师:上课,同学们好,请坐。我们知道力能使物体发生形变,那么看起来比较硬的物体也会发生形变吗?我们来进行一个活动,先用手指戳戳自己的脸,再捏捏手边的玻璃杯。大家有什么感觉?
生:脸陷下去又恢复了,但玻璃杯捏不动。
师:那么肉眼看不到的,就一定没有发生形变吗?
生:应该是的,否则玻璃杯要坏了。
师:好,我们一起验证一下,进入《弹力》的学习。
师:这里是一个椭圆的玻璃杯,里边盛水红色墨水,上边有一根细管,可以看到液柱稳定在一个位置。如果按压玻璃杯两侧,液面有变化说明玻璃杯发生了形变。谁想来试一试?
(学生操作)
生:液柱明显升高了。
师:对,这次我们再来捏另外圆弧的两侧。
生:液面下降了。
师:这是为什么呢?两次不同的现象共同说明了什么呢?
生:我明白了,由于按压圆弧时,玻璃瓶发生形变,容量略微变大,所以液面下降。
生:所以两次不同的现象共同说明了在力的作用下,物体会发生微小的形变。
师:很好,那么物体发生形变后是否一定会完全恢复原状呢?
生:不一定。
师:请举例说明。
生:有些能恢复原状,如刚才的玻璃瓶、弹簧、撑杆跳高时的杆、弯弓射箭的弓。
生:像橡皮泥、面团这些不能恢复原状。
师:表述非常精准,所以形变可以分为两类,物理上把能完全恢复形变的称为弹性形变,把不能完全恢复形变的称为塑性形变也称为范性形变。
师:那么发生形变的物体在恢复形变时对与之接触的物体有什么影响?请举例说明。
生:像撑杆跳高时,杆在恢复形变时会把运动员举高;弯弓射箭时,弓在恢复形变时会给箭一个作用力,所以物体在恢复形变时会挤压,因此应该会产生力的作用。
师:很好,谁能概括这一类力的作用过程。
生:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用。
师:总结很到位,这种力称为弹力。结合刚才的两个例子,弹力产生的条件有哪些呢?
生:要发生弹性形变。
生:还要有与之接触的物体。
师:非常严密,力是物体对物体的作用,所以必须要有与之接触的物体。这两个条件就是弹力产生的前提。那么弹力的方向又是如何的呢?
生:既然是恢复形变,那么弹力应该沿着它的恢复形变的方向。
师:思考得很细致,下面我们来看几组图,看完之后,大家前后四个人分组讨论,尝试总结出弹力的方向。现在开始。
组 1:第一组面面接触,弹力方向沿恢复形变方向,因此弹力方向垂直于接触面指向受力物体。
师:非常好,那对于点与面的接触呢?我们看第二幅图。
组 2:应该还是垂直于接触面,指向受力物体。
师:没错,弹力的方向沿着恢复形变的方向。
师:老师再考考大家,绳子的弹力呢?
生:沿着绳子收缩的方向。
师:看来大家已经会判断弹力方向了。
师:现在我们来看 PPT 上呈现的几种情况,判断弹力的方向。
师:好的,看来大家对本节课知识掌握的很好。
师:大家都学到了什么呢?
生:弹力的概念、条件
生:弹力的方向
师:很好,大家总结很全面。
师:这节课我们探究了弹力的产生条件及方向。那么大家思考一下弹力的大小可能与什么因素有关。今天的课就到这里,下课。