2 弹力 教学设计 教案

2 弹力 教学设计 教案（精选9篇）

2 弹力 教学设计 教案 第1篇

教学准备

1.教学目标

知识与技能

1．知道弹力产生的条件．

2．知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向． 3．知道形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律．会用胡克定律解决有关问题．

过程与方法

1．通过在实际问题中确定弹力方向的能力． 2．自己动手进行设计实验和操作实验的能力．

3．知道实验数据处理常用的方法，尝试使用图象法处理数据． 情感态度与价值观

1．真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用．在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣，培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯．

2．从任何物体都能发生形变人手，培养学生实事求是的世界观．认识事物本来面目，不被

2.教学重点/难点

教学重点

1．弹力有无的判断和弹力方向的判断． 2．弹力大小的计算． 3．实验设计与操作． 教学难点

弹力有无的判断及弹力方向的判断．

3.教学用具

多媒体、板书

4.标签 教学过程

一、弹性形变和弹力

1.基本知识(1)形变

①形变：物体在力的作用下形状或体积的变化．

②弹性形变：物体形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变． ③弹性限度

当形变超过一定限度时，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度．

(2)弹力

①定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力． ②方向

a．压力和支持力的方向垂直于物体的接触面． b．绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向． 2．思考判断

(1)若两物体间存在弹力，则它们一定接触．(√)(2)只要物体接触，物体间就存在弹力．(×)(3)平常我们说的物体间的压力和支持力都是弹力，绳中的张力叫绳的弹力．(√)探究交流

如图，弹簧被压缩后能使小车向右运动，橡皮泥被压缩后不能使小车向右运动，弹簧和橡皮泥被压缩后产生的效果为什么会不同？

【提示】弹簧被压缩后发生弹性形变，由于恢复原状，对小车产生弹力，使小车向右运动，橡皮泥被压缩后发生的形变不能恢复原状，对小车没有弹力，所以橡皮泥被压缩后不能使小车再向右运动.二、胡克定律 1.基本知识(1)内容

弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．(2)公式

F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度．

(3)适用条件：在弹簧的弹性限度内． 2．思考判断

(1)弹簧的弹力总是与其形变量成正比．(×)(2)对某一只弹簧，把它拉的越长，其劲度系数k越大．(×)(3)弹簧的劲度系数与弹力大小无关．(√)探究交流

同一只弹簧，在弹性限度内对它的拉力越大，它就越长，弹簧越长，反映了弹簧的弹力越大，如图所示．弹簧的弹力大小是否与其长度成正比？

【提示】胡克定律给出了在弹性限度内弹簧弹力大小与弹簧长度变化量的关系，即F＝kx.其中当弹簧伸长时．式中x＝l－l0，l、l0为弹簧现在和原来的长度，所以F＝k(l－l0)，因此弹力大小是与(l－l0)成正比，而不是与弹簧长度(l)成正比．

三、弹力有无的判断 【问题导思】

1．物体发生形变就有弹力吗？

2．弹力产生的直接原因是受力物体发生了形变，还是施力物体发生了形变？ 3．相互接触的物体间一定存在弹力作用吗？ 1．直接法

对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生的条件判断．(1)物体间相互接触．(2)发生弹性形变．

注意：两个条件必须同时满足才有弹力产生． 2．特殊法

【审题指导】(1)观察各图，a、b板都与小球接触，满足了弹力产生的一个条件．(2)用假设法判断有无弹力． 【答案】 A

判断弹力有无的两大误区

1．误认为只要有接触一定存在弹力作用，而忽略了弹力产生的另一个条件——发生弹性形变．

2．误认为有形变一定有弹力，忽略了弹性形变与范性形变(撒去外力后不能恢复原状的形变)的区别．

四、弹力方向的确定 【问题导思】

1．弹力的方向与哪个物体形变的方向相反？ 2．绳子拉力的方向有什么特点？

3．轻杆产生的弹力的方向一定沿着杆的方向吗？ 1．弹力方向的特点

物体所受弹力的方向总是与物体形变的方向相反，弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向．

2．判断方法

(1)绳子只能受拉力而发生形变，即绳子只能承受拉力．因此绳子拉物体的弹力的方向总是沿着绳子指向其收缩的方向．

(2)物体放在支持物上，支持物因其形变而产生弹力——作用在物体上的支持力，这种弹力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体．

3．判断步骤：明确被分析的弹力→确定施力物体→分析施力物体的形变方向→确定该弹力的方向．

4．常见弹力方向归类总结

弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上，几种常见情况如下表：

弹簧既能伸长，也能缩短，即弹簧的弹力既能充当推力，也能充当拉力．绳或细线只能伸长，不能缩短，因此绳或细线上的弹力只能充当拉力．

例：在半球形光滑容器内放置一细杆，细杆与容器的接触点分别为A、B两点，如图所示，容器上A、B两点对细杆的作用力的方向分别为()

A．均竖直向上 B．均指向球心

C．A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力竖直向上

D．A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力垂直于细杆向上 【审题指导】 审题时注意以下两点，(1)细杆与容器在A、B两点均为点面接触．(2)支持力的方向垂直支持面指向被支持的物体． 【答案】 D

五、胡克定律的应用

例：如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别 为k1和k2.上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧．在这个过程中下面的木块移动的距离为()

【答案】 C

应用胡克定律F＝kx时注意的问题 1．弹簧发生形变时必须在弹性限度内．

2．x是弹簧的形变量，不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度．

3．由于F1＝kx1，F2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝kΔx，因此，弹簧上弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比关系，即ΔF＝kΔx.课堂小结

板书

2 弹力 教学设计 教案 第2篇

1.教学目标

1.1 知识与技能：

知道形变和弹性形变，能识别常见的形变。知道任何物体都会发生形变。知道弹力及弹力产生的条件，会判断弹力的有无及弹力的方向。知道胡克定律的图象的意义，掌握利用图象法计算劲度系数的方法。1.2过程与方法 ：

根据弹力产生的条件分析弹力方向的能力。

通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验，培养学生自己动手设计实验和操作实验的能力，提高学生自主、探究和合作学习的能力。

知道实验数据处理中常用的方法，尝试使用图象法进行处理数据。1.3 情感态度与价值观 ：

真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程中的重要作用。在用简单器材显示微小形变的过程中，体会放大法的实验思想，感受学习物理的乐趣。

通过学习弹力在生产和生活中的应用，发展将知识服务于人类的愿望。

从任何物体都能发生形变入手，培养学生用实事求是的科学态度去认识事物本来面目，不被表面现象所迷惑的科学观。

2.教学重点/难点

2.1 教学重点

弹力有无的判断和弹力方向的判断。

自主设计实验探索弹簧的弹力与伸长量的关系及实验操作。2.2 教学难点

弹力有无的判断及弹力方向的判断。

3.教学用具

多媒体，教学用直尺、小车、弹簧、钩码等

4.标签 教学过程

6.1 引入新课

【师】现在同学们手中都有一个小弹簧，试着去拉一拉它，或者去压一压它。手心里有什么感觉？压弹簧的时候是不是感觉被顶着？拉弹簧的时候呢，手指有什么感觉？

【生】有一股力拽着。

【师】对了，这就是我们今天要学习的弹力。同时大家也有一块橡皮泥，也去捏一捏，试试，橡皮泥能恢复原状吗？

【生】不能。

【师】能恢复原状的形变，叫弹性形变；不能恢复原状的形变，叫非弹性形变。生活中弹性形变有很多。比如：钓鱼时钓鱼杆的形变，绳的扭转，皮球与地面接触时，网球与球拍接触时都有形变。

6.2 新知介绍

一、弹力

【师】像钢尺、跳板、弓箭等受到力的作用时发生了形变，撤去外力后物体会自动恢复到原来的形状；而橡皮泥、铁丝变弯在受到力变形后不能自动恢复到原来的状态。将钢尺等发生的形变称为弹性形变，而橡皮泥发生的形变称为非弹性形变或叫塑性形变。

有时也会出现这样的情况，在拉一个橡皮筋时，如果用力过大，橡皮筋就会被拉断，这时就不能恢复原来的状态了，也就是说物体的弹性有一定的限度，超过了这个限度也就不能完全复原，甚至可能使物体损坏，将这个限度称为弹性限度。

【师】 发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生一个力的作用，就叫弹力。

施力物：发生弹性形变的物体 受力物：与它接触的物体 产生弹力的条件：（1）相互接触；

（2）发生弹性形变（发生挤压或拉伸）。【师】这里要注意：

弹力是接触力，弹力只能存在于物体的相互接触处，但相互接触的物体之间，并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触，还要有相互作用。

【弹力的三要素】

（1）大小：同一物体，弹性形变越大，弹力越大；（2）方向：与形变方向相反，与恢复原状方向相同；（3）作用点：接触面上。

常见的弹力：压力、支持力、绳的拉力、推力等。

【师】现在我们将一个物体放在直尺上，直尺发生形变而产生弹力。类似的，将同一物体放在桌面上，桌面是否发生形变而产生弹力呢？肉眼并不能察觉这样细微的形变，但是我们可以通过一些实验来将这个变形的效果放大。

【实验】

在一个大桌上放两个平面镜，用小型激光源发射激光照射平面镜M，用力压桌面，让一束光依次被两面镜子反射，通过反光镜的放大原理可以使墙上的光点移动很大的距离。

【实验】

如图所示，用手压扁平瓶子半长轴的不同部位，以细线标记处为基准点，发现细管中的液面上升或下降，通过观察液面的升降也可以放大瓶子发生形变。

【师】上面这两个实验利用的就是微观放大的物理思想方法。

二、弹簧秤

【师】下面我们来介绍一下测量力的工具：测力计。

力可以用F表示，力的单位是牛顿，简称牛，符号用N表示。原理：

定性原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长。定量原理：在弹性限度内，弹簧的伸长和拉力成正比。下面我们来观察下弹簧秤的外型。

构造：圆环、外壳、指针、刻度、挂钩、弹簧轴线等。弹簧秤的使用：

先观察：量程、分度值、指针是否对准零刻度线。

测量前，沿弹簧的轴线方向轻轻来回拉动挂钩几次，放手后观察指针是否能回到原来指示的位置，以检查指针、弹簧和外壳之间是否有过大的摩擦；

再调零；

使用时，力的方向与弹簧轴线一致；

【师】弹簧测力计在水平方向可以使用吗？斜着呢？ 【生】可以水平拉，斜着也能拉

【师】在水平面使用时指针是否仍然在零刻线？可以直接使用吗？ 【生】不在零刻度了。所以不能直接使用，要调零。【师】

前面学习天平使用我们知道，如果天平从一个水平桌面搬到另外的桌面需要重新调零。一样的，弹簧测力计在不同方向使用时，也需要重新调零。

读数时：视线与刻度面垂直。读数时，看清弹簧测力计上所标注的单位，知道面板上的数字是表示多大的力，除此之外，还要看清面板上的刻度，知道刻度线的分度值。

【师】测力计是不是只能测弹力呢？ 测力计倒置时有什么现象？为什么？ 【生】会发现指针不在零刻度了，因为重力对弹簧的影响，指针指示的值为秤壳重。【师】那是否依然可以测量力？

【生】可以测，得到的数值减去初始刻度。

【例题】使用弹簧测力计时，下列说法正确的是（）A．测量前不用将指针调零

B．使用弹簧测力计可以测任何大小的力 C．读数时，视线应正对指针，与刻度盘垂直 D．使用弹簧测力计时，必须竖直提着用 【分析】 知识点：

本题主要考查对测力计的使用方法的记忆．测力计的使用方法如下：

（1）使用前要检查弹簧测力计的指针是否指到零位置．如果没有指在零位置就需要调零．

（2）在使用弹簧测力计之前要根据被测力的大小选择量程合适的弹簧测力计．（3）读数时，视线要与指针位置相垂直．

（4）测竖直方向上的力弹簧测力计要竖直放置，测水平方向上的力弹簧测力计就要水平放置。

解：A、使用前弹簧测力计必须调零，否则会影响读数的结果，故A说法错误． B、弹簧测力计都有自己的量程，不可以测超过量程的力，故B说法错误； C、读数时，让视线垂直于刻度面板．故C说法正确．

D、弹簧测力计可以测量竖直方向的力，也可以测量其它方向的力，故D说法错误； 故选C。【师】测量一个拉力时，弹簧测力计受到几个力的作用？ 【生】两个力，手给的拉力和物体给的拉力。

【师】那这个时候示数是怎么表示呢？是两个力相加吗？是两个力相减吗？ 【生】因为两个是一对相互作用力，所以只取一个力。

【例题】如图所示，弹簧测力计和细线的重力及摩擦力不计，物重G=2.0N，弹簧测力计A、B的示数分别为（）

A．0，2.0N B．2.0N，0 C．2.0N，4.0N D．2.0N，2.0N

【分析】： 知识点： 当弹簧测力计受到平衡力时静止，在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时，测力计示数显示其中一个力的大小；定滑轮的工作特点是只改变力的方向，不改变力的大小．

解：对A：由重物平衡得到，弹簧的拉力大小FA=G=2.0，弹簧秤A的读数为2.0N； 对B：由左侧重物（或右侧重物）平衡得到，弹簧的拉力大小FB=G=2.0N，弹簧秤B的读数为2.0N．

故选D． 课堂练习

1、关于弹力，下列说法错误的是（A）A．弹力是指弹簧形变时对其他物体的作用 B．压力、支持力、拉力都属于弹力

C．在弹性限度内，同一弹簧受到的拉力越大伸长越长

D．弹力是指发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对接触它的物体产生的力

2、关于弹簧测力计的说法中，不正确的是（C）A．弹簧测力计是常见的测力计 B．弹簧测力计的最大刻度就是它的量程 C．弹簧测力计的刻度是不均匀的

D．弹簧测力计的刻度是根据弹簧伸长的长 度与受到的拉力大小成正比的原理制成的3、李华同学在使用弹簧测力计前没有注意校零，指针指在0.2N处，他测量时指针的示数为3.6N，则实际拉力的大小为（C）A．3.8 N B．3.6 N C．3.4 N D．无法确定

4、如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G=1N，则弹簧测力计A和B的示数分别为（D）

A．1N，0 B．0，1N C．2N，1N D．1N，1N

5、小阳学习了弹力的知识后，发现给弹簧施加的拉力越大时，弹簧的伸长就越长．于是小阳猜想：弹簧的伸长量跟所受拉力成正比．实验桌上有满足实验要求的器材：两端有钩的弹簧一根，已凋零的弹簧测力计一个、带横杆的铁架台一个、刻度尺一把．他利用上述器材进行了以下实验：

（1）将弹簧竖直挂在铁架台的横杆上使其静止，用刻度尺测出弹簧在不受拉力时的长度l0并记录在表格中；

（2）如图所示，用弹簧测力计竖直向上拉弹簧的而一段使其伸长到一定长度，待弹簧测力计示数稳定后读出拉力F，并用刻度尺测出此时弹簧的长度l，并将F、l记录在表格中；

（3）逐渐增大弹簧受到的拉力（在弹簧的弹性限度内），仿照步骤（2）再做五次实验，并将每次实验对应的F、l记录在表格中．

请根据以上叙述回答下列问题： ①小阳计划探究的问题中的自变量是

；

②根据以上实验步骤可知，小阳实际探究的是

跟所受拉力的关系； ③针对小阳计划探究的问题，他应该补充的步骤是：

； ④画出实验数据记录表格．

答案：弹簧伸长量；弹簧伸长量利用公式△L=L-L0。分别计算出五次弹簧的伸长量△L，分别记录在表格中

课堂小结

在拉一个橡皮筋时，如果用力过大，橡皮筋就会被拉断，这时就不能恢复原来的状态了，也就是说物体的弹性有一定的限度，超过了这个限度也就不能完全复原，甚至可能使物体损坏，将这个限度称为弹性限度。

发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生一个力的作用，就叫弹力。

产生弹力的条件：（1）相互接触；

（2）发生弹性形变（发生挤压或拉伸）。

弹力是接触力，弹力只能存在于物体的相互接触处，但相互接触的物体之间，并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触，还要有相互作用。

【弹力的三要素】

（1）大小：同一物体，弹性形变越大，弹力越大；（2）方向：与形变方向相反，与恢复原状方向相同；（3）作用点：接触面上。常见的弹力：压力、支持力、绳的拉力、推力等。

力可以用F表示，力的单位是牛顿，简称牛，符号用N表示。使用弹簧时，力的方向与弹簧轴线一致；

读数时：视线与刻度面垂直。读数时，看清弹簧测力计上所标注的单位，知道面板上的数字是表示多大的力，除此之外，还要看清面板上的刻度，知道刻度线的分度值。

课后习题

完成配套课后练习题

板书

在拉一个橡皮筋时，如果用力过大，橡皮筋就会被拉断，这时就不能恢复原来的状态了，也就是说物体的弹性有一定的限度，超过了这个限度也就不能完全复原，甚至可能使物体损坏，将这个限度称为弹性限度。

发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生一个力的作用，就叫弹力。

产生弹力的条件：（1）相互接触；

（2）发生弹性形变（发生挤压或拉伸）。

弹力是接触力，弹力只能存在于物体的相互接触处，但相互接触的物体之间，并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触，还要有相互作用。

【弹力的三要素】

（1）大小：同一物体，弹性形变越大，弹力越大；（2）方向：与形变方向相反，与恢复原状方向相同；（3）作用点：接触面上。常见的弹力：压力、支持力、绳的拉力、推力等。

力可以用F表示，力的单位是牛顿，简称牛，符号用N表示。使用弹簧时，力的方向与弹簧轴线一致；

弹力丝机变频传动控制系统设计 第3篇

关键词：弹力丝机,变频器,系统设计

1 引言

随着电力电子技术和控制技术的飞速发展,交流调速性能的持续不断的改进已经使之可以与直流调速相媲美,由于交流调速较直流调速维护简单、成本低廉,因此变频器调速技术已逐步替代直流调速广泛应用于机械、冶金、化工等各个领域。本文应用ABB公司ACS800变频器在弹力丝机控制系统中的应用并着重介绍该系列变频器在闭环控制上的实现。该系统是根据化纤行业弹力丝机的工艺要求,采用PLC和数台ABB公司生产的ACS800变频器组成PORFIBUS-DP通讯网络,实现多个变频器的闭环控制和PLC集中监控。

2 弹力丝机工艺要求和工作原理

弹力丝机的传动结构如图1所示,该系统左右完全对称共有7台变频器,每个罗拉、黑辊、假捻器均由1台ABB ACS800系列低压(额定电压为400 V)变频器拖动,其主要工作过程为:丝从纱锭经一罗拉牵引,经上温箱加热后,再由二罗拉牵引经假捻后通过下温箱定型,最后由黑辊牵引经油箱并最后卷绕到纱筒上。工艺上设定二罗拉的线速度为基准速度,并按一定的牵伸比设定给一罗拉、黑辊、假捻器。因为牵伸比的不同使得一罗拉和二罗拉,二罗拉和黑辊之间存在着弹力。该系统线速度控制要求高,仅靠开环控制不能达到控制要求,因此需要采用变频器的PI闭环控制功能。

3 电气传动系统构成及功能实现

根据该设备工艺要求组成如图2所示的传动控制系统,可编程控制器通过PROFIBUS-DP接口转换器与变频器外带的DP接口组成通讯链路,显示器通过RS232和PLC连接。其中左一罗拉和右一罗拉选用37 kW的4级变频电机拖动(对应图2中的M1,M2);左二罗拉和右二罗拉选用55 kW的4级变频电机拖动;左、右黑辊选用22 kW的4级变频电机拖动;假捻器为17.5kW的4级变频电机拖动(对应图中的M7)。

在系统设计中,可编程控制器为整个系统的核心,执行各种系统操作及计算。文本显示器为整个系统的操作设置显示单元。在文本显示器上可以实现整个系统的控制,如变频器的启动、停止,工艺参数的设定。并且可以实时监控全机的工作运行状态、动作过程及全机的故障查询等。系统中有关的参数设定和各种操作都通过文本显示器实现人机对话和操作。

在变频器控制设计方面,ABB系列变频器外带DP接口的通讯单元,符合PROFIBUS通讯规范,用于实现PLC与多台变频器的联网。根据PROFIBUS-DP通讯协议,通过PROFIBUS网络轻松实现对变频器的运行控制。由于PROFI-BUS通讯链路传输距离远、配线简单、抗干扰能力强、可靠性高,因此在设计中省略了变频器的外部启停控制线路,对变频器的所有控制都通过PROFIBUS通讯链路来完成。

由于弹力丝机对转速精度的较高要求,所以在转速控制方面,利用变频器的闭环控制功能,用霍尔传感器(选用非接触动作100 kHz以上开关型霍尔位置传感器)测量电机的实际转速并反馈给变频器,这样就组成了精度较高的速度闭环控制系统。在此基础上,应用ACS800系列变频器内置的动态响应好、控制精度高、使用简单灵活的PI闭环控制器来共同完成对转速的控制。通过现场试验表明,采用这个方案可以使电机的转速稳定在1 r范围内,能有效防止因负载的变化而引起的电机转速的变化,满足了弹力丝机的控制要求。

在软件控制功能实现方面,为实现速度的协调控制,将左二罗拉作为整个速度链的主点,除右二罗拉与主点为1:1速比外,其它5个传动点根据在实际工作中的需要来设定经验速比,在系统运行中,还可随机调节最佳速比以达到速度的协调控制。这里须说明的是,所谓的速度协调控制其实是围绕着一罗拉和二罗拉,二罗拉和黑辊之间的张力平衡控制所展开的,在实际实现时,我们采用间接张力控制,即通过PLC读主、从点变频器的转矩值(也可用电流值代替),在内部通过计算比较指令与PLC存储区中所存储的实际经验值比较,根据大小关系由PLC发出从点变频器的加、减速调节信号,使得相对应点的变频器调节所控制电机的转速进而调节转矩达到合适值,实现良好的张力控制。

4 PLC与ABB系列变频器的通讯

4.1 通讯链路的构成

如图3所示,在系统中,主机PLC和ABB系列变频器通过PROFIBUS-DP总线构成一个通讯链路,在协议层次采用广播式主—从协议,所有的通讯发起都从主站开始,从站响应主站的各项通讯指令。

4.2 通讯协议简述

在网络中,PLC为主站,变频器分别设定为地址互不相同的从站,设定范围为1～247,这样各站点由唯一的标志码识别。ABB变频器采用主机“轮询”,从机“应答”方式。其通信方式为DP总线;数据格式为1位起始位、8位数据位、1位停止位、无校验;波特率为9.6 kb/s。变频器接收控制的通讯协议如图4所示。

格式解释如下。

1)帧头:7EH。

2)从机地址:1～126号地址为广播通信地址。

3)主机命令/从机响应:主机发送的命令从机对命令的应答。

4)索引区:数据含义包括辅助索引字节和命令索引字节,对于主机辅助索引预留命令索引用于配合主机命令实现具体功能,对于从机辅助索引用于从机上报故障状态码命令索引不作改动直接上报。

5)设定数据/运行数据:数据含义配合具体的命令响应码提供主机设定或从机响应数据。

6)校验和:计算方法从“从机地址”到“运行数据”已经转换为ASCII码的全部字节连续累加和。

7)帧尾:0DH

4.3 系统的通讯实现方法概述

根据弹力丝机的功能要求,本系统主要使用以下通讯指令:从机开机,从机停机,速度闭环给定,无单位显示量。

其中需要注意的是从机的地址及相应的校验和。速度闭环给定指的就是工艺更改时,根据基准速度和各轴的牵伸比算出各轴的目标转速并发给相应的变频器。无单位显示量指的是读相应地址变频器的实际反馈转速。设计中需用到具体操作命令的通讯协议如表1所示。

5 控制系统中变频器参数的设定

变频器的参数设定是系统实现中的一个重要环节,本文针对与本系统相关的参数作一个简介,还有一些需要现场根据具体情况整定调节的参数可根据操作说明书上的操作指导作具体的调节设定。表2给出了这些参数的工作特性。

需要注意的是:对于速度闭环参数P(比例)、I(积分时间)、T(采样周期)及偏差极限的设定需要在实际的现场中调整。

6 结论

通过用户一年多的使用表明,弹力丝生产线上采用ABB变频器加转速传感器构成转速闭环控制并通过PROFIBUS-DP通讯介质构成一个由PLC和多个变频器组成的通讯链路来实现弹力丝生产线控制是一种十分经济、可靠和理想的控制方案,该技术具有以下优点:

1)采用通讯控制变频器,具有硬件结构简单,抗干扰能力强的特点。

2)采用变频器自带的闭环PI调节功能,减少了系统的硬件成本及编程量。而且动态响应快,转速控制精度高,控制速度在±1 r/min,完全满足工艺控制要求,使产品质量明显提高。

3)操作简单。速度的设定调整只需在文本显示器上设置基准速度和牵伸比即可,系统的开机、关机也只需按文本显示器上相应的按钮即可。

4)实时监控性能高,可以在文本显示器上清楚地看到实时的各轴速度及各种报警事件。使用户能够快速、及时地掌握系统设备的运行状态。

总之将此技术运用到弹力丝机控制系统上,可以使整个系统精度高、响应快,故障很少且易于排除,产品质量也有了显著提高,得到用户的好评,应用效果十分明显。

参考文献

[1]王丹利赵景辉．可编程序控制器原理与应用[M]．第2版．西安：西北工业大学出版社，2005．

[2]石红梅．变频技术原理与应用[M]．第3版．北京：机械工业出版社，2003．

[3]陈伯时．电力拖动自动控制系统[M]．第2版．北京：机械工业出版社，2000．

教学设计《 3.2 弹力 》 第4篇

版 本：普通高中课程标准实验教科书 物理共同必修1

内 容：第三章、力与相互作用 第2节、弹 力

出版社：上海科技教育出版社

二、设计思想

本节课教学设计是一个探究式学习的课堂教学设计，整个设计以学生自主建构知识为主线，利用多媒体、演示实验、学生动手小实验、分组探究式实验等形式，充分调动学生学习的主动性，同时体现新课程标准中，以学生为主体，教师为主导，学生自主建构知识的教学新理念。

教材分析：教材由明显的形变，过渡到微小形变的演示，学生虽然了解一些形变，但不是很明了，利用演示实验、学生动手实验认识形变及分类。由形变实验给出弹力定义，但末明确弹力产生的条件。弹力的方向介绍简洁，大小利用探究实验来得到弹簧弹力与其形变量的正比关系，没有指明一般的情形。

学情分析：形变和弹力学生都有一定的认知基础，象弹力中的支持力、压力、拉力、推力等。高中的物理学习也已经有一段时间，实验探究的方法已经有些了解，教学过程相对容易。

三、教学目标

知识与技能：

1、知道弹力的定义及弹力产生的条件。2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向。3、知道形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律。会用胡克定律解决有关问题。

过程与方法：

1、通过探究物体的形变，让学生体会微量放大的方法；通过在实际问题中确定弹力的存在，让学生体验假设推理法。

2、利用自己动手进行设计实验和操作实验，体会实验探究的方法，培养实验操作能力。3、知道实验数据处理常用的方法之一，图象法处理数据。

情感态度与价值观：

1、观察并了解形变，感受自然界的神奇与奥秘，在体验用简单的物品和方法探究物理规律的过程中，培养学生对科学的好奇心和求知欲。2、利用分组实验探究，培养学生相互协作、共同进步。3、利用2008北京奥运会上张娟娟获得女子个人射箭冠军、郭晶晶获得3米跳板跳水冠军的视频，激发学生的爱国主义情感。

现代教学手段的运用：利用多媒体播放视频，展示实例及练习题。

四、教学重点弹力产生的条件和弹力方向的判断，胡克定律及其应用。

五、教学难点弹力有无的判断及弹力方向的判断。

六、教学准备

通过网络，搜集资源（张娟娟、郭晶晶的视频、图片），利用powerpoint2003将搜集到的资源、课堂上要展示演示实验、课堂练习制作成课件。教师准备实验用的微小形变演示器、分组实验用的铁架台、弹簧、钩码、刻度尺等。学生课下准备橡皮筋、自制小弹簧、直尺、海棉、纸等。

七、教学过程

[新课导入]（情景导入）[课件展示：用多媒体播放张娟娟射箭夺冠的视频、郭晶晶跳板跳水夺金的视频。]（问题）以上两动作的完成中有什么共同特点呢？

（结论）都离不物体的弹力作用。那么什么是弹力？它是怎样产生的，大小、方向又呢？这些就是这节课我们要共同探究的总题。

[新课教学]

㈠、弹性形变和弹力

[动手实验]

1、橡皮筋被拉长。

2、直尺在手的作用下弯曲。

3、自制小弹簧被拉长或压短。

4、海棉块受力而被压缩、弯曲与扭转。

5、纸张被手揉皱。

（学生观察思考什么是形变）（问题）同学们看到了什么现象？（结论）物体形状改变或形状改变。（给出形定义）变形变是指物体形状或体积的改变。同学们在分析一下这些形变，有什么不同？（学生交流讨论）物体的形变有两类：一是物体形变后，撤去外力能够恢复原状的形变，叫弹性形变；另一是物体形变后，撤去外力不能恢复原状的形变，叫非弹性形变。

（问题）形变还有什么形式呢？同学们看大屏幕。（课件展示）

1、拉伸形变2、压缩形变3、弯曲形变4、扭转形变5、剪切形变

（问题）是不是任命物体都可以形变呢？例如，一本书放在桌面上，书和桌面发生形变了没有？

學生1：没有。学生2：可能发生了形变，但是由于形变量太小，所以肉眼观察不出来。我们来看这样一个实验：[演示实验]用手压玻璃瓶子的外壁，观察瓶子内红色液体液面的变化（注意：先不盖橡胶塞）；盖橡胶塞后，再用手压玻璃瓶子的外壁，细管中红色液体的液面上升或下降。（液面的升降可以说明瓶子发生形变。）

[课件展示]用flash动画模拟教材图3—17所示的桌面的形变。通过上面的实验，我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变。（问题）上面的实验中我们用了什么样的方法？（结论）微观放大的方法。[动手实验] 同学们，再回到咱们面前的东西上，如果用劲拉橡皮筋或自制小弹簧，会怎么样？（现象）橡皮筋在较大的力的作用下的断裂，自制小弹簧被拉直。（结论）如果形变过大，超过一定的限度，撤去外力后，物体就不能恢复原来的开状，这个限度叫弹性限度。（问题过渡）了解了形变，那么发生弹性形变的物体有什么作呢？（引导学生分析）弯弓射箭、跳板跳水、拍打篮球等现象。（结论）发生弹性形变的物体由于要恢复原状，就会对跟它接触使它形变的物体产生力的作用，这种力叫弹力。（问题）同学们仔细想想弹力的定义，有什么结果呢？

（结论）弹力产生的条件：直接接触且发生弹性形变

[课堂训练]关于弹力的产生，下列说法中正确的是 （ ）

初中物理弹力教案设计 第5篇

A.弹力是指弹簧形变时对其他物体的作用

B.压力、支持力、拉力都属于弹力

C.在弹性限度内，同一弹簧受到的拉力越大伸长越长

D.弹力是指发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对接触它的物体产生的力

2、关于弹簧测力计的说法中，不正确的是( C )

A.弹簧测力计是常见的测力计

B.弹簧测力计的最大刻度就是它的量程

C.弹簧测力计的刻度是不均匀的

D.弹簧测力计的刻度是根据弹簧伸长的长 度与受到的拉力大小成正比的原理制成的

3、李华同学在使用弹簧测力计前没有注意校零，指针指在0.2N处，他测量时指针的示数为3.6N，则实际拉力的大小为( C )

A.3.8 N B.3.6 N C.3.4 N D.无法确定

4、如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G=1N，则弹簧测力计A和B的示数分别为( D )

A.1N，0 B.0，1N C.2N，1N D.1N，1N

5、小阳学习了弹力的知识后，发现给弹簧施加的拉力越大时，弹簧的伸长就越长.于是小阳猜想：弹簧的伸长量跟所受拉力成正比.实验桌上有满足实验要求的器材：两端有钩的弹簧一根，已凋零的弹簧测力计一个、带横杆的铁架台一个、刻度尺一把.他利用上述器材进行了以下实验：

(1)将弹簧竖直挂在铁架台的横杆上使其静止，用刻度尺测出弹簧在不受拉力时的长度l0并记录在表格中;

(2)如图所示，用弹簧测力计竖直向上拉弹簧的而一段使其伸长到一定长度，待弹簧测力计示数稳定后读出拉力F，并用刻度尺测出此时弹簧的长度l，并将F、l记录在表格中;

(3)逐渐增大弹簧受到的拉力(在弹簧的弹性限度内)，仿照步骤(2)再做五次实验，并将每次实验对应的F、l记录在表格中.

请根据以上叙述回答下列问题：

①小阳计划探究的问题中的自变量是;

②根据以上实验步骤可知，小阳实际探究的是跟所受拉力的关系;

③针对小阳计划探究的问题，他应该补充的步骤是：;

④画出实验数据记录表格.

答案：弹簧伸长量;弹簧伸长量利用公式△L=L-L0。

高中物理弹力教案设计 第6篇

弹力产生的条件及弹力方向的判定，胡克定律的内容及应用.

教学难点

接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定.

课时安排

1课时

课前准备

各种弹簧、橡皮筋(泥)、钢尺、细钢丝、微小形变演示、多媒体课件

教学过程

导入新课

情景导入

(课件展示)多媒体播放拉弓射箭、蹦极、跳水等情景：

射箭 蹦极 水

图3-2-1

让学生试着回答以上动作的完成有什么共同特点.

结论：都离不开物体的弹性作用.

弹性物体对作用对象的作用我们称之为弹力，本节课我们就来研究弹力产生的条件及其方向的判定等系列问题.

感知导入

学生分成几个小组，每组分发一根细铁丝.让大家自己动手制作成一个小弹簧，然后轻轻地拉一拉或者压一压，并说出自己的感受.

总结：当手拉或压弹簧时，都要给弹簧一个力的作用，也就是说手都要受到弹簧的力的作用.

那么，这又是什么力呢?它是怎样产生的呢?它的大小、方向各如何呢?

推进新课

一、弹性形变和弹力

实验演示1：

压缩弹簧、海绵，用手弯曲竹片，我们能明显地观察到什么现象?

结论：看到形状或体积改变，我们就把物体形状或体积的变化叫做形变.

情景设置：给学生提供不同的物体，教师引导学生使物体的形状或体积发生变化(设计意图：学生亲身经历探究过程，明确两类形变)

讨论交流：物体的形变有两种情况：一种是物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变，如弹簧的形变、竹片的形变等;另一种是物体在形变后，撤去外力物体也不能够恢复原状的形变，这种形变叫做非弹性形变.

阅读(课件展示)：

凡物体受到外力而发生形状变化谓之“形变”.物体由于外因或内在缺陷，物质微粒的相对位置发生改变，也可引起形态的变化.形变的种类有：

1.纵向形变：杆的两端受到压力或拉力时，长度发生改变;

2.体积形变：物体体积大小的改变;

3.切变：物体两相对的表面受到在表面内的(切向)力偶作用时，两表面发生相对位移，称为切变;

4.扭转：一圆柱状物体，两端各受方向相反的力矩作用而扭转，称扭转形变;

5.弯曲：两端固定的钢筋，因负荷而弯曲，称弯曲形变.

【实验探究】 怎么才能够使物体发生形变呢?(分组合作进行实验探究、讨论，不难得出结论)

结论：物体间相互接触并相互挤压.

学生实验：鼓励大家自己使劲拉课下制作好的小弹簧，拉到再不能伸长为止.

现象：弹簧被拉直后不能恢复原长.

结论：如果形变过大，超过一定的限度，撤去外力作用后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度.

弹性限度微观解释(设计意图：教师引导提高的过程)

教师精讲：铁丝在被拉伸过程中，其形变与铜原子的引力范围有关.当铁丝被拉伸时，由于铁原子的引力，铁丝可以恢复到原来的长度，这属于弹性形变的范围;但是若继续拉铁丝，当铁原子间的距离拉得太大时，铁原子的引力不能使其恢复到原来的位置，这时铁丝就无法恢复到原长甚至会断裂.

问题设置：发生弹性形变的物体有什么用途呢?

引导学生举出弯弓射箭、撑杆起跳、拍打篮球、击打网球等例子.

师生交流讨论以上例子的本质.

结论：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力.

问题设置：任何物体都能发生形变吗?

此时教师可以在桌子上放一本书，借此提问桌子会发生形变吗?

(学生可能回答不发生形变)

演示实验2：

教师向学生作显示微小形变装置的简单介绍.

实验：入射光的位置不变，将光线经M、N两平面镜两次反射，射到一个刻度尺上，形成一光亮点.如图3-2-2，让一学生用力压桌面，同学们会看到什么现象?

学生会看到光点在刻度尺上移动.

图3-2-2

学生分析：桌面有了形变，使M、N平面镜的位置发生了微小的变化.

总结：我们通常用眼看到一些物体发生形变，还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不过形变很微小.所以，一切物体都在力的作用下会发生形变.

演示实验3：

(课件展示)多媒体课件展示教材55页图3.2-2有机玻璃的形变.

归纳：一块三角形有机玻璃压在另一块有机玻璃上，发生的形变很小，肉眼不能看出来.但是形变使有机玻璃内部不同部位的光学性质产生了差异，让特殊的光通过时，就完全可以看到这种差异.

二、几种弹力

事实上，只要两个相互接触的物体相互挤压，就一定能产生弹力的作用.可见，弹力的产生需两个条件：直接接触并发生形变.

常见的弹力除了以上讲到的外，还有支持力和拉力等.

弹力的方向：一般情况下，凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生弹力，所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.

教师精讲：放在水平桌面上的书，由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小形变，书要恢复原状，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1，这就是书对桌面的压力;桌面由于发生微小的形变，对书产生垂直于书面向上的弹力F2，这就是桌面对书的支持力.如图3-2-3.

图3-2-3 图3-2-4

学生活动：静止地放在倾斜木板上的书，书对木板有压力，木板对书有支持力.指导学生并画出力的示意图.如图3-2-4.

结论：压力、支持力都是弹力.压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.

图3-2-5

引导学生分析静止时悬绳对重物的拉力及方向.如图3-2-5.

引导得出：悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳，使重物、悬绳同时发生微小的形变.重物由于发生微小的形变，对悬绳产生竖直向下的弹力F1，这是物对绳的拉力;悬绳由于发生微小形变，对物产生竖直向上的弹力F2，这就是绳对物体的拉力.

结论：拉力是弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.

课堂训练(课件展示)

画出下列各静止物体的弹力(接触面光滑).

图3-2-6

高一物理弹力教学教案设计有哪些 第7篇

《弹力》是高中物理人教版必修一第三章第2节内容。弹力是学生在学习了力的概念后，进一步学习的另一种性质的力，是高中物理教学中的重点之一。弹力的学习至关重要，它是学习摩擦力的基础更是力学部分的基础， 无论是从知识本身的角度出发，还是从知识外延来看，本节知识都具有承上启下的重要作用。

本节课通过实例，从生活中常见的形变现象出发，认识到弹力存在;在实验探究力与形变的关系之后，又回到了弹力应用，给学生以感性认识弹力对生活的影响。

二.【目标分析】

1、知识目标

①掌握形变与弹力的定义，弹力大小和形变大小的关系。

②能判断一些简单的弹力的方向。

能力目标 ：学生通过观察物体的形变和弹力的产生的一系列物理实验，学会从实验现象中分析简单的科学规律。

情感目标 ：通过弹力在生活中的应用激发学生学习物理的兴趣，培养学生理论联系实际的观念。

2、教学重点： 弹力产生的条件、大小及方向的判断

教学难点: 弹力方向的判断

重点的突破要充分利用教材和生活实际中的例子，利用多媒体辅助教学，充分调动学生的积极性和学习的热情，起到事半功倍的效果。

难点的突破利用多媒体演示多个物体的形变，看形变恢复的方向，使与之接触物体的运动方向确定弹力的方向。同时画出几种常见情形下的弹力的方向加以巩固。

3、学情分析

对于刚进入高中学习的学生，他们有较强的求知欲望，但思想上、心理上还不太成熟，思维的敏捷度还不够高，并且大部分停留在初中的形象思维。对于本节的形变和弹力来说，学生已学习力的基本概念、并且在生活中接触过一些关于弹力的生活实例，如弓箭、气球、跳板等等，为学习弹力打下了基础。也就是说他们有一定的感性认识但是不够深入;知道支持力、压力，但是不知道是如何产生的，这就需要引导他们一步步的深入，挖掘出问题的本质。

4、教法与学法

教法:本节采用启发式教学为主，结合实验、讲解、讨论、探究等多种方法辅助教学。

学法: 学生在所创设的物理环境中，通过观察、实验、归纳等活动主动获取必要的感性知识，充分发挥学生的主观能动性。使学生实现从“学会”到“会学”的转变，使学生真正成为课堂的主体。

三.【教学用具】

多媒体课件、弹簧或橡皮筋 刻度尺

四.【教学过程】：

第一环节——设计问题，情景引入

首先，我通过一个小车弹簧实验，来引起学生的注意，激发兴趣，产生感性认识，引导学生分析得出小车和弹簧之间存在着一个力，然后设疑：这个力是什么力，是怎么产生的?既开阔学生思路，又启发学生思维，从而顺理成章的导入了新课。

( 设计意图：通过实验引入新课，充分调动了学生的积极性，调动了学生的求知欲。)

第二环节——师生互动，探究新知

1、形变：

通过直接提出的方式，提出形变的定义，让学生形成形变物体所具有的一般特征。举例说明，学生再举例。让学生归纳形变的种类，并介绍什么是弹性形变，以及弹性限度，使学生获得直观认识。

提出问题：任何物体都能发生形变吗?

接着给学生介绍微小形变的基本概念并视频演示显示微小形变的装置：瓶子形变和桌面的形变。调动学生的想象力，将微小的形变放大。让学生明白：所有的物体都有形变，有的形变我们不能直接看出，要仪器才可以显示。

(设计意图：通过微小形变的演示，让学生了解物理实验中的放大法，培养学生科学的素养，这样做既培养了学生的抽象思维能力，并使学生完成对知识由感性到理性的提升。)

2、弹力概念：

在学生对形变有了一定的了解之后，结合刚才的实验，分析两个实例，一是：弹簧拉车，二是：受压直尺。引导学生观察发现发生形变的弹簧能给物体以力的作用，发掘出这个力就是弹力，从而得出弹力的定义。

弹力的产生条件是本节课的一个重点，先引导学生阅读弹力定义，从定义中找出弹力产生所要具备的两个条件。再举出几个具体实例，向学生们展示桌面上的书和吊于电线下的灯这两个模型让学生分析，压力和支持力都是弹力，绳的拉力也是弹力。

3、弹力的方向

常见的弹力：支持力，压力，拉力

实例分析：书本放在桌面上，提出问题，引导学生思考：

(1)支持力的施力物体是谁，它发生怎样的形变?

(2)支持力是怎么产生的?方向与形变方向的关系?

学生独立完成:

(3) 压力的施力物体是谁?它发生的形变?

(4) 压力是怎么产生的?方向如何?

结论：压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。

学生讨论:

(1)拉力是一种什么力?

(2)绳子对物体的拉力是怎么产生的?

(3)拉力方向向哪?

结论：拉力是弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。

(设计意图：通过实例分析，让学生体会得到弹力方向的方法，尝试用已有的知识去分析问题。)

引导学生分析几个实例，分析并画出弹力的方向，进一步提问：怎样分析判定弹力的个数?做到不多画一个弹力，也不少画一个弹力?因为弹力是接触力，根据前面的经验学生可很快得到结论：可以绕研究对象一圈，看看它与哪几个物体相接触。

4.弹力有无的判断

方法：拆除法 假设法

趁热打铁再做练习，加以巩固。

5、弹力大小的探究

演示实验: 同一弹簧悬挂不同质量的重物.

观察猜想：

形变量越大，弹力越大，同学们猜想弹簧的弹力大小与形变量之间可能存在怎样的关系?

学生分组实验探究:

1.如何确定弹簧的拉力的大小?

2.弹簧的伸长量如何来测，需要记录什么?

3.设计出你的实验表格。

(设计意图：通过分组实验探究弹簧弹力的规律，增强学生动手能力和探究兴趣。)

学生小组展示,教师点评,得出结论:胡克定律F=kx

进一步说明: k是弹簧的劲度系数 国际单位是N/m

强调: x 是指弹簧的伸长量.

教师利用多媒体演示实验过程

(设计意图：规范学生实验步骤，培养他们严谨求实的科学态度。)

第三个环节——课时小结，巩固练习

为了让学生们能对这节课所学的新知识有一个全面系统的了解，指导学生对本节课所学的重难点知识进行了复习小结，使知识在学生的头脑中得到升华，课外让学生自己对生活中的一些弹力的应用展开调查，研究这些力的大小和方向，做到学以致用。

(设计意图：通过课时小结，检验了学生对知识体系的认识，通过巩固练习，加深了学生对规律的认识，对弹力大小和方向的认识，以便检验课堂的效果。)

板书设计：

一.形变

1.概念：在力的作用下，物体的形状或体积发生变化

2. 弹性形变：撤去力后，能恢复原状的形变

3. 弹性限度

二.弹力：

发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与他接触的物体产生力的作用，这个力称为弹力

1. 弹力产生的条件：直接接触+弹性形变

2. 弹力的方向：压力、支持力方向

3. 弹力的大小：胡克定律F=kx

k ：弹簧的劲度系数 国际单位是N/m

x ： 弹簧的伸长量.

五.【教学效果】

通过以上的过程设计我预计可达到以下效果：

2 弹力 教学设计 教案 第8篇

第2节

形变与弹力(参考书上)

从容说课

关于弹力，中学阶段经常遇到的大都是支持物的支持力（或对支持物的压力）和绳子的拉力，教材着重讲解这两种情况中弹力的方向.教材分析

形变与弹力分成了三个部分，从生活中常见的形变现象出发，认识到弹力存在.实验探究在力与形变之后，又回到了弹力应用，给学生以感情认识势能与缓冲对生活的影响.学生状态分析

1.对形变有一定的感性认识但是不深入.2.知道支持力、压力，但是不能够概括产生的原因.3.对弹簧形变和拉力的关系有感性的认识.三维目标

知识与技能

知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律.过程与方法

1.从生活中常见的物体形变现象出发，在探究形变的过程中，引导学生进一步探索形变与弹性之间的关系之后，使学生了解探究弹力的实际意义.2.使学生知道假设推理法及微量放大法.情感态度与价值观 1.体验弹力的探究过程.2.观察和了解形变的有趣现象，感受自然界的奥秘，发展对科学的好奇心和求知欲.3.积极参与观察和实验，认真讨论，体验探索自然规律的艰辛与喜悦.通过质疑、讨论交流，逐步养成将自己的见解与他人分享的团队精神.教学设计

教学重点 1.根据描出的点的走向，尝试判定函数关系.2.胡克定律.教学难点 1.形变分为弹性形变和范性形变.2.弹力的应用.3.根据描出的点的走向，尝试判定函数关系.教具准备 各种弹簧、橡皮筋（泥）、钢尺、细钢丝、微小形变演示实物、影像及相关实验用图表.课时安排 1课时

教学过程

导入新课

在跳水时用的踏跳板、撑杆跳高运动员的杆，都是利用它们弹性形变时的弹力，同学们还可以举出许多利用弹力的例子，谁来说？

学生回答：拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板

„„

那弹力是怎样产生的呢？ 推进新课

一、形变 方法引导

弹力是怎样产生的？ 1.实验演示：

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压缩弹簧、海绵、用手弯曲竹片，观察到什么现象？

学生：看到形状或体积改变.老师：对，这就是形变.板书：

物体的形状或体积的改变叫形变.情景：给学生提供物体，教师引导学生在不损坏物体的情况下使物体发生变化.（设计意图：学生亲身经历探究过程，明确两类形变）

引导：任何物体都能发生形变吗？

（学生探究橡皮筋、橡皮泥、弹簧、钢尺等物体的形变）

情景：在桌子上放一本书，桌子会发生形变吗？

（学生探究微小形变）2.教师演示微小实验

任何物体都会发生形变.实验操作：显示微小形变的装置向学生作一简单介绍.入射光的位置不变，将光线经M、N两平面镜两次反射，射到一个刻度尺上，形成一光亮点.用力压桌面，同学们会看到什么现象？

学生：光点在刻度尺上移动.学生分析：桌面有了形变，使M、N平面镜的位置发生了微小的变化.总结：我们通常用眼看到一些物体发生形变，还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体.但是这些物体都有形变，只不过形变很微小.所以，一切物体在力的作用下都会发生形变.3.引导学生归纳

图4-2-1

（归纳形变的两种情况）

形变分为弹性形变和范性形变.引导：能发生弹性形变的物体，在什么条件下都可以发生弹性形变吗？（设计意图：明确弹性限度）

（课本学生实验4-29，处理数据寻找规律）

当弹性物体形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能恢复原状，这个值叫弹性限度.弹性限度微观解释（设计意图：教师引导提高的过程）教师精讲

铜丝在被拉伸过程中，其形变与铜原子的引力范围有关.当铜丝被拉伸时，由于铜原子的引力，铜丝可以恢复到原来的长度，这属于弹性形变的范围；但是若继续拉铜丝，当铜原子间的距离拉得太大时，铜原子的引力不能使其恢复到原来的位置，这时铜丝就无法恢复到原长甚至会断裂.二、弹力

1.引导：金属丝对钩码有力的作用吗？如果有，利用弹簧、细绳、物体、钢尺等实验器材做

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实验加以佐证.（设计意图：体验弹力产生的要素的过程，使学生亲身参与并加以论证，从而明确弹力，并产生探究弹力和形变关系的愿望）

被压缩的弹簧上放一黑板擦，放手，黑板擦被弹起；被弯曲的竹片上放一粉笔头，放手，粉笔头被弹起.提问：为什么黑板擦、粉笔头被弹起？

引导学生回答：形变的物体要恢复原状，对和它接触的物体有力的作用，就被弹起.提问：如果粉笔头、黑板擦与形变物不接触，会受到这个力吗？

引导回答：不接触一定不会受到这个力.学生总结：什么是弹力？

板书：

发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力.可见，弹力的产生需两个条件：直接接触并发生形变.弹力的方向：

一般情况下，凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生弹力，所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.［例题］放在水平桌面上的书由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小形变.要恢复原状，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1，这就是书对桌面的压力；桌面由于发生微小的形变，对书产生垂直于书面向上的弹力F2，这就是桌面对书的支持力.图4-2-2

学生分析：静止放在倾斜木板上的书，书对木板的压力和木板对书的支持力，并画出力的示意图.图4-2-3

结论：压力、支持力都是弹力.压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.引导学生分析静止时，悬绳对重物的拉力及方向.引导得出：悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳，使重物、悬绳同时发生微小的形变.重物由于发生微小的形变，对悬绳有竖直向下的弹力F1，这是物对绳的拉力；悬绳由于发生微小形变，对重物产生竖直向上的弹力F2，这就是绳对物体的拉力.结论：拉力是弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.图4-2-4 2.巩固训练（出示投影片）

（1）画出下列各静止物体的弹力（接触面光滑）.上中学学科网，下载精品资料！

图4-2-5（2）师生共评：弹力的方向总跟接触面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个公切面指向被支持物.强调：像B图中，斜面与球间有无弹力？

对小球状态进行分析：如果小球受到斜面弹力，小球在水平方向上不会静止，会向右运动.由此可判定小球不受斜面的弹力.这是判定相接触的物体间是否有弹力的基本方法，说明两接触物体接触但没有发生形变.物体发生弹性形变时，会产生一种恢复原状的力，这种力叫做弹力，方向总是与物体形变方向相反.（学生探究与弹力相关的因素，设计相关实验寻找答案）

实验：探究弹力与形变之间的关系.（设计意图：得出胡克定律）

实验方案：

利用图4-2-6装置，改变钩码个数，测出弹簧总长度和所受拉力（钩码总重力）的多组对应值，设计表格并填入.图4-2-6

算出对应的弹簧的伸长量.在坐标系中描点，根据点的分布作出弹力F随伸长量x而变化的图象，从而确定Fx间的函数关系.解释函数表达式中常数的物理意义及其单位.该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量.对探索性实验，要根据描出的点的走向，尝试判定函数关系.（这一点和验证性实验不同）

实验步骤：

①将弹簧竖直挂在铁架台上，在不挂钩码的情况下测出其原长

②依次挂上1个、2个、3个„„钩码（注意弹簧的弹性限度及刻度尺的量程），测出相应的弹簧的长度，并算出对应的弹簧的伸长量;③在坐标纸上用描点法画出F-Δx图;④换用另一根弹簧，重复①②③步骤.函数关系的判定：

作图时应充分应用数学知识，去掉物理实验中的“奇点”得到函数关系.（学生动手实验，通过实验数据及现象探究弹力与形变之间的关系，归纳出胡克定律）

胡克定律：在弹性限度内，弹性体的弹力和弹性体伸长（或缩短）的长度成正比，即F=kx，其中k是劲度系数，简称劲度，单位是N/m.［例题剖析］ 有一根弹簧的长度是15 cm，在下面挂上0.5 kg的重物后长度变成了18 cm，求弹簧的劲度系数.上中学学科网，下载精品资料！

解：已知弹簧原长为l0=15 cm，弹簧的弹力为5 N，伸长量为3 cm=0.03 m,由胡克定律F=kx可知，k=F/x=166.7 N/m.说明：不同材料的劲度是不一样的，同一种材料的形状和长度不相同时，其劲度也是不一样的.三、弹力的应用

1.情景：观察小球压迫弹簧的过程和小球撞击钢板的过程的慢动作影片.（设计意图：迁移与提高）

2.观看（1）伞的释放，机械表上发条，射箭过程；

(2）跳高垫子、蹦极绳子、沙发及床垫中的弹簧、自行车座的弹簧.3.引导学生从功和能的角度理解弹力，体会弹性势能，缓冲.（因为初中已经学过功、能关系及弹性势能的概念.弹性体在储能和放能两个方面的应用）课堂小结

这节课研究了弹力，弹力产生的原因是物体发生了弹性形变.弹力的方向跟接触面垂直，绳中的弹力是沿着绳的方向的，弹力的大小用胡克定律计算.布置作业

1.实验测量不同弹簧的劲度系数，给出原始数据，总结处理数据的过程.2.调查不同弹性体的应用.3.阅读课本信息窗.板书设计 形变与弹力

1.形变：物体的形状或体积的改变.弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原状的形变.非弹性形变：在外力停止作用后，不能恢复原状的形变.2.弹力

（1）定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力.（2）弹力产生的条件：①物体间直接接触；②物体发生弹性形变.（3）弹力的大小：

①物体的弹力大小与物体形变的大小有关，形变越大，弹力也越大；形变消失，弹力也消失.②弹力的大小可以用二力平衡来求解.（4）弹力的方向：

①对含有接触面的弹力方向，总是垂直于接触面指向研究对象； ②对于绳、弹簧类的弹力方向，总是沿着绳或弹簧所在的直线.活动与探究

用压力传感器、录像频闪照相等定性探索弹力和时间的关系.习题详解

1.答：弹性形变：跳板跳水和撑杆跳、沙发垫、回力鞋底、篮球、网球拍„„ 范性形变：棉絮、面包、橡皮泥„„

2 弹力 教学设计 教案 第9篇

一、形变 物体的形状和体积的改变叫形变。1．形变产生的原因是受到了外力作用。任何物体在外力的作用下都能发生形变。只是形变的明显程度不同。有的形变比较明显(如弹簧的伸长或缩短)，可以直接看出；有的形变微小，需要采用特殊方法才可观察到．如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变，利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变，都是把微小形变放大以利于观察。把微小变化放大以利于观察或测量的实验方法，叫“微量放大法”，这是物理学中研究问题的一种重要方法。2．形变的分类 ①从形变可否恢复原状分： A．弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，如弹簧、钢条在通常情况下发生的形变都叫做弹性形变。B．塑性形变：在外力停止作用后，不能恢复原来形状的形变，如保险丝、橡皮泥等发生的形变都叫做塑性形变(非弹性形变)。注意：如果对弹簧、钢条用力过大，使之形变超过一定限度，既使撤去外力，也不能完全恢复原状，这个限度叫弹性限度。在弹性限度内，弹簧、钢条发生的形变都是弹性形变。研究弹性形变有实际意义，今后凡说到形变（除非特别说明），都指弹性形变。②从对外表现形式上可分为拉伸形变（或压缩形变）、弯曲形变、扭转形变等。

二、弹力 发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。1．弹力的施力物体是发生形变的物体；受力物体是与施力物体接触，使施力物体发生形变且阻碍其恢复原状的物体。2．弹力的产生条件：①物体直接接触；②发生形变。互相接触的物体之间是否存在弹力，取决于是否存在形变。有些物体形变明显，如弹簧的伸长或缩短，很容易判断出是否有弹力；有些接触物体间形变不明显，判断有无弹力可用假

设法。即假设把相接触的某个物体撤去，看研究对象的运动状态有无改变：若无改变，则无弹力作用；若发生改变，则有弹力存在。3．通常所说的拉力、压力、支持力等，实质上都是弹力。4．弹力的方向是从施力物体指向受力物体，与施力物体形变的方向相反。具体地说： ①绳子拉力(绳子对所拉物体的弹力)的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。②压力的方向垂直于支持面指向被压的物体。③支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体。④“支持面”就是两物的接触面。深入考察一般物体的接触情况，大致有以下几种： A．平面与平面接触：弹力与平面垂直； B．点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面； C．点与曲面接触：弹力通过接触点垂直于过点的切面；D．曲面与曲面接触：弹力通过接触点垂直于公切面(相当于点与点接触)。5．弹力的大小跟形变的大小有关：形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也随之消失。①弹力具有被动适应性。当物体受力情况或运动状态改变时，形变情况将随着改变，弹力也随着变化。②弹力大小和物体形变的关系一般比较复杂。而弹簧的弹力和其形变(伸长和缩短)的关系比较简单：在弹性限度内，弹簧伸长或缩短的长度越大，弹簧的弹力就越大。弹簧的弹力大小跟弹簧的伸长(或缩短)的长度成正比。※上述关系可用胡克定律表示： F=kx 式中F为弹力大小。x为弹簧伸长(或缩短)量。k为弹簧的劲度系数，其大小由弹簧本身的结构(如材料、长度、弹簧丝粗细、截面积、匝数等)决定。其单位是N／m，如k=1000N／m，表示使弹簧伸长或缩短1m需用1000N的力。6．弹力的作用点在两物体接触处的受力物体上。【例一】一物体静止在桌面上，则（）A．物体对桌面压力就是物体的重力。B．桌面发生形变对物体产生支持力。C．物体对桌面压力是桌面发生形变而产生的。D．压力、支持力是物体受到的一对平衡力。【例二】如图所示，质量为m的小球，在互成120°的两光滑平面间静止，且0N水平，则球对OM面的压力大小为___________。

【例三】画出下列各图中A物体所受弹力的示意图。【例四】在一根长lo=50cm的轻弹簧下竖直悬挂一个重G=100N的物体，弹簧的长度变为l1=70cm。则该弹簧的劲度系数k=________，若再挂一重为200N的重物，弹簧的伸长量将为__________cm。课堂训练：1．下列关于弹力方向的说法正确的是()A．弹力的方向总是垂直于接触面并指向使其发生形变的物体。B．弹力的方向总是竖直的。C．弹力的方向总是与形变的方向相反。D．弹力的方向总与形变的方向一致。2．关于弹簧的劲度系数，下列说法中正确的是（）A．与弹簧所受的拉力有关，拉力越大，k值也越大。B．与弹簧发生的形变有关，形变越大，k值越小。C．由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关。D．与弹簧本身特征、所受拉力大小、形变的大小都有关3．如图所示，一弹簧竖立在水平面上，它的倔强系数为100N／m,在弹

性限度内，要使其压缩4cm,需加压力是多大?4．如图所示，弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计，物重G=1N，则弹簧秤A和B的示数分别为()A．1N，0 B．0，1N C．2N，1N D．1N，1N课后作业：1．关于弹性形变的概念，下列说法中正确的是（）A．物体形状的改变叫弹性形变。B．物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变。C．一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变。D．物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变。2．关于弹力的说法，正确的是()A．只要两个物体接触就一定产生弹力。B．看不出有形变的物体间一定没有弹力。C．只有发生弹性形变的物体才产生弹力。D．发生形变的物体有恢复原状的趋势，对跟它接触的物体会产生弹力。3．关于弹力方向的有关说法正确的是()A．放在斜面上的物体受到斜面给的弹力方向是竖直向上的。

B．放在水平地面上的物体受到的弹力方向是竖直向下的。

C．将物体用绳吊在天花板上，绳受物体给的弹力方向是向上的。D．弹力的方向垂直于接触面或接触点的切线而指向受力物体。4．下列说法正确的是()A．水杯放在水平桌面上受到一个向上的弹力，这是因为水杯发生微小形变而产生的。

B．拿一细竹杆拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是由于木块发生形变而产生的。

C．绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。D．挂在电线下的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的。5．如图示，一个重600N的人用300N的力通过绳子和定滑轮拉一个静止在地面上重1 000N的物体M，则人受到_______力、________力和重力的作用，其大小分别为_______N、_______N、_______N。M对地面的正压力大小为_______N。

6．按下列要求画出下图中物体所受的弹力的示意图。(1)图：斜面对物块的支持力(2)图：墙壁对球的支持力(3)图：大球面对小球的支持力

(4)图：半球形碗内壁对杆下端的支持力和碗边缘对杆的支持力(5)图；墙和地面对杆的弹力

7．两条劲度系数均为k的轻弹簧，连接后竖直悬挂。在其中点和下 端同时挂上一个重G的小球，则两弹簧的伸长之和为()A．2G／k B．G／k C．3G／k D．G/2k

8.两长度相同的轻弹簧，其劲度系数分别为k1=1500N/m，k2=2000N/m，在它们下面挂上同样重物时，它们的伸长量之比x1：x2=________；当它们伸长同样长度时，所挂重物的重力之比G1：G2=__________。

阅读材料：罗伯特〃胡克(Hooke Robert 1635—1703)是17世纪英国最杰出的科学家之一。他在力学、光学、天文学等诸多方面都有重大成就。他所设计和发明的科学仪器在当时是无与

伦比的。他本人被誉为是英国皇家学会的“双眼和双手”。

1653年，胡克进入牛津大学里奥尔学院学习。在这里，他结识了一些颇有才华的科学界人士。这些人后来大都成为英国皇家学会的骨干。1655年，胡克被推荐给玻意耳当助手，在玻意耳的实验室工作。1663年，胡克获得了文学硕士学位，并且被选为皇家学会会员。1665年，胡克担任格列夏姆学院几何学、地质学教授，并从事天文观测工作。1676年，胡克发表了著名的弹性定律。1677年至1683年就任英国皇家学会秘书并负责出版会刊。早在1663年，胡克就起草了皇家学会章程草案，规定学会的宗旨是“靠实验来改进有关自然界诸事物的知识，以及一切有关的艺术、制造、实用机械、发动机和新发明(不牵涉神学、形而上学、道德、政治、语法修辞或逻辑)”。胡克作为该学会的实验工作与日常事务探办人，在长达20多年的学会活动中，接触并深入到当时自然科学活跃的前沿领域，且均做出了自己的贡献。

胡克在力学方面贡献尤为卓著。他从1661年开始积极参加了皇家学会研究重力本质的专门委员会的活动。为了确定物体重力与地心距离的关系，他用一架精密天平放在威斯特敏斯特教堂的塔尖上，称量一块铁和一段很长的绳子的重量，然后将这块铁挂在绳子的末端再称，看是否因为铁块十分接近地面而改变重量，结果并无测出明显的改变。后来他又在旧圣保罗教堂重作了这一实验。1674年，胡克发表了《从观察角度证明地球周年运动的尝试》 的论文，文中根据修正的惯性原理，从行星受力平衡观占’出发，提出了行星运动的三条假设：l.一切天体都具有倾向其中心的吸引作用或重力，它不仅吸引其本身各部分，并且还吸引其作用范围内的其它天体；2．每一物体都保持平直、简单的运动而且继续沿直线前进，直到受到其它作用力影响，因而改变为圆、椭圆或其他曲线运动为止；3．受到吸引力作用的物体，越靠近吸引中心，其吸引力也越大。胡克在1679年给牛顿的信中正式提出了引力与距离平方成反比的观点，但他并没有将自己的引力思想如牛顿所作的那样用数学式子表示出来，并用太阳、地-球、月亮、行星和地球上物体的运动实倒采加以验证。因此，把发现万有引力定律的殊荣被牛顿独占，但胡克的某些想法对牛顿完成万有引力的研究是起着积极的启示作用的。弹性定律是胡克最重要的发现之一，也是力学最重要基本定律之一．胡克的弹性定律指出：在弹性限度内，弹簧的弹力f和弹簧的长度x成正比，即f=kx。k是物质的弹性系数，它由材料的性质所决定，负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。为了证实这一定律，胡克做了大量实验，制作了各种材料构成的各种形状的弹性体。