中国弹簧扁钢及钢板弹簧市场运行情况简析

第一篇：中国弹簧扁钢及钢板弹簧市场运行情况简析

中国弹簧扁钢及钢板弹簧市场运行情况简析

2016年中国汽车产销超过2800万辆，实现14%左右的大幅增长。与此同时，商用车产销也结束了自2013年以来持续下滑的态势，产销量同比增长7%，其中，中重型商用车同比涨幅更是高达57%，高光表现引起市场的广泛关注，汽车用钢市场越来越受到关注。汽车用钢多数属于高技术高附件值的钢材，且种类繁杂，也是各大钢厂重点研发和开拓的领域。本文在此仅就汽车用弹簧扁钢及其制品—钢板弹簧做简要分析。

一、弹簧扁钢的界定

（一）扁钢、普碳扁钢和弹簧扁钢的定义和区别 扁钢

扁钢是指宽12-300mm、厚4-60mm、截面为长方形并稍带钝边的钢材。普碳扁钢

普碳扁钢是指含碳量为0.06-0.22%的扁钢。

用途：扁钢可以是成品钢材，也可以做焊管的坯料和叠轧薄板用的薄板坯。主要用途：扁钢作为成材可用于制箍铁、工具及机械零件，建筑上用作房架结构件、扶梯。

弹簧扁钢（广义）

弹簧扁钢是指具有良好弹性形变能力的扁钢。C含量在0.26-0.90%。用途：主要用于制造汽车、拖拉机、铁路运输等机械上的钢板弹簧。扁钢按其形状分为两种：平面弹簧扁钢和单面双槽弹簧扁钢。

（二）弹簧钢的牌号及化学成分（GB/T1222-2007)

现行的弹簧扁钢标准是根据中华人民共和国国家弹簧钢标准（标准号：GB/T1222-2007）的规定实施的，根据C、Si、Mn、Cr和A等元素含量的不同，分为以下几大类。常见的有65Mn、60Si2Mn、60Si2MnA等品种，牌号明细详见下表。

图表1：弹簧扁钢制成品—钢板弹簧

数据来源：（GB/T1222-2007)，MRI

二、国内弹簧扁钢市场竞争格局

（一）主要的弹簧扁钢生产企业及其营销情况

根据特钢协会的统计，结合Mysteel的市场调研，目前国内生产弹簧扁钢的钢厂较少，仅有十几家，且行业集中度较高，最大的弹簧扁钢生产企业是方大特钢，年产量在60万吨以上，国内市场占有率超过40%；其他弹簧扁钢生产企业主要为兴澄特钢、新冶钢、青岛特钢以及鄂钢等。此外，民营企业中，天津大强钢铁、河北永洋特钢2016年的弹簧扁钢产量也较大，月产量均在2万吨以上。由于弹簧扁钢自身产品属性的问题（型号专

一、用途单

一、流通量小等），市场交易的资源多以钢厂直发或直供为主，价格多为一单一议。各钢厂产品基本都可全国范围内销售，也有一定的出口，比如方大特钢、兴澄特钢产品均有出口非洲、美洲、东南亚和日本等地区。

（二）国内弹簧扁钢龙头企业—江西方大特钢简介

方大特钢是中国最大的弹簧扁钢和汽车板簧生产基地，具有年产铁230-250万吨、钢250-300万吨、材(坯）290-310万吨，年产弹簧扁钢60万吨以上、汽车板簧13.5万吨、稳定杆40万件、扭杆20万件的综合生产能力。拥有完整的“冶炼→轧制弹扁→板簧”产业链，产品主要包括44.5—120mm×5.5—40mm弹簧扁钢、300多种汽车板簧。弹簧扁钢品牌“长力牌”荣获江西省名牌产品、全国用户满意产品，分别占有二汽用量100%、一汽用量60%的份额，并占有东南亚、南美、北非等国家进口弹簧扁钢总量30%以上。汽车板簧系列产品则拥有“长力”、“红岩”、“春鹰”三大知名品牌，汽车板簧国内市场占有率达到20%以上，亦位列全国第一位。

方大特钢在细分市场及细分市场产业链的龙头企业地位得益于其实施以差异化战略为核心，低成本战略、精品战略、差异化战略相结合的组合竞争战略。近几年，方大特钢更是积极实施纵向一体化战略，通过股权投资、并购重组等方式控股重庆红岩方大汽车悬架公司、江西远成汽车零部件公司、江西江铃汽车零部件公司，走出一条稳定产业链的新路子。

三、弹簧扁钢用途概述

弹簧扁钢用途单一，主要是生产钢板弹簧，钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可以不相等）的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，主要应用于大中型货车（卡车）和客车的悬架系统。

钢板弹簧的分类：（1）多片簧

由多片长度不等，宽度一样的钢片所迭加起来。多片钢板弹簧的各片钢板迭加成倒三角形状，最上端的钢板最长，最下端的钢板最短，钢板的片数与支承客车的重量相关，钢板越多越厚越短，弹簧刚性就越大。但是，当钢板弹簧使用时间长了以后，各片之间就会互相滑动摩擦产生噪声。钢板间的相对摩擦还会引起弹簧变形，造成行驶不平顺。

（2）少片簧

由两端薄中间厚、等宽等长的钢片所迭加起来。少片钢板弹簧的钢板截面变化大，从中间到两端的截面是逐渐不同，因此轧制工艺比较复杂，价格也比多片簧贵。少片簧与多片簧比较起来，在相同刚度（即相同承载能力）的情况下，少片簧比多片簧轻约50%左右，降低了油耗，增加了行驶平顺性。而且少片簧单片之间为点接触，减少了相对摩擦及振动，增加了乘坐舒适性。

备注：卡车一般采用等截面钢板簧，重型车前簧采用等截面、后簧采用变截面钢板弹簧。客车一般采用变截面钢板簧。卡车钢板弹簧的排列为纵式排列，主要是出于负重的目的（见图2）。

图表2：弹簧扁钢制成品—钢板弹簧

数据来源：MRI

图表3：钢板弹簧用途展示

四、钢板弹簧行业发展概况及分析

（一）钢板弹簧的供需分析

汽车钢板弹簧的产销与国内商用车整车产销情况紧密关联。2014-2015年在商用车整车产销持续下降的影响下，汽车钢板弹簧行业的整体产销也出现持续下滑。2014年汽车钢板弹簧行业的产量下降到146.7万吨，环比下降了2.2%；2015年进一步下降到142万吨，环比下降了3.2%。不过，2016年我国汽车产销分别完成2811.9万辆和2802.8万辆，同比分别增长14.5%和13.7%，高于上年同期11.2和9.0个百分点。在汽车产销同比大幅增长的情况下，商用车产销增长也由负转正，其中中重型车（货车和客车）增长迅猛。由下图可见，2016年商用车产量达到369.8万吨，同比增长7%左右，结束了自2013年以来的负增长，其中中重型商用车（包含货车和客车）同比涨幅巨大，较上年同期大幅增长近57%。考虑到钢板弹簧消费最大的中重卡2016年同比增幅较大（2016年中重卡产量达到97万辆，同比增长21%），由此推动钢板弹簧需求增长，笔者推算2016年钢板弹簧产量在170万吨左右。

图表4：国内汽车产量统计表（单位:万辆）

数据来源：中汽协，MRI 图表5：国内汽车钢板弹簧2011-2016年产量走势

数据来源：汽车钢板弹簧委员会，MRI

（二）钢板弹簧产业竞争格局

1、产业集中度低。与弹簧扁钢产业的高集中度形成对比，目前国内汽车钢板弹簧行业的产业集中度较低。据汽车钢板弹簧委员会的统计，截止2015年底，全国仍有240余家汽车钢板弹簧生产制造企业。在这些企业中，大多数企业产能很小，不足1万吨，且开工不足，56%处于半停产状态，与主流整车企业保持配套关系的企业仅40余家。为了摆脱经济新常态的影响，许多企业选择了多元化和相关多元化的发展，行业企业中，民营企业占了绝大多数，国有及国有控股企业仅剩东风汽车悬架弹簧有限公司一家。

2、国内外竞争激烈。随着商用车整车企业间的竞争加剧，以及国际化竞争的需要，整车企业与原供应商的紧密程度出现松动，引进B点供应商或全球竞选供应商已悄然启动。比如东风商用车公司与沃尔沃合资组建的东风沃尔沃公司，在悬架产品供应商的选择上就采用了全球海选方式，而东风商用车公司在其新车型、新型悬架类型的供应商选择上也采用走出去的方式，其换代工程车的悬架采用的是橡胶悬架，就没有沿用过去内部工艺路线的做法，而考察选择了美国汉德森在国内合资公司制造的产品。

3、价格竞争转为差异化竞争。此外，行业成员间的竞争已由过去单一的同类产品上的价格竞争转为差异化的竞争，通过“你无我有”的方式，逐步渗入竞争对手传统的客户中去。比如，山东雷帕得弹簧有限公司通过商用车扭杆和稳定杆产品，成功切入到东风商用车公司，实现了其过去曾经希望通过钢板弹簧产品途径切入东风商用车公司的夙愿，而东风汽车悬架弹簧有限公司由于没有商用车扭杆和稳定杆产品，只能看着其进入东风商用车供应商平台，未来在同一个供应商平台上，山东雷帕得弹簧有限公司就有极大的便利参与到钢板弹簧产品的竞配，获得B点供应商身份，尽管目前东风商用车公司的钢板弹簧产品仍100%由东风汽车悬架弹簧有限公司供配。

（三）钢板弹簧市场需求及变化趋势

根据相关协会的统计及Mysteel的调研，钢板弹簧80%左右消费在整车的配套中，约18%左右作为售后备件，2-4%左右用于出口。据悉出口的产品以变截面的钢板弹簧总成和单片为主，其中，80%是用于汽车的维护维修。

图表6：国内汽车钢板弹簧需求格局（2016年）

数据来源：汽车钢板弹簧委员会，MRI 2016年商用车产销同比实现了正增长，且这种势头有望在2017年得以维持，这主要由于：一方面我国较高速增长的基础设施的投资对商用车的需求有一定程度的推动作用；另一方面，受到去年“921”治超新政的影响及汽车新标准的出台，公路运力短缺，重卡新车产销迅猛攀升。此外，随着重卡更新换代周期的到来，重卡需求近期有望获得支持。

整体来看，在“十三五”期间，笔者认为中重型商用车的总需求量将有望保持稳健，年需求在100万辆左右，不会出现大幅度的涨跌或跳跃式的发展；且得益于新型城镇化建设、互联网+物流(网商、网店的快速成长)和同城快捷物流网的建设等需求，轻型商用车将快速增长。

不过值得指出的是，近几年，新能源汽车的产销迅猛增长，加速了各类新型悬架随着整车轻量化和整车技术的稳步提升而逐步取代传统钢板弹簧的步伐。比如，在客车方面，大型客车已全部采用了被动式的空气悬架，部分高端车型已经选配电控主动控制悬架；中型客车，特别是一线城市的城市公交车，也开始普遍使用空气悬架；轻型客车，已开始尝试使用复合材料板簧。在卡车方面，中国重汽、东风商用车公司的部分大型矿山用车和工程车已选装美国翰德森橡胶悬架；大型和超大型全路面工程车辆几乎全部使用进口的油气悬架；重型公路货运卡车已开始使用空气悬架；中卡也更多的采用高应力轻量化的钢板弹簧产品。因此综合汽车行业的发展趋势，笔者认为，未来国内钢板弹簧行业难见大的产需增长，且伴随新型汽车悬架系统的发展，钢板弹簧有被逐步替代的趋势，容量增长空间有限，弹簧扁钢的需求增长空间也不会很大。

第二篇：五金弹簧行业市场发展

五金弹簧行业市场发展

代表弹簧行业单品网中国弹簧交易网114成功上线运营了，弹簧行业在整个制造业当中虽然是一个小行业，但其所起到的作用是绝对不可低估的。国家的工业制造业、汽车工业要加快发展，而作为基础件、零部件之一的弹簧行业就更加需要有一个发展的超前期，才能适应国家整个工业的快速发展。

另外，弹簧产品规模品种的扩大、质量水平的提高也是机械设备更新换代的需要和配套主机性能提高的需要，因此，整个国家工业的发展，弹簧产品是起到重要作用的。

随着我国的汽车、拖拉机、内燃机、摩托车、助动车及电气工业的不断发展，弹簧的品种也在逐渐增多，数量不断增加。虽然市场需求量非常之大，但我国弹簧行业的产业结构却相当让人勘忧！

对于弹簧行业来说，长期以来形成了低档普通弹簧供过于求，高档产品（高强度、高应力、异性件、特种材料）供不应求的被动形势。目前，我国弹簧行业的产量已趋于饱和，据专家统计现在我国弹簧年生产量已达40亿件，各类弹簧产品共有21个大类，1600多个品种，主要有气门弹簧、悬架弹簧、膜片弹簧、减震弹簧、液压弹簧、油泵弹簧、碟形弹簧、高温弹簧、卡簧、拉簧、扭簧、压簧、涡卷簧以及异性弹簧等。

现阶段我国弹簧产品主要以技术含量低的一般弹簧居多，异性件及截面产品等高技术产品只有少数规模大的厂可以生产。以下是引用片段：据国家统计局资料，1998年行业企业数约为541个，其中合资企业15个，独资企业4个，研究所10个，职工（年平均人数）37208人（其中工程技术人员3000人左右），工业总产值23.48亿元，工业增加值6.8亿元，利润0.57亿元，利税1.7亿元，固定资产原值11.57亿元，净值（年平均余额）7.42亿元，出口创汇1000多万美元，产品21大类，1600多个品种，全员劳动生产率6.3117万元/人·年。估计全行业共有1700多家企业，产量40亿件，每年销售额80亿元。

弹簧行业在“八五”、“九五”期间发展是比较快的，尤其是上海、天津、广州、山东、长春、重庆等地区发展较快，其他地区也有不同程度的发展，总的来说比其他行业要好一些。从现在的形势看，汽车、摩托车、助动车、内燃机、电气、仪器等还要发展，这些行业的发展将会带动弹簧行业的发展。

面对宏观经济形势，行业长期积累形成的产品质量低、组织结构松散、开发能力弱的矛盾进一步脱出，从深层次挖掘，主要是市场、体制和机制方面的问题。由于体制转轨、机制转换滞后，政府干预经济的手段尚未完全转到间接管理、宏观调控上来，产权关系不明确，权责尚未理顺，大部分企业还没有真正成为自主经营、自负盈亏的市场经济主体，内部运行机制僵化，市场观念淡薄，缺乏市场意识和竞争意识，难以适应形势发展和市场变化的需要。

随着国民经济由卖方市场向买方市场的转变，一些深层次的矛盾，尤其是多年来积累起来的结构性矛盾日益突出。当前产业结构不合理表现为：部分行业生产能力过剩，产品结构不合理；技术结构不合理，主要产业装备水平低；企业组织规模小而散，缺乏竞争实力和优势，区域结构趋同，未能体现比较优势和协作效益。互联网的变化也是日薪月异，也许单品网的时代快要来临了，关注品类网，关注中国弹簧交易网114。

第三篇：钢板弹簧悬架的模拟研究论文

在重载汽车上，钢板弹簧作为汽车悬架的弹性元件，是汽车容易损坏的元件，其好坏决定了汽车的各种性能。钢板弹簧在整车上不光是弹性元件，它还在工作时传递除垂直方向外其他方向的力和力矩，并在传递这些力或力矩的同时起到导向作用。而且当弹簧振动时两板片之间的接触、摩擦还可以充当一定的阻尼器件，起到阻尼作用。尽管钢板弹簧在工作时负荷高，易损坏，但钢板弹簧结构简单，制造、维修快捷方便，所以作为重型汽车的悬架被广泛使用。虽然自然状态下的钢板弹簧几何形状简单，但是在其受到载荷时却会有大变形（几何非线性）、且板片间的接触（状态非线性）等多种非线性因素是非常复杂且这些因素在应力分析是难以处理的。解析法

传统的钢板弹簧分析是把它简化为悬臂梁，运用材料力学的相关理论进行计算分析。而实际工作状态下的钢板弹簧受力变形很复杂，因为既有大变形又有板片之间摩擦非线性因素的影响。所以，利用解析法对钢板弹簧进行力学分析，必须将它简化为具有理想的线性变形和无摩擦的力学模型。这样就必须是假设在一定的条件下，才能建立起钢板弹簧力学模型，且这样的模型是过于简单的。当钢板弹簧所受为垂向载荷时，实际中通常采用下面的方法进行计算分析：

1.1 共同曲率法

该方法是前苏联的帕尔希洛夫斯基提出的，通常我们又称它为展开法，它假定在弹簧变形时各板片一旦接触便不会再分离，所以不再会有在一起的各片有共同的曲率。而且，假定各簧片上的弯矩也是连续分布的。在这两个假定的基础上建立模型进行计算分析可得出各个簧片的应力变形。很明显，这一方法对弹簧进行力学分析的时候，忽略到了板片之间的摩擦，所以该方法的结算结果与实际值存在一定的误差。

1.2 集中载荷法

这一方法是假定钢板弹簧只在板端有力的传递，而且同样假设在外载荷作用下板簧接触部分一旦接触后不再分开。这里也忽略板片之间的摩擦作用。该计算方法也是把钢板弹簧简化为悬臂梁模型，进行计算。在实际计算分析中由于汽车上用的钢板弹簧有对称性，且装配时固定条件也是对称的，所以可以建立一半的模型进行计算。

可以看出这两个方法都必须在假定一定条件成立的基础上，在不同程度和角度上对钢板弹簧进行了简化。但是，这两种方法都忽略了钢板弹簧在实际工作状态下的复杂因素，如较大变形、摩擦和阻尼等。所以导致这两种方法分析计算的结果都存在着不同程度的误差。因此，对于钢板弹簧实际存在的这种大变形、接触等非线性状态，我们采取有限元法来对钢板弹簧的装配预应、刚度等进行分析。有限元法

有限元法是把无限自由度的连续体离散化，从而变为有限个单元节点参数进行计算分析的方法。它的特点是不需作任何假设，便可模拟实际工作状态下的连续体。尽管这一方法的分析结果也是不能够完全没有误差，但是可以通过选择适当的单元体的形状与数量，这样便使得分析结果达到要求的精度。有限元分析法可以建立复杂的几何形状或边界条件、复杂的材料的模型。所以比较而言用有限元法计算钢板弹簧的应力问题，理论上更严密、模型更准确，这样分析结果精度更高。

2.1 钢板弹簧的有限元建模

用ANSYS12.0建立实体模型，建模时需要注意的是，由于钢板弹簧在装配前就具有一定曲率半径，是弧形而非平直的，所以要根据实际物体尺寸参数建立其三维几何模型，本文对简化型（不带卷耳）的钢板弹簧进行分析，并且建模时忽略其中间的螺栓孔，三片钢板弹簧选择为同曲率。因为重载汽车钢板弹簧是对称结构，且在装配过程中受载荷和约束都是对称的，这里便可以对模型进行简化，所以建立钢板弹簧的1/4模型。

2.2 定义接触对

本次采用面-面接触单元来模拟板簧之间的接触，根据实际情况分别选择合适的类型来描述接触对的目标面单元和接触面单元。在指定接触面和目标面时，应该特别注意的是接触单元应被控制不得穿透目标面。钢与钢之间有润滑接触摩擦时，其静摩擦系数选择为0.1～0.12，所以本次分析各簧片之间的摩擦系数为0.1。通过Gul命令mainmenu——preproeessor——realconstant——Add——CONTA173即可对实常数进行定义。通过GUI命令mainmenu——preproeesso，——Elementtype——Add——TARGE170——options即设置关键字。

通过接触向导，将整个三片钢板弹簧总成定义2个接触对，每个接触对有一个目标面和一个接触面。

2.3 模型约束及模型的加载

因为所建模型为1/4模型，对称面上的约束都相同，分析中控制三片钢板弹簧中心截面每片弹簧截面的X、Y和Z方向的位移，且要模拟中心螺栓拧紧状态下及钢板弹簧的装配中的应力问题。

2.4 计算结果与分析

由上述加载后应力学分析模型图上的应力分布，可直观得出钢板弹簧各部分应力大小分布情况，这为应力分析及产品优化提供了依据。且从上图可得出：加载后所受应力最大处是第一片钢板弹簧的端部。由于对模型的简化较多，使得这次得出的分析结果在一定程度上会有偏差。所以，以后需深入研究建立更准确模型来进行模拟分析。结语

钢板弹簧板片之间的接触情况是非常复杂的，且载荷变化，各片之间的接触情况亦随之变化。在研究分析钢板簧力学特性时，板片间的接触摩擦对其结果的影响不容忽视。在考虑片间接触及其几何非线性的情况下，利用ANSYS有限元软件，对某三片等截面钢板弹簧模型其满载状况加载下的应力分布进行了模拟分析。需要注意的是，当表面接触应力较大时叶片的磨损会加速，并产生裂纹导致钢板弹簧疲劳损坏。

第四篇：爱心弹簧作文

爱心弹簧作文

在平平淡淡的日常中，许多人都有过写作文的经历，对作文都不陌生吧，作文是从内部言语向外部言语的过渡，即从经过压缩的简要的、自己能明白的语言，向开展的、具有规范语法结构的、能为他人所理解的外部语言形式的转化。那么问题来了，到底应如何写一篇优秀的作文呢？以下是小编收集整理的爱心弹簧作文，仅供参考，欢迎大家阅读。

雨又大又猛，像瓢泼一样，打得人睁不开眼睛。路面的水来不及流走，汇成一条条湍急的小溪向低处流去。我走在回家的路上。虽然打着雨伞，但身上还是被雨水飘湿了。裤管紧贴着双腿，一阵风吹来，我的身体不禁抖了几下。

走着走着，忽然，我看见前面坏掉的路面前，一位工人叔叔正埋头铺路。他没戴帽子，没打雨伞，也没穿雨衣。虽然浑身已经湿透，但他一直没停过手中的活儿。不知是雨水还是汗水，正顺着他的脸颊不停地往下流。

我看着叔叔，心想：工人叔叔这样冒雨工作，会感冒的。于是，我走过去，对他说：“叔叔，不如你先到旁边躲一下雨吧！等雨停了，你再继续吧！不然，您会淋感冒的！”。没想到叔叔头也没抬，继续铺路。他一边铺路，一边对我说：“小朋友，谢谢你的关心！这一段路已经铺了三天了，今天必须铺完。不然，这么大雨，车辆绕道，会形成堵车的。只剩下几米了，很快的了。”

叔叔这几句平凡的话语深深打动了我的'心。大雨迷蒙中，叔叔的形象越来越高大。就是这样一个平凡的人，却这样忠于职守、一心为他人着想。他，就是我最敬佩的一个人。

“这个弹簧真好看！”我充满感激的对爸爸说到......练完古筝后，我们一家来到超市里的一家饭店吃午饭。在等待上菜的时间里，我拿出用五十个积分在琴行换来的正方形弹簧，在弟弟面前耍了起来。“哇呜！要！”弟弟趴在桌子上，伸手就来抢，我赶紧把手一缩，弟弟抓了个空。“阿妈！”弟弟见自己没抓到，就哭着叫起妈妈。妈妈对我说：“给弟弟玩会儿，他又不会弄坏。”爸爸见弟弟哭闹不止，怕影响别人吃饭，忙说：“别那么小气，弟弟顶多就咬咬，弄坏了再买一个。”因为我从小就敬畏爸爸，所以只好心不甘情不愿的把弹簧递给弟弟。

弟弟一把抓起弹簧，用力摇了起来，我的心像被针扎了似的。趁弟弟在玩别的东西时，我用手指捏起弹簧的一端，小心的扯了扯，确定弟弟没有拿着，再用力一拉，弹簧到手了！

可当我再仔细一看时，差点哭了出来，弹簧已经打结了，怎么拆也拆不开，但是为了不让爸妈伤心，我假装无所谓地把弹簧丢在一边。

吃完午饭，我们到超市散步，妈妈抱着弟弟四处转悠，爸爸则跟着妈妈到处逛，我低着头，有气无力的跟在他们后面，一想到自己的弹簧，鼻子就有点酸。爸爸似乎看出了我的心思，把我们引到玩具区，妈妈对我说：“快到你生日了，挑一个礼物吧！”听了妈妈的话，刚才的不开心全飞走了。

挑礼物的时候，爸爸不知道去哪了，当我挑好时，爸爸才出现，爸爸显得有些神秘。

我抱着礼物准备离开，爸爸掏出一个爱心型的彩色弹簧，说：“补给你的。”我的心灵一震：这就是父爱！

每当我玩起那个弹簧，一种温暖立刻涌上我的心头。

第五篇：弹簧测力计教案

弹力 弹簧测力计

教学目标

一、知识与技能: 1.知道什么是弹力,弹力产生的条件。

2.能正确使用弹力测力计。

3.知道形变越大,弹力越大。

二、过程与方法目标: 1.通过观察和实验了解弹力测力计的结构。

2.通过自制弹力计以及弹簧测力计的使用,掌握弹簧测力计的使用方法。

三、情感、态度、价值观目标: 通过本节内容的学习,初步认识科学对人类生活的影响,增强学习物理知识、探究自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣。

教学重点:弹簧测力计的正确使用。

教学难点:弹力的概念及产生条件。

教学准备:弹弓、钢尺、钢锯条、拉力器、弹簧、木板、钩码、铁架台、投影仪等。

教学过程

一、引入新课

(出示玩具弓箭或弹弓)这是同学们小时候玩过的玩具。拉橡皮筋,橡皮筋变长,发生形变,松手后,橡皮筋又恢复了原状。请同学们利用你身边的东西试一试,看还有哪些物体有类似橡皮筋的特性。

播放视频:物体的弹性——前面介绍形变的部分

通过观看视频,这些例子中物体的共同特性是什么?受力时会发生形变。不受力时又恢复到原来的状态。

我们把物质的这种特性叫做弹性。大家有没有发现有些物质表现的是和弹性不一样的特性呢?玩橡皮泥时,橡皮泥变形后就不能恢复原状。玩泥巴时也是一样,撤去外力泥巴也不会变回原来的样子。像橡皮泥和泥巴这样变形后不能自动恢复原来形状的特性叫做塑性。

二、进行新课

1.弹力

刚才同学们在弯钢尺、拉橡皮筋(或弹簧)时,有什么感觉呢?我拉弹簧时,感觉到它对手也有力的作用。我们把这种力就叫做弹力(elastic force),弹力是怎样产生的?它的施力物体是谁呢?请动手做一做,然后讨论。

我们不拉弹簧也不压弹簧时,弹簧对手就没有作用力,如果用手去压或拉弹簧时,弹簧的形状改变,对手就会有力的作用,所以弹力是由于物体发生形变而产生的力,弹力的施力物体是发生形变的物体。

力的作用是相互的,只要你对别的物体施力,物体肯定也会对你有力的作用,所以我认为物体不发生形变也会有力的作用。

请同学们一起来观察下面的实验。

演示:(1)放在平面上静止的小车,用手推动后运动起来,力改变了小车的运动状态。

(2)将小车和一端固定、处于自由伸缩状态的弹簧挨放在一起,小车的运动状态不会改变。

(3)将小车和一端固定且被压缩的弹簧挨放在一起,松开弹簧后,弹簧恢复原状,小车向右运动,如图。

分析上面的实验,你有什么收获吗?小车受到力以后运动状态才会改变。和自由伸缩的弹簧挨靠在一起的小车运动状态没有改变,说明弹簧不发生形变时,对车没有力的作用;和被压缩的弹簧靠在一起的小车在弹簧被松开后,在弹簧的作用下运动状态改变,说明受到了弹簧的弹力,说明只有弹簧发生形变,才能产生弹力。

任何物体只要发生形变就一定会产生弹力,日常生活中经常遇到的支持物的压力、绳的拉力等,其实质都是弹力。弹力在生活中有广泛的应用,你知道生活中还有哪些地方用到弹力? 我们用的自动铅笔和一些圆珠笔里面要利用弹簧的弹力。跳水运动中 1m板和 3 m板的跳水都是利用了弹力。射箭运动员利用了弓的弹力才能把箭射出去。撑杆跳高运动员利用了杆形变后产生的弹力。体操比赛中。跳马运动员利用踏板的弹力才能腾空,跳远运动员也要利用踏板的弹力。自行车的支架上也有利用弹簧的弹力。拉力器也是利用了弹簧的弹力。

2.探究——弹簧测力计的制作和使用

制作弹簧测力计,请一组同学上台来展示一下你们制作的过程。

(1)将一块光洁平整的硬纸板竖直地固定在铁架上。再将一根带有挂钩的弹簧的上端固定。在纸板上。弹簧自然下垂时记下弹簧最下端的位置,在纸板上作好记号。

(2)将0.5 N的钩码挂在弹簧上,记下弹簧最下端的位置并在纸板上作上记号。

(3)分别将1 N、1.5 N、2 N的钩码依次挂在弹簧上,并在硬纸板上分别记下弹簧最下端对应的位置。

(4)在对应的位置上标出所用钩码的重量。这样就做成了一个弹簧测力计。

播放视频:物体的弹性——弹簧测力计的部分

其他组的同学有不同的地方吗?将0.5 N、1 N、1.5 N、2 N的钩码挂在弹簧下端时,用刻度尺测量硬纸板上相邻两个记号间的距离是相等的,所以弹簧伸长的长度和所受的力是成正比的,因此我们把每相邻的两个记号间又平均分成了5等份,这样测量可以更精确。

老师再在你们共同制作的测力计上加一个拉环,就变成了实验室常用的弹簧测力计。(出示弹簧测力计),同学们来观察一下常用的弹簧测力计的结构。

实验室常用的弹簧测力计由弹簧、挂钩、拉环、刻度、指针等几部分组成。实验室常用的弹簧测力计和同学们自己制作的测力计比较,有什么不同?实验室常用的测力计刻度盘是活动的,使用前,如果测力计的指针没有指在零点,可以方便地调整。

现在请一位同学给我们演示一下用弹簧测力计测一个物体的重力,同学们注意观察,看他使用的对不对。

播放视频:物体的弹性——后面介绍弹簧测力计的部分

读数时视线应该和刻度线正对,拿弹簧秤的时候,一般用手拉住吊环而不应该用手抓着外壳。使用前要先估计被测物重力,以免被测物重力太大,损坏弹簧秤。

演示:一根弹簧在持续增加的外力作用下被拉直

刚才同学们看到的演示实验,说明了什么问题?弹簧的弹性有一定的限度,超过了这个限度,即使撤销外力,弹簧也不会恢复原状,所以,使用弹簧时不能超过它的弹性限度,否则会使弹簧损坏。

现在请同学们利用弹簧秤测量文具盒及课本的重力,然后归纳弹簧秤的使用规则。

使用测力计应注意下面几点:(1)所测的力不能大于测力计的测量限度,以免损坏测力计。

(2)使用前,如果测力计的指针没有指在零点,那么应该将弹簧秤的指针调到零点。

(3)使用时力的方向必须和弹簧的轴线方向一致,使弹簧秤能自由伸缩而不受阻碍、若指针与外壳有摩擦,应及时消除。

(4)观察弹簧秤的量程与最小刻度值,以便正确读数。

(5)弹簧秤稳定时才可读数,读数时视线应正对刻度线,与刻度板面垂直。

三、小结

通过今天的学习,同学们有哪些收获? 我们知道了弹性,了解了弹簧测力计的构造,并且还可以自己制造测力计,用自己做的测力计测量物体的重力。