《弹力》示范课教学PPT课件【高中物理必修1】 45页

\n\n1.物体在外力作用下发生的形变。分为弹性形变和范性形变。2．弹力发生在两个相互接触且发生弹性形变的物体间，其大小由弹性形变的程度决定，其方向跟物体的形变方向相反。3．弹簧弹力的大小，由胡克定律F＝kx进行计算。\n\n[自学教材]1．形变(1)弹性形变：作用在物体上的外力撤去后，物体能的形变。(2)范性形变：外力撤去后，物体不能的形变。恢复原状恢复原状\n弹性形变接触接触弹性形变\n[重点诠释]1．弹力产生的成因当两个物体相互挤压或拉伸产生弹性形变时，由于物体要恢复原状，才在接触位置对迫使它发生形变的物体产生力的作用。2．弹力产生的过程\n3．弹力有无的判断方法(1)直接判断：①物体间相互接触；②发生弹性形变。两个条件必须同时满足才有弹力产生。(2)利用假设法判断：要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用，可假设与该物体接触的另一物体不存在，看物体是否仍保持原来的状态，若能保持原来的状态，则说明物体间无弹力作用；否则有弹力作用。\n(3)根据物体的运动状态判断：看除了要研究的弹力外，物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律)，若满足，则无弹力存在；若不满足，则有弹力存在。\n1．下列关于弹力的说法中正确的是()A．直接接触的两个物体间必然有弹力存在B．不接触的物体间也可能存在弹力C．只要物体发生形变就一定有弹力D．在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力\n解析：弹力产生的两个条件(1)两物体接触，(2)发生弹性形变，两个条件必须同时具备，所以，D正确，A、B、C错误。答案：D\n[自学教材]1．弹性限度当弹性形变超过一定限度时，撤去作用后，物体不能完全恢复的限度。原状\n2．胡克定律(1)内容：在内，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。(2)数学表达式：F＝kx。其中k叫做弹簧的，其单位是。它反映了弹簧的一种性质。弹性限度劲度系数N/m力学\n[重点诠释]1．对胡克定律的理解(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。劲度系数k只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定的。\n(3)弹力与弹簧伸长量的关系可用F－x图像表示，如图3－2－1，图线的斜率即为弹簧的劲度系数。(4)由于F1＝kx1，F2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝k(x2－x1)＝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＝Δkx。图3－2－1\n2．弹力的大小除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解。比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉力和重力作用。根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小。\n\n答案：C\n[自学教材](1)压力(支持力)的方向一定接触面指向被压(被支持)的物体。(2)绳索的弹力方向一定沿着而指向绳索的方向。垂直于绳索收缩\n[重点诠释]1．弹力的方向弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反，与受力物体发生弹性形变的方向相反。\n类型方向图示接触方式面与面垂直接触面指向被支持物体点与面过接触点垂直于面指向被支持物体点与点垂直于公共切面指向受力物体\n类型方向图示轻绳沿绳收缩方向轻杆可沿杆可不沿杆(根据物体的状态判断)\n类型方向图示轻弹簧沿弹簧形变的反方向\n3．作出图3－2－2中各物体受到各接触面作用的弹力示意图。图3－2－2\n解析：分析此类问题的关键是确定接触面，对于点—面接触、面—面接触类问题容易确定，这里出现的面即为接触面，对于点—点接触，过接触点的两个物体的公切面即为接触面。各物体所受弹力如图所示。答案：见解析\n\n[例1]在图3－2－3中，A、B之间一定有弹力的是()图3－2－3[思路点拨]物体接触并产生弹性形变时，就能产生弹力的作用；无法直接判断有无形变时，可用假设法。\n[解析]A、C选项中，两球接触但没有相互挤压，所以A和B之间不产生弹力作用，选项A、C错误；B选项中，若把B球撤掉，A球将不能保持原来静止的状态，故两球间存在弹力，B选项正确；D选项中，若把斜面B撤除，小球A仍会静止在原来的状态，故小球与斜面间无弹力，D选项错误。[答案]B\n[借题发挥]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，只有两个物体接触并产生弹性形变时，两物体间才有弹力产生。\n1．如图3－2－4所示，球A、球D分别与斜面B和物体E靠在一起，C为光滑水平面。试判定A与B、D与E之间是否存在弹力的作用。图3－2－4\n解析：若小心地将B或E向左移去，球A或D仍保持静止，可见A、D的静止与B、E是否紧贴着无关，即使紧贴着彼此间也没有产生形变，故A与B、D与E之间显然无弹力的作用。答案：A与B、D与E之间无弹力的作用\n[例2]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3－2－5所示，容器上A、B两点对细杆的作用力的方向分别为()图3－2－5\nA．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[思路点拨]先明确两物体间弹力的作用类型，再根据各种类型的特点判断弹力的方向。\n[解析]支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面。在A点，杆的端点跟球面接触，弹力的方向垂直于该处球面的切面，指向球心；在B点，容器的边缘跟杆的侧面接触，该处的支持力应垂直于杆向上，D正确，A、B、C错误。[答案]D\n[借题发挥]确定弹力方向的方法：(1)若接触面之一为平面，则弹力一定垂直于该平面；(2)若接触面之一为球面，则弹力一定过球心；(3)若接触面之一为曲面，则弹力一定垂直于过接触点的切面；(4)若接触处之一为一直线，则弹力一定垂直于该直线\n2．画出图3－2－6中物体所受弹力的示意图，题图中各接触面均光滑，各物体均静止。图3－2－6\n解析：绳的弹力沿着绳指向绳收缩的方向，图甲中物体与斜面之间是平面与平面接触，支持力垂直于接触面指向被支持的物体；图乙中球面与球面接触，支持力的方向沿两球心的连线指向小球。答案：见解析\n[例3]如图3－2－7所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为k＝4×102N/m，悬挂重物的质量分别为m1＝2kg和m2＝4kg。若不计弹簧质量，取g＝10N/kg，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别是多少？图3－2－7\n[思路点拨]分别对m2和整体进行分析，由二力平衡的条件得到弹簧的弹力大小，然后由胡克定律求解两弹簧的伸长量。\n[答案]15cm10cm\n[借题发挥]有关弹簧形变量大小的计算问题，应以弹力的受力物体为研究对象，进行全面的受力分析，由物体所受其他力的大小求出弹力大小，最后依据胡克定律求出弹簧的形变量大小。\n如果将例题中的重物m1、m2及弹簧按如图3－2－8所示连接在地面上，当重物都静止时，弹簧S1、S2的压缩量分别是多少？图3－2－8\n答案：5cm15cm\n谢谢大家！敬请各位老师提出宝贵意见！\n