《2017-2018版高中物理 第3章 相互作用 第2节 弹力课件 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018版高中物理 第3章 相互作用 第2节 弹力课件 新人教版必修1（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节弹力 教师参考 一 教学目标知识与技能1 知道形变 弹性形变 理解弹力的产生并能判断弹力的方向2 会用胡克定律计算弹簧的弹力过程与方法1 从日常生活中的发生形变的现象去认识物体形变 进而让学生思考 讨论发生形变的物体和与它接触的物体之间的作用 可以做实验 最后得出弹力的概念2 从矢量的角度对其方向和大小进行研究 先得出定性的结论 再引入实验定量探究弹簧弹力和伸长的关系情感态度与价值观通过对弹力的研究及如何来表示弹力等过程 培养学生自学 探究的能力 二 教学重点难点教学重点弹力的产生 方向及胡克定律教学难点弹力方向的判断三 重难点突破方略弹性形变的突破方略 演示实验 展示弹簧 气球 教师压
2、缩弹簧 压缩气球 提出问题 压缩弹簧 压缩气球时 能明显地观察到什么现象 学生 明显地观察到弹簧长度变短 气球形状或体积改变 教师讲授 我们就把物体形状或体积的变化叫做形变 实验探究 1 提出探究问题 学生猜想 在力的作用下 任何物体都能发生形变吗 学生1 能 学生2 作用力较大时 能发生形变 作用力较小时 不能发生形变 2 问题猜想 展示如图所示的大玻璃瓶 细管中有红色的墨水 用手捏玻璃瓶 玻璃瓶会发生形变吗 学生1 会发生形变学生2 不发生形变 3 实验探究 两个同学用手使劲捏玻璃瓶 我们能明显地观察到什么现象 学生 使劲捏玻璃瓶 细管中红色的墨水上升 教师讲授 我们通常能看到一些物体发生
3、明显的形变 但是一些比较坚硬的物体 在力的作用下 这些物体都有形变 只不过形变很微小 眼睛很难观察到 总之 一切物体在力的作用下都发生形变 思考讨论 物体发生形变后 撤去作用力 任何物体都能恢复原状吗 学生 有的能 有的不能 教师讲授 有的物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状 这种形变叫做弹性形变 如果形变过大 超过一定的限度 撤去作用力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 课堂探究 自主学习 达标测评 自主学习课前预习 感悟新知 教师参考 情境链接一跳水运动员的成绩与起跳踏板的时机很有关系 运动员在跳板运动到最上端 中间位置还是最下端时起跳最合适 信息弯曲的跳板会给运动员弹力
4、 因而跳水运动员会被压弯的跳板弹起 当跳板运动到最下端时跳板形变最大 产生的向上的弹力最大 因此 起跳的最佳时机应该是跳板运动到最下端时 情境链接二在我们的日常生活中 弹簧形态各异 处处都在为我们服务 常见的弹簧是螺旋形的 叫螺旋弹簧 做力学实验用的弹簧测力计 扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧 有的弹簧制成片形的或板形的 叫簧片或板簧 在口琴 手风琴里有铜制的发声簧片 有的弹簧像蚊香那样盘绕 例如 实验室的电学测量仪表 电流计 电压计 内 机械钟表中都安装了这种弹簧 形形色色的弹簧在不同场合下发挥着不同的作用 你能说出几种 信息1 测量功能 在弹性限度内 弹簧的伸长 或压缩 跟弹力成正比 2 振动发
5、声功能 空气冲击簧片 簧片振动发出声音 3 带动功能 弹簧形变 存储弹性势能 弹性势能转变为动能 教材梳理 一 弹性形变和弹力1 弹性形变 1 形变 物体在力的作用下或体积会发生改变的现象 2 弹性形变 物体在形变后撤去作用力能够的形变 2 弹力 发生的物体 由于要 对与它接触的物体产生的力的作用 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 这个限度叫做弹性限度 想一想一个物体受到的弹力是施力物体的形变还是受力物体的形变而产生的 答案 是施力物体的形变而对受力物体有弹力的作用 形状 恢复原状 形变 恢复原状 二 几种弹力及方向 垂直 收缩 想一想在教材第55页
6、图3 2 5中 犁对绳子的拉力作用点和方向如何 答案 犁对绳子的拉力作用在连接处的绳子上 沿绳向下 三 胡克定律1 内容 弹簧发生弹性形变时 弹力的大小F跟 成正比 即F 2 劲度系数 其中k为弹簧的 单位为 符号N m 是表示弹簧 软 硬 程度的物理量 想一想弹簧伸长的长度x是什么意义 如何求得x 答案 弹簧伸长的长度x是指在弹簧原长L0的基础上伸长的长度 所以x L L0 其中L指弹簧实际总长 弹簧伸长 或缩短 的长度x kx 劲度系数 牛顿每米 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 绳的张力叫绳的弹力 4
7、 弹簧的弹力总是与其形变量成正比 5 对某一个弹簧 把它拉的越长 其劲度系数k越大 6 弹簧的劲度系数与弹力大小无关 思考判断 答案 1 2 3 4 5 6 要点一 课堂探究核心导学 要点探究 问题导学 弹力有无的判断 1 如图所示 取一个圆玻璃瓶 里面盛满水 用穿有透明细管的橡皮塞封口 使水面位于细管中 用手捏玻璃瓶 会看到什么现象 说明什么 答案 1 手捏玻璃瓶 管中水面上升 说明受压时玻璃发生形变 体积变小了 2 用手压橡皮泥 橡皮泥发生形变 脚踩在松软的泥土上 留下了深深的脚印 形变 这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同 3 放在水平桌面上的玻璃杯与桌面相互挤压 玻璃杯对桌面产生压力和桌
8、面对玻璃杯产生的支持力 分别是由哪一个物体发生形变产生的 答案 2 橡皮泥 泥土受力后发生的形变 在撤去外力后不能恢复原状 非弹性形变 玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状 弹性形变 3 玻璃杯对桌面产生的压力是玻璃杯发生形变产生的 桌面对玻璃杯的支持力是桌面发生形变产生的 要点归纳 1 弹力产生的过程 外力作用等原因 相互挤压或拉伸 发生弹性形变 产生弹力 2 弹力有无的判断方法 1 对于形变比较明显的情况 可以根据弹力产生的条件判断 物体间相互接触 发生弹性形变 两个条件必须同时满足才有弹力产生 2 对于形变不明显的情况 通常采用假设法判断 假设将与物体接触的另一物体撤去 分析物体能否保持原
9、来状态 特别提醒 弹力的施力物体是发生形变的物体 受力物体是跟施力物体接触并使施力物体发生形变的物体 例1 在下列各图中 A B两球间一定有弹力作用的是 B 思维导图 解答本题可按以下思路进行分析 解析 A C图中若拿去B球 A球均静止不动 故A B间无弹力作用 B图中若拿去B球 悬挂A球的细绳将会变成竖直方向 故A B间一定有弹力作用 D图中A B两球在上面小球的压力下有向两侧运动的趋势 A B两球相互间可能无弹力作用 选项B正确 误区警示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
10、形变 撤去外力后不能恢复原状的形变 的区别 教师备用 例1 1 如图所示 将一个钢球分别放在量杯 口大底小的普通茶杯和三角烧杯中 钢球与各容器的底部和侧壁相接触 处于静止状态 若钢球和各容器都是光滑的 各容器的底部均处于水平面内 则以下说法中正确的是 A 各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B 各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C 量杯的侧壁对钢球无弹力作用 其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D 口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用 其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用 A 解析 钢球与容器的侧壁接触 是否有弹力作用就看接触处是否发生弹性形变 假设容器侧壁对钢球无弹力作用 则钢球受重力和容器底部对
11、它的支持力作用 钢球仍将处于静止状态 故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生挤压 容器侧壁对钢球无弹力作用 也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用 作出各容器中钢球的受力示意图如图所示 可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾 所以假设不成立 各容器的侧壁对钢球均无弹力作用 选项A正确 针对训练1 2017 黑龙江双鸭山高一检测 如图所示 一小球用两绳挂于天花板上 球静止 绳1倾斜 绳2恰好竖直 则关于小球受弹力个数正确的是 A 1个B 2个C 3个D 4个 A 解析 若撤去绳1球的状态不变 即绳1对小球无弹力 同理可判断绳2对小球有弹力 选项A正确 要点二 问题导学 1 一铜块放在沙发上 铜块和沙发
12、都发生了形变 从而在它们之间产生了弹力 如图1所示 沙发对铜块的支持力是如何产生的 方向怎样 铜块对沙发的压力是怎样产生的 方向怎样 答案 沙发对铜块的支持力 沙发发生弹性形变 对与它接触的铜块产生力的作用 方向垂直于接触面向上 如图 甲 铜块对沙发的压力 铜块发生弹性形变 对与它接触的沙发产生力的作用 方向垂直接触面向下 如图 乙 弹力方向的确定 2 如图2所示 用橡皮绳竖直向上拉放在水平面上的铁块 橡皮绳对铁块的拉力是怎样产生的 方向怎样 答案 由于橡皮绳发生形变 对与它接触的铁块产生力的作用 方向沿绳指向绳收缩的方向 沿绳竖直向上 要点归纳 1 弹力方向的特点发生弹性形变的物体 由于要恢
13、复原状产生弹力 所以弹力的方向由施力物体的形变的方向决定 弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反 2 几种常见弹力的方向 1 几种不同的接触方式的弹力方向 2 轻绳 轻杆和轻弹簧的弹力方向 例2 请在图中画出杆或球所受的弹力 a 杆靠在墙上 b 杆放在半球形的槽中 c 球用细线悬挂在竖直墙上 d 两球放在圆柱形容器中 仅画出A球所受弹力 核心点拨 根据两物体间接触面的情况及杆 绳弹力特点确定弹力的方向 解析 a 杆在重力作用下对A B两处都产生挤压作用 故A B两处对杆都有弹力 弹力方向与接触点的平面垂直 如图 甲 所示 b 杆对C D两处都有挤压作用 因C处为曲面 D处为支撑点 所以C处弹力
14、垂直于其切平面指向球心 D处弹力垂直于杆斜向上 如图 乙 所示 c 球挤压墙壁且拉紧绳子 所以墙对球的弹力与墙面垂直 绳子对球的弹力沿绳子斜向上 如图 丙 所示 d 容器底和右壁与A球的接触属于点面接触 弹力垂直于面 如图 丁 中F1 F2所示 上面的球与A球的接触属于点与点接触 弹力方向应该垂直于该点的切面并指向A球 如图 丁 中F3所示 答案 见解析 方法技巧三种情况下弹力的方向 1 平面与平面接触时 弹力的方向与接触平面垂直 2 点与平面接触时 弹力的方向与接触平面垂直 3 点与曲面接触时 弹力与曲面的切平面垂直 教师备用 例2 1 画出图中静止物体A所受弹力的示意图 核心点拨 1 根据
15、弹力产生的条件 确定A所受弹力的个数 2 弹力方向与接触面 或接触面的切面 垂直 解析 支持力 压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体 各图中物体A所受弹力的示意图如图所示 答案 见解析 解析 球A所受重力竖直向下 与竖直挡板和斜面都有挤压 斜面给它一个支持力 垂直斜面向上 挡板给它一个压力 水平向右 选项C正确 针对训练2 如图所示 球A在斜面上 被竖直挡板挡住而处于静止状态 关于球A所受的弹力 以下说法正确的是 A 球A仅受一个弹力作用 弹力的方向垂直于斜面向上B 球A受两个弹力作用 一个水平向左 一个垂直于斜面向下C 球A受两个弹力作用 一个水平向右 一个垂直于斜面向上D 球
16、A受三个弹力作用 一个水平向右 一个垂直于斜面向上 一个竖直向下 C 要点三 问题导学 1 当你用力拉一个弹簧 所用拉力越大则弹簧越长 产生的弹力与弹簧长度成正比吗 答案 对弹簧没有施加力时弹力为零 但弹簧长度不为零 因此弹力与弹簧长度不成正比 胡克定律的应用 2 弹簧的形变量是指弹簧后来状态的长度与开始状态长度之差吗 答案 不一定 弹簧的形变量是指实际长度与没有发生形变时的长度之差 如果开始状态已经有了形变 则两种长度之差的意义就不同了 要点归纳 对胡克定律的理解 1 对胡克定律F kx公式 x为弹簧的形变量 可能为伸长量 l l0 也可能为缩短量 l0 l 不是弹簧的长度 k为弹簧的劲度系数 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 它反映了弹簧的软硬程度 k值越大 弹簧越硬 其长度越难改变 2 弹力与弹簧伸长量的关系可用F x图像表示 如图所示 图线的斜率即为弹簧的劲度系数 3 由于F1 kx1 F2 kx2 故 F F2 F1 kx2 kx1 k x2 x1 k x 因此 弹簧上弹力的变化量 F与形变量的变化量 x也成正比关系 即 F k x 例3 由实
