《高中物理 第3章 相互作用 第2节 形变与弹力（第1课时）形变与弹力课件 鲁科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第3章 相互作用 第2节 形变与弹力（第1课时）形变与弹力课件 鲁科版必修1（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节 形变与弹力,第1课时 形变与弹力,填一填,练一练,一、形变(见课本第6364页) 1.定义:物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化称为形变。 2.分类: (1)弹性形变:弹性体(撤去外力后能够恢复原来形状的物体)发生的形变。 (2)范性形变:物体发生形变后不能恢复原来的形状的形变。 3.弹性限度:当弹性体形变达到某一值时,即使撤去外力,物体也不能再恢复原状,这个值叫做弹性限度。,填一填,练一练,二、弹力(见课本第6568页) 1.概念。 物体发生弹性形变时,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用。 2.方向。 弹力的方向总是与物体形变的趋向相反,以使物体恢复原状。 3.胡克定律。 (
2、1)内容:在弹性限度内,弹性体(如弹簧)弹力的大小与弹性体伸长(或缩短)的长度成正比。 (2)公式。 (3)适用条件:在弹性体的弹性限度内。,填一填,练一练,4.应用。 (1)拉伸或压缩的弹簧可以储存弹性势能。 (2)弹簧具有弹性,可以缓冲减震、自动复位。,填一填,练一练,(多选)下列关于弹力的说法中正确的是( ) A.两物体直接接触就一定有弹力作用 B.不直接接触的物体间一定没有弹力作用 C.直接接触的物体之间发生了弹性形变就一定有弹力产生 D.只要物体发生形变就一定有弹力产生 解析:根据弹力产生的条件可知,接触和弹性形变是产生弹力的两个不可或缺的条件,缺一不可,故选项A、D错误,B、C正确
3、。 答案:BC,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,弹力的产生及判断 如图所示的情景中,运动员、箭、小车的运动状态为什么能发生变化?这个作用是哪个物体发生形变产生的?,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,1.弹力的成因 相互接触的物体间不一定存在弹力,只有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,才在接触位置对与它接触的物体产生弹力。所以,弹力产生的直接原因是由施力物体发生形变引起的。 2.弹力产生的过程 3.弹力产生的两个条件 (1)两物体直接接触。 (2)互相接触的物体发生弹性形变。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三
4、,4.判断弹力有无的两种常见方法 (1)直接判断:对于形变较明显的情况,可根据弹力产生条件直接判断。 (2)“假设法”判断:对于形变不明显的情况,可用“假设法”进行判断,常见以下三种情形: 假设与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的状态是否发生改变。若状态不变,则此处不存在弹力;若状态改变,则此处存在弹力。 假设有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明有弹力;若不能保持,则说明没有弹力。 假设没有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明没有弹力;若不能保持,则说明有弹力。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例题1
5、】 导学号93960043如图所示,图中各物体均静止,各接触面均光滑,试分析a、b之间一定有弹力的是 ( ) 解析:在题图A、B、C中,若用假设法将物体b去掉,若物体a仍能保持静止状态,表明物体a、b之间无弹力作用。显然A、B两图中a的状态无变化,而C图中将b拿走,a物体必然向右摆动,说明A、B两图中a、b之间无弹力作用,C图中a、b之间有弹力作用,而D图中小球a必受重力作用,小球a竖直悬挂,必定受弹簧的拉力,假设斜面b对小球a产生弹力,则弹力的存在必使小球a向左运动,与题设条件相矛盾,故D图中小球a与斜面b之间无弹力作用。故选项C正确。 答案:C,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二
6、,探究三,变式训练1 一个球形物体O静止放在光滑的水平地面上,并与竖直墙壁相接触,A、B两点是球与墙和地面的接触点,则下列说法正确的是( ) A.物体受三个力,重力、地面对物体的支持力、 墙壁对物体的弹力 B.物体受两个力,重力、地面对物体的支持力 C.物体受两个力,重力、物体对地面的压力 D.物体受三个力,重力、物体对地球的引力、物体对地面的压力 解析:球形物体虽与墙接触,但它们之间无弹力作用,故物体只受重力和地面对物体的支持力两个力,选项B对。 答案:B,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,弹力方向的判断 画出图中物体
7、所受弹力的示意图,题图中各接触面均光滑,各物体均静止。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.弹力方向的特点 发生弹性形变的物体,由于恢复原状产生弹力,弹力的方向由施力物体的形变的方向决定,弹力的方向总与施力物体形变的方向相反。 (1)压力的方向:垂直于接触面指向被压的物体。 (2)支持力的方向:垂直于接触面指向被支持的物体。 (3)绳对物体的拉力方向:沿着绳指向绳收缩的方向。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,2.几种常见弹力方向的对比,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,
8、探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题2】 导学号93960044在如图所示的图中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图,其中甲、乙、丙中物体P处于静止状态,丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动。 思路:解答本题时应把握以下三点: (1)当面(或曲面)接触,弹力垂直于面。 (2)绳上弹力沿绳并指向绳收缩方向。 (3)与球面接触的弹力方向延长线或反向延长线过球心。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析:甲属于绳的拉力,应沿绳指向绳收缩的方向,因此弹力方向沿绳向上;乙中A点属于点与球面相接触,弹力应垂
9、直于球面的切面斜向上,必过球心O,B点属于点与杆相接触,弹力应垂直于杆向上;丙中A、B两点都是球面与平面相接触,弹力应垂直于平面,且必过球心,所以A处弹力方向水平向右,B处弹力垂直于斜面向左上方,且都过球心;丁中小球P不管运动与否,都是属于平面与球面相接触,弹力应垂直于平面,且过球心,即向上。 它们所受弹力的示意图如图所示。 答案:见解析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练2 分别对下列甲、乙图中小球、丙图中杆画出受力示意图。(甲中小球用细绳挂在光滑的墙上,乙中小球用细绳拴着搁在角上,丙中杆放在光滑的半球形碗中)
10、,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析:各物体受力如图所示: 答案:见解析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,弹力大小的计算 如图是某人正在参与的一项运动蹦极,看图思考以下问题: (1)弹性绳没有伸直前该人是否受绳的弹力作用? (2)弹性绳伸直后,随着绳子的伸长,人受到的弹力怎样变化?,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.胡克定律,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,2.胡克定律的推论:F=kx 根据胡克定律,可作出弹力F与形变量x的图象,如图所示,这是一条通过原点的倾斜直线,其斜率( )反映了k的大小。故可得出
11、F=kx,即弹力的变化量F与弹簧形变量的变化量x成正比。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题3】 导学号93960045一根轻弹簧,其弹力F的大小与长度x的关系如图中的线段a和b所示。 (1)弹簧原长为多少? (2)弹簧的劲度系数为多大? (3)弹簧长度为6 cm时,弹力大小为多少?,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析:由题图可知,a段表示弹簧被压缩,b段表示弹簧被拉伸。 (1)弹力为零时,对应弹簧长度x0=12 cm,即为原长。 (2)对b段,根据胡克定律知,劲度系数 (3)当弹簧长度为6
12、 cm时,根据胡克定律知,弹簧弹力F=kx=2 500(12-6)10-2 N=150 N。 答案:(1)12 cm (2)2 500 N/m (3)150 N,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练3 (多选)如图所示,a、b为两根相连的轻质弹簧,它们的劲度系数分别为ka=1103 N/m,kb=2103 N/m,原长分别为la=6 cm,lb=4 cm。在下端挂一物体G,物体受到的重力为10 N,平衡时( ) A.a下端受的拉力为4 N,b下端受的拉力为6 N B.a下端受的拉力为10 N,b下端受的拉力也为10 N C.a的长度变为7 cm,b的长度变为4.5 c
13、m D.a的长度变为6.4 cm,b的长度变为4.3 cm 解析:两弹簧串联时,所受拉力处处相等,均为10 N,由胡克定律知, ,选项B、C 对,A、D错。 答案:BC,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1 2 3 4 5,1.关于弹性形变,下列说法正确的是( ) A.物体形状的改变叫弹性形变 B.一根铁丝用力折弯后的形变就是弹性形变 C.物体在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫弹性形变 D.物体受外力作用后的形变叫弹性形变 解析:所谓弹性形变就是发生形变的物体撤去外力后,能够恢复到原状,故选项C正确。 答案:C,1
14、2 3 4 5,2.关于弹力,下列说法中正确的是( ) A.相互接触的物体间一定有弹力 B.发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用 C.先有弹性形变,后有弹力 D.不接触的两物体之间不可能发生相互的弹力作用 解析:本题考查弹力的产生条件,相互接触且接触处发生弹性形变时才产生弹力,若接触处发生永久的不能恢复原状的形变,也不能产生弹力;弹力随弹性形变产生而产生,随弹性形变消失而消失,无先后关系,故只有选项D正确。 答案:D,1 2 3 4 5,3.关于弹力的方向,下列说法中正确的是( ) A.物体静止在水平桌面上,桌面对物体的支持力方向是竖直向下的 B.物体沿斜面下滑时,斜面对物体的支持力
15、方向是沿斜面向上的 C.用绳悬挂物体时,绳对物体的拉力方向是沿绳收缩的方向 D.用水平直杆固定路灯时,直杆对路灯的弹力方向一定在直杆所在直线上 解析:水平桌面对物体的支持力方向竖直向上,选项A错误;斜面对物体的支持力垂直斜面向上,选项B错误;直杆对路灯的弹力与重力平衡,竖直向上,选项D错误。 答案:C,1 2 3 4 5,4.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是( ) A.F1=F2=F3 B.F1=F2F2 D.F3F1F2 解析:对小球受力分析,左边装置中小球受到重力mg和轻弹簧的弹力F1的作用
16、,根据平衡条件可知F1=mg;其他两个装置中弹簧的弹力等于细线的拉力,对小球受力分析,根据平衡条件可知细线上拉力等于小球重力,则有F2=F3=mg。因此,F1=F2=F3=mg,选项A正确,其他选项均错误。 答案:A,1 2 3 4 5,5.(选做题)由实验测得某弹簧的长度x和弹力F的关系如图所示。 (1)该弹簧的原长为多少? (2)该弹簧的劲度系数为多少? (3)若用25 N的力压弹簧,弹簧的长度为多少? 解析:(1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长,由题图可知该弹簧的原长为x0=15 cm。,1 2 3 4 5,(1)(2)还可以用以下方法求解: 根据胡克定律得F=k(x-x0),代入图象中的两点(0.25 m,50 N)和(0
