清量程：加在彈簧測力計上的力不允許超過它的最大測量值，否則會損壞彈簧測力計。④認清分度值：使用前要認清每個小格表示多少牛。（2）使用時①拉力的方向與彈簧的軸線方向一致，以免掛鉤桿與外殼之間產生過大的摩擦。②讀數時，視線要與指針對應的刻度線垂直。③記錄數據要帶單位。讀數時，不需要估讀。④待測的力（物體）一定要在彈簧測力計的掛鉤一端，嚴禁倒掛。

5.實驗——練習使用彈簧測力計（1）用手拉彈簧測力計的掛鉤，并分別使指針指到1N、3N、5N的位置，感受1N、3N、5N的力。（2）測量身邊小物體對彈簧測力計的拉力。①把文具袋懸掛在彈簧測力計的掛鉤上，文具袋對彈簧測力計的拉力F1=。②用彈簧測力計沿水平方向拖動桌面上的文具袋，測量文具袋對彈簧測力計的拉力F2=。【例題3】關于如圖所示的彈簧測力計，以下說法正確的是（）A．彈簧測力計的量程及最小分度值分別是0～5N和1NB．彈簧測力計的彈簧伸長越長，它所受的拉力就越大C．使用彈簧測力計只能測出豎直方向上的拉力而無法測出水平方向上的拉力 D．量程大的測力計彈簧長度一定比量程小的測力計彈簧長度長【答案】B.【解析】A.由圖示彈簧測力計可以看出，其量程為0～5N，分度值為。故A錯誤；B.彈簧測力計是根據彈簧受到的拉力越大，彈簧伸長的越長這個道理做成的；故B正確；C.使用彈簧測力計既能測出豎直方向上的重力，又能測出水平方向上的拉力，只要掛鉤與外殼平行即可，故C錯誤；D.量程是彈簧測力計所能測的最大力，與彈簧的長度無關，量程大的彈簧長度不一定比量程小的彈簧長度大；故D錯誤。所以選B。例題3例題3圖例題4圖【例題4】某同學在探究彈簧的伸長與所受拉力的關系時，得到如圖圖象。請回答下列問題：（1）這根彈簧的原長是cm，拉力為6N時，彈簧長度比原長長了cm，彈簧發生了形變；（2）當這根彈簧的長度為4cm時，此時彈簧受到的拉力為N；（3）分析圖象及有關數據，可以得出結論是。【答案】（1）2，3，彈性；（2）4；（3）在彈性限度內，彈簧的伸長與受到的拉力成正比【詳解】（1）由圖可知，當拉力為0時，彈簧的長度為2cm，這就是它的原長。由圖知，拉力為6N時，彈簧長度是5cm，彈簧長度比原長伸長的長度為Δl=l-當撤去外力后，彈簧會恢復原來的形狀，所以彈簧發生的是彈性形變。（2）由以上分析知，當拉力為6N時，彈簧伸長了3cm，故拉力每增加2N，彈簧的長度伸長1cm，所以當彈簧的長度為4cm時，彈簧伸長了2cm，此時彈簧受到的拉力為4N。（3）從圖中可以看出，在拉力不大于6N的范圍內，彈簧受到的拉力增大為原來的幾倍，彈簧伸長的長度也變為原來的幾倍，所以可以得出結論為：在彈性限度內，彈簧的伸長量與拉力成正比。6.材料的力學性能【閱讀課本第7頁《科學世界》】—材料的力學性能回答：什么是材料的力學性能？具有特殊力學性能的新材料有什么特點？（1）材料的力學性能材料的力學性能，是指材料受力時的變形行為及其抵抗破壞的能力，通常包括彈性與塑性、脆性與韌性等。無論是何種材料，一般受力時都要發生形變。有的會發生彈性形變，有的會發生塑性形變。不同材料發生彈性形變、塑性形變的難易程度不同。有些材料當受力達到一定值時，會發生突然斷裂，且無明顯的塑性形變，這種性質叫做脆性。例如，輕輕一掰，餅干就會變成碎片。（2）力學性能是選擇材料的重要指標1986年1月28日，挑戰者號航天飛機在升空時意外爆炸，舉世震驚。在隨后的事故調查中，物理學家費恩曼用一個簡單的實驗說明了問題的原因：航天飛機上有一個環形圈零部件，它嵌在火箭兩個部件的接合處，以防止燃料在燃燒時從縫隙泄漏出來。發射當天的天氣非常寒冷，環形圈變得非常堅硬，密封效果變差，造成燃料泄漏，釀成慘劇。隨著科技的發展，人們逐漸發明了很多具有特殊力學性能的新材料。有的材料不但很輕，而且強度很高，例如鋁合金、碳纖維等。有的合金材料還具有形狀記憶功能，用這種材料制作的產品，經過冷卻，可以揉做一團，等到受熱后，形狀會自動恢復。【精講點撥】1．判斷彈力產生的依據：①物體間是否直接接觸。彈力是接觸力，不相互接觸的物體之間是不會發生彈力作用的。②接觸處是否相互擠壓或拉伸。2．有些物體的形變是微小的，人眼不能觀察到。任何物體在彈性限度內都能發生彈性形變，只不過有的物體形變不明顯，不易直接觀察到。3．彈力的方向與物體形變的方向相反，與接觸面垂直。4．彈簧的伸長（量）是指彈簧伸長的長度，不包括彈簧的自身長度．【歸納整理】彈簧測力計的原理彈力彈簧測力彈簧測力計的原理彈力彈簧測力計的使用彈力①彈性：物體受力發生形變，不受力能自動恢復原狀.②塑性：物體形變后，不能自動地恢復到原來的形狀.③彈力：物體由于發生彈性形變而產生的力；方向：與物體發生形變的方向相反，與接觸面垂直；大小：與彈性、形變的程度有關。在彈性限度內，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量就越長，且彈簧的伸長量與彈簧受到的拉力成正比。①測量前，沿彈簧的軸線方向輕輕來回拉動掛鉤幾次，放手后觀察指針能否回到原來指示的位置，以防彈簧卡殼。②看指針是否指在“0”刻度，要沿所測力的方向調“0”。③觀察彈簧測力計的量程和分度值，選擇的量程合適。④測量時，要使拉力的方向沿彈簧的軸線方向。⑤讀數時，應保持彈簧測力計處于靜止或勻速直線運動狀態，視線與刻度盤垂直。【課堂練習】1.下列關于彈力的說法中，正確的是（）A．相互接觸的物體之間一定存在彈力作用B．只有受彈簧作用的物體才受到彈力作用C．只有相互接觸并發生彈性形變的物體間才存在彈力作用D．彈簧的彈力總是跟彈簧的長度成正比【答案】C【詳解】A．相互接觸的物體如果不發生形變，物體間不存在彈力作用，故A錯誤；B．只要兩物體直接接觸且發生形變，兩物體間就會產生彈力作用，彈力的產生并不只局限于彈簧，故B錯誤；C．產生彈力的條件：相互接觸并發生彈性形變，所以只有相互接觸并發生彈性形變的物體間才存在彈力作用，說法正確，故C正確；D．在彈性限度內，彈簧的彈力與彈簧的伸長量或壓縮量成正比，并不是與彈簧的長度成正比，故D錯誤。故選C。2.下列現象中屬于彈性形變的是（）A．用面團捏一只小白兔 B．用橡皮泥捏一個小泥人C．用力拉弓把箭射出 D．用力把彈簧拉直【答案】C【詳解】A．用面團捏一只小白兔，撤去外力后，小白兔的形狀不變，是塑性形變，故A不符合題意；B．用橡皮泥捏一個小泥人，撤去外力后，小泥人的形狀不變，是塑性形變，故B不符合題意；C．用力拉弓把箭射出后，弓恢復形狀，故是彈性形變，故C符合題意；D．用力把彈簧拉直，超過了彈簧的彈性限度，彈簧不會恢復形變，故是塑性形變，故D不符合題意。故選C。3.用力壓橡皮泥，如圖甲所示；在彈簧的彈性限度內，用力壓或拉彈簧，如圖乙所示.以下說法正確的是（）A．圖甲中，手對橡皮泥的壓力不是彈力B．圖乙中，用力壓彈簧，彈簧對手沒有產生彈力C．圖乙中，只有用力拉彈簧才能說明力可以使物體形變D．圖乙中用力拉彈簧，當兩手拉開的距離越大感到越費力，是因為彈簧被拉得更長【答案】D.【詳解】A．圖甲中，手對橡皮泥施加壓力的同時，橡皮泥也在對手施加力，力的作用是相互的，手由于受力發生彈性形變，所以產生彈力，所以手對橡皮泥的壓力是彈力，故A錯誤；B．圖乙中，用力壓彈簧的同時，彈簧也在對手施加力，力的作用是相互的，彈簧由于發生彈性形變產生彈力，所以彈簧對手有產生彈力，故B錯誤；C．圖乙中，對彈簧施加拉力或者壓力都可以使彈簧發生形變，故C錯誤；D．圖乙中用力拉彈簧，彈簧被拉得更長，彈性形變程度越大，彈簧產生的彈力就越大，所以拉開彈簧就感到越費力，故D正確。故選D。4.一個足球放在一塊長木板上，如圖所示，木板和足球均發生了彈性形變，關于它們彈力的情況，以下說法錯誤的是（）A．足球受到的支持力是木板產生的彈力B．足球產生的彈力是由于足球的形變造成的C．木板形變是由于木板產生彈力造成的D．足球產生的彈力就是足球對木板的壓力【答案】C。【解析】木板和足球均發生了彈性形變，他們之間有彈力的作用。A．足球受到的支持力是木板產生的彈力，該選項正確。B．足球產生的彈力是由于足球的形變造成的，該選項正確。C．木板形變是由于足球產生彈力造成的，不是木板產生彈力造成的，該選項錯誤。D．足球產生的彈力向上，就是足球對木板的壓力，該選項正確。所以選C。5.如圖所示，用手拉彈簧或用手壓彈簧時，彈簧發生（填“彈性”或“塑性”）形變；這時彈簧對手產生彈力，它的方向與手對彈簧作用力的方向（填“相同”或“相反”），而且彈簧的形變越大，這個力就越（填“大”或“小”）。【答案】彈性，相反，大。【詳解】彈簧受力發生形變，不受力時能恢復原狀，所以彈簧的形變是彈性形變。用手拉彈簧時，彈簧發生了彈性形變，彈簧由于要恢復原狀就會對跟它接觸的物體產生一個力的作用，這個力就是彈力；人手的拉力方向是向上的，而彈力的方向是向下的，彈力的方向與手的拉力方向是相反的。在彈性限度內，彈簧的形變越大，產生的彈力就越大。6.如圖a是使用彈簧測力計測力時的情景，請指出圖中存在的操作錯誤：。糾正錯誤后在彈簧測力計下掛一物體（如圖b所示），當物體靜止時，彈簧測力計的示數為N。若將此彈簧測力計、物體如圖c所示進行測量，靜止時測力計的示數與b相比將（變大/不變/變小）。【答案】拉力方向沒有與彈簧的軸線方向一致，2，變大。【詳解】為減少彈簧與外殼之間的摩擦，防止掛鉤被卡住，拉力方向應與彈簧的軸線方向一致，如圖所示，存在的操作錯誤為拉力方向沒有與彈簧的軸線方向一致。如圖所示，彈簧測力計每大格為1N，平均分成5小格，即分度值為，示數為2N。將彈簧測力計倒置，彈簧承受的拉力為物體與彈簧測力計外殼的總重力，所以靜止時測力計的示數與b相比將變大。7.在“用彈簧測力計測量力的大小”實驗中：①根據力的作用效果可以對力的大小進行測量。彈簧測力計能夠測量力的大小，利用的是____。A.力可以改變彈簧的形狀B.力可以改變彈簧的運動方向C.力可以改變彈簧的運動快慢②在進行圖所示的實驗前，應將彈簧測力計沿________方向放置，然后進行調零。③小武同學猜想：用兩個不同的彈簧測力計，分別測量相同的力，示數可能不同。以下設計中，能驗證該猜想的是__________。A.測量一根頭發能承受的拉力B.測量同一個木塊受到的重力C.測量讓小武感受相同的拉力D.測量拉動同一個木塊的拉力【答案】①A；②水平；③B.【解析】①彈簧測力計能夠測量力的大小，利用的是力可以改變彈簧的形狀，與運動狀態無關；②進行圖所示的實驗前，由于是水平測量力，所以應將彈簧測力計