《弹力》示范课教学课件【高中物理必修1】 48页

3．2弹　力\n1．接触力、弹性形变和弹力(1)物体在力的作用下_____或_____发生改变，叫做形变．一切物体都能发生形变．有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做__________．(2)弹力的定义：发生___________的物体由于要___________，对与它______的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力．(3)弹力产生的条件：①物体间要______；②物体间要相互挤压而发生___________．形状体积弹性形变弹性形变恢复原状接触接触弹性性变\n2．弹力的方向压力和支持力的方向都_____________，绳的拉力的方向____________的方向．3．胡克定律(1)弹力的大小跟形变的______有关，形变越____，弹力也越大，形变______，弹力随之消失．(2)胡克定律：弹簧发生弹性形变时，______跟_________成正比，即_______，式中k为弹簧的劲度系数，单位是________，符号用N/m表示．(3)胡克定律表达式的适用条件：_____________．垂直于接触面沿绳要收缩大小大为零弹力形变量F＝kx牛每米弹性限度内\n一、弹性形变●重点解读(1)定义：物体的形状或体积的改变叫形变．(2)形变的种类：形变有拉伸形变(或压缩形变)、弯曲形变、扭转形变等．本节主要讨论拉伸(或压缩)形变．(3)弹性形变：物体在外力作用下发生形变，如果撤去外力后，形变能完全恢复，这种形变叫弹性形变．(4)弹性限度：如果外力使物体的形变过大，超过一定限度，在撤去外力后，形变不能完全恢复，这个限度就叫弹性限度．\n●疑点辨析形变与弹性形变形变有弹性形变和非弹性形变之分．(1)弹性形变：物体在形变后能够恢复原状，如弹簧、橡皮筋等，这样的形变叫弹性形变．(2)非弹性形变：物体在形变后不能恢复原状，如普通的泥巴．\n\n二、弹力产生的条件●要点梳理发生弹性形变的物体由于恢复原状而对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力．可见，要产生弹力需同时满足两个条件：①物体间直接接触，②接触处发生弹性形变．相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力，只有两物体接触处产生弹性形变时，两物体间才有弹力产生．当形变不明显难以直接判断时，可用“假设法”判定，所谓“假设法”就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力，画出假设状态下的受力图，判断受力情况与现实状态是否矛盾，若矛盾，假设不成立，则无弹力．\n\n\n\n●难点突破关于弹力方向的判定(1)物体所受弹力的方向总是指向该物体发生形变的方向，弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点共切面的垂直方向．大致有以下几种情形：\n类型方向的判定举例接触方式面与面与接触面垂直点与面与接触面垂直且过“点”点与点与公共切面垂直\n(2)弹簧两端的弹力与其中心轴重合，指向弹簧恢复原状的方向．(3)绳子只能受拉力而发生形变，即绳子只能承受拉力，则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．(4)轻杆的弹力不一定沿杆的方向，中学阶段有两种轻杆模型．\n四、胡克定律●难点突破弹簧弹力与弹簧伸长量(或压缩量)的关系(1)胡克定律：实验表明，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短的长度x成正比，即F＝kx)k称为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m.比较而言，k越大，弹簧越“硬”；k越小，弹簧越“软”．\n(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用F－x图象表示，如下图所示．\n\n【解析】在此，压力大小和方向都与重力相同，但不能说压力就是重力，它们的施力物体和受力物体都不同，性质也不同．桌面受到的压力是由物体下表面发生微小形变而产生的．故C、D正确．【答案】CD\n\nA．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用\n【解析】若小车静止，则小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力和绳子的拉力，且重力和拉力都沿竖直方向；如果受斜面的支持力，则没法达到平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力大小等于小球的重力，故A项错误，B项正确；若小车向右匀速运动时，小球受重力和绳子拉力作用；若小车向右做减速运动，则一定受斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故C、D项都不对．【答案】B\n\n\n巧解法：根据推论式F＝kx，得ΔF＝kΔx.物体在外力作用下又伸长x时，拉力的大小为F＝kx.考虑到弹簧原来的弹力为mg，故后来弹簧弹力为mg＋kx.【答案】B\n【误区警示】运用胡克定律时，一定要注意公式F＝kx中x为弹簧的形变量，而非总长度．且弹簧受到的力是拉力和压力时，表达式是不同的．\n\n【解析】弹簧的弹力为2N，有两种可能的情形，拉伸或压缩状态．(1)拉伸状态，由A、B受力平衡可知，D正确．(2)压缩状态，同理可知，A正确．【答案】AD\n\n\n书对桌面的压力在大小和方向上都与重力相同，但它们不是同一性质的力，压力是弹力．而且，它们的产生也不相同，压力是书发生形变而对桌面产生的力，它发生在书与桌面之间；而重力是由于地球对物体吸引而使物体所受的力，它发生在书与地球之间，故这两个力不是同一个力，即选项C错误．接触面处形变微小，不能因此说产生的弹力就很小．同样，我们观察不到接触面处的形变时，不能因此而否认形变的存在，因为有些形变必须借助仪器或其他显示方法才能观察到．【答案】D\n\n\n【指点迷津】相互作用的物体属于点接触，弹力的方向与过接触点的切面垂直，且指向球心，与重心位置无关，故三种情况下弹力方向是一致的．P、Q两点弹力方向的判定不要受重心位置不同的影响，应由基本方法制定．\n【答案】如下图所示，三种情况下弹力方向都过球心．\n利用“替换法”和“假设法”判定弹力的有无对于形变明显的情况，由形变情况直接判断，对于形变不明显的情况通常用“假设法”和“替换法”，有时要根据物体的运动状态直接判定.\n假设法思路假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力.例证图中细线竖直、斜面光滑，因去掉斜面体，小球的状态不变，故小球只受细线的拉力，不受斜面的支持力.\n替换法思路用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力.例证图中轻杆AB、AC.用绳替换AB，原装置状态不变，说明AB对A施加的是拉力；用绳替换AC，原状态不能维持，说明AC对A施加的是支持力.\n状态法思路由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力.例证升降机以a＝g加速下降时物体不受底板的弹力作用.\n1．关于弹性形变的概念，下列理解正确的是()A．物体形状的改变B．铁丝用力弯折后的形变C．在外力停止作用后，能够恢复原状的形变D．物体在外力作用下的形变\n【解析】弹性形变是指在外力停止作用后，能够恢复原状的形变，不是任何形变都一定能恢复原状的，如B中的铁丝．【答案】C\n2．关于弹力，下列说法正确的是()A．放在水平桌面上的书受到的支持力是由于书发生了形变而产生的B．悬绳下端悬着的物体受到的绳的拉力是由于绳发生了形变而产生的C．水平面上并排放着的两个物体间无弹力作用D．弹力是根据性质命名的力【答案】BD\n\n【解析】弹簧测力计的外壳与提环是固定在一起的，如题图所示的情形，则A弹簧的弹力为(m＋2m0)g，而B弹簧的弹力为mg.【答案】B\n\n【解析】此题很容易误解而选A项，但选项A是错的；其原因是x不是弹簧变化后的长度与未发生形变时弹簧长度的差值(即不是弹簧的总形变量)，球在A位置时弹簧已经伸长了(令它为Δx)，这样Fb＝k(Δx＋x)＝kx＋kΔx.因为球在A位置平衡，有G＝kΔx，所以Fb＝kx＋G.故选项B是正确的．【答案】B\n\n【答案】(1)1030(2)90N\n谢谢大家！敬请各位老师提出宝贵意见！\n