《2021版新教材高中物理3.2.1弹力课件鲁科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021版新教材高中物理3.2.1弹力课件鲁科版必修1（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节 科学探究：弹力 第1课时弹力,一、形变 1.形变：物体发生的_、_、_等变化称为 形变。,伸长,缩短,弯曲,2.分类： 判断下列情景中，形变的类型。,(1)甲图中的弹簧发生的是_形变。 (2)乙图中的跳板发生的是_形变。 (3)丙图中的橡皮泥发生的是_形变。 (4)_中发生形变的物体，可以称为弹性体。,弹性,弹性,范性,甲图、乙图,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_的限度。,再恢复原状,二、弹力 1.弹力的产生： 如图，小女孩坐在球上，球发生了_。,弹性形变,2.弹力的方向： 分析图中弹力的方向，并画出图中弹力的示意图。,提示：,3.胡克定律： (1)
2、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_(A.正比B.反比)。,A,(2)公式： (3)适用条件：在弹性体的_内。,弹性限度,(4)下面关于劲度系数的说法正确的是_。 弹簧所受拉力越大，弹簧的劲度系数越大。 弹簧的形变量越大，弹簧的劲度系数越大。 弹簧的劲度系数与弹簧的匝数、材料有关。 弹簧的劲度系数的大小是由弹簧自身决定的，与弹 簧所受拉力大小无关。 劲度系数的单位是N/m。,一弹性形变和弹力的产生 1.产生弹力的两个必备条件： (1)两物体相互接触。 (2)发生弹性形变。,2.判断弹力有无的方法： (1)条件法：根据弹力产生的条件判断。 (2)假设
3、法：假设在接触位置将与物体接触的另一个物体去掉，看物体能否保持原来的状态。若能保持原来的状态，则物体间无弹力作用；若不能保持原来的状态，则物体间有弹力作用。,(3)运动状态判断法： 分析受力物体的运动状态； 分析要研究的弹力； 根据物体受到的其他力与物体的运动状态是否对应，确定该弹力是否存在。,(4)作用效果法：如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力，或改变物体的运动状态。我们可以根据弹力效果的有无，判断弹力的有无。,【思考讨论】 情境：如图所示，书架上斜放着一些书籍，关于书与 书架间的弹力，请思考：,讨论：(1)每一摞书的底部书棱和下侧面是否受到书架对它的弹力的
4、作用？(物理观念) 提示：书架对两个位置都有弹力作用。这是因为，每一摞书对下面两个支撑面都有压力，使得两个支撑面发生形变，从而产生了对书的弹力。,(2)每一摞书是否受到书架里面竖直板对它的弹力？每一摞书受到几个力的作用？(物理观念) 提示：竖直板对书没有弹力作用，每一摞书受到重力和下面两个支撑面给它的弹力，共受3个力的作用。,【典例示范】 (多选)足球运动是最具影响力的体育 项目，深受青少年喜爱。如图所示足 球静止在草地上，则足球 世纪金榜导学号(),A.对草地的压力就是足球受到的重力 B.受到的支持力和草地受到的压力都是弹力 C.受到的支持力是草地发生形变产生的 D.受到的支持力是足球发生形
5、变产生的,【解题探究】 (1)由于足球与草地间的挤压，使草地发生了形变，该形变产生了什么力？ 提示：该形变产生了草地对足球的支持力。,(2)由于足球与草地间的挤压，足球是否发生了形变？如果有，该形变产生了什么力？ 提示：足球发生了形变，该形变产生了足球对草地的压力。,【解析】选B、C。压力不是重力，它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同，故A错误；足球受到的支持力和草地受到的压力都是弹力，故B正确；草地发生了形变，从而对足球产生了支持力，故C正确，D错误。,【误区警示】分析弹力的三点注意 (1)弹力是因为施力物体发生了形变，有恢复原状的趋势而产生的。 (2)存在弹力的两物体一定相互接触，相互
6、接触的物体间不一定存在弹力。 (3)在需要研究的弹力所在的方向上，存在多个弹力时，不适合应用“假设法”判断弹力有无。,【素养训练】 1.关于力的概念，下列说法正确的是() A.一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是受力物体，又是施力物体 B.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的,C.压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力，等弹簧被压缩后才反过来给手一个弹力 D.两物体只要接触，就一定会产生弹力,C.压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力，等弹簧被压缩后才反过来给手一个弹力 D.两物体只要接触，就一定会产生弹力,【解析】选A。力是物体间的相互作用，受力物体同时也是施力物体
7、，施力物体同时也是受力物体，它们同时产生、同时消失，所以A正确，C错误；放在桌面上的木块受到桌面给它向上的弹力，这是由于桌面发生微小形变而产生的，故B错误；两物体如果只是接触而没有发生弹性形变，也不会产生弹力，D错误。,2.(2019东营高一检测)如图所示，将一个钢球分别放在直壁容器、口大底小的容器和口小底大的容器中，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.直壁容器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
8、底小的容器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,【解析】选A。假设各容器侧壁对钢球均有弹力作用，作出各容器中钢球的受力分析图分别如图a、b、c所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以原假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用。因此，本题正确选项为A。,【补偿训练】 1.(2019遵义高一检测)如图所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有(),A.1个B.2个C.3个D.4个 【解析】选B。绳1对小球没有力，否则绳2不会竖直。小球只受重力和绳2的拉力两个力作用，是二力平衡，B正确。,2.下列两个实验中体现出的共
9、同的物理思想方法是 () A.极限法B.放大法 C.控制变量法 D.等效替代法,【解析】选B。题图甲是利用光的多次反射将微小形变放大，题图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变，也为放大法，B正确，A、C、D错误。,3.匀速前进的车厢顶部用细线竖直 悬挂一小球，如图所示，小球下方 与一光滑斜面接触。关于小球的受 力，说法正确的是(),A.重力和细线对它的拉力 B.重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力 C.重力和斜面对它的支持力 D.细线对它的拉力和斜面对它的支持力 【解析】选A。假设斜面对小球有支持力作用，拉小球的细线应与竖直方向有一定夹角，不会呈竖直状态，故小球不受支持力，即小球只受
10、重力和细线的拉力作用，A项正确。,二弹力的方向 1.弹力方向的特点： 发生弹性形变的物体，由于要恢复原状而产生弹力，所以弹力的方向由施力物体形变的方向决定，弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。,2.常见弹力的方向：,【思考讨论】 情境：游乐园中，有的小朋友在荡秋千，有的小朋友在滑滑梯，有的小朋友在玩跷跷板。,讨论：(1)小朋友荡秋千时，绳子对秋千的弹力方向向哪儿？(物理观念) 提示：绳子对秋千的弹力方向沿绳子向上。 (2)对于滑滑梯的小朋友，滑梯对小朋友的弹力方向向哪儿？(物理观念) 提示：滑梯对小朋友的弹力垂直滑梯表面斜向上。,(3)对于坐跷跷板的小朋友，所受到的弹力方向向哪？ 提示：跷
11、跷板对小朋友的弹力方向垂直跷跷板向上。,【典例示范】 在图中画出物体A所受弹力的示意图。世纪金榜导学号,【解题探究】 (1)支持力、压力的方向有什么特点？ 提示：支持力、压力的方向总是与接触面垂直。 (2)绳子拉力的方向有什么特点？ 提示：绳子拉力的方向总是沿着绳子指向绳子收缩的方向。,【解析】如图所示 答案：见解析,【规律方法】分析弹力的“三个一定” (1)无论作为压力、拉力还是支持力，弹力方向总是与施力物体形变的方向相反。 (2)无论物体处于静止状态还是匀速直线运动状态，物体所受弹力与物体所受的其他力一定平衡。 (3)形变总是成对发生的，弹力也总是成对出现的，且两个弹力一定等大反向。,【母
12、题追问】 1.【典例示范】中，物体的位置不变，质量增大，它所受弹力的大小、方向如何变化？(科学思维) 【解析】各物体所受弹力的大小变大、方向不变。 答案：见解析,2.【典例示范】中，画出引起各弹力形变的方向。(物 理观念),【解析】 答案：见解析,【补偿训练】 1.一只松鼠站在倾斜的树枝上，则树枝对松鼠的弹力的方向为(),A.竖直向上B.竖直向下 C.垂直树枝斜向上D.沿树枝方向 【解析】选C。支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体，故C正确，A、B、D错误。,2.画出图中A、B物体所受弹力的示意图，图中各接触面均光滑，各物体均静止。,【解析】绳的弹力沿着绳指向绳收缩的方向，图甲中 物体
13、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,三胡克定律的理解与应用 1.适用条件：胡克定律仅适用于在弹性限度内，计算像弹簧、橡皮条等弹性体的弹力。 2.x的含义：x是弹性体的形变量，即发生弹性形变后弹性体的长度跟本身的自然长度比较后伸长(或缩短)的长度，不是弹性体的长度。,3.k的含义：k是弹性体的劲度系数，由弹性体本身的性质(如材料、粗细、长度等)决定，与弹力大小无关。k反映了弹簧的“软”“硬”程度，k越大，弹簧越硬，反之越软。 4.推论式：F=kx，式中的F、x分别表示弹力的变化量和弹性体形变
14、量的变化量。,5.测量值：弹簧测力计(不计质量)的示数表示的是弹簧挂钩端所受的拉力大小。当轻质弹簧处于静止时，弹簧测力计两端的两个力的大小相等，都等于弹簧测力计的示数。,6.F-x图像：弹簧弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x图像表示，斜率表示弹簧的劲度系数。,【思考讨论】 如图所示，小车向右运动，遇到弹簧后，发生缓冲做减速运动，在小车减速运动过程中：,(1)弹簧的弹力、弹簧的劲度系数如何变化？(科学思维) 提示：弹簧的弹力越来越大，弹簧的劲度系数不变。 (2)弹簧对小车的弹力大小是否与弹簧的长度成正比？ (科学思维) 提示：弹簧对小车的弹力大小不是与弹簧的长度成正比，而是与弹簧的形变量成正比。,
15、【典例示范】 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。世纪金榜导学号,(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?,【审题关键】,【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 k= N/m=2 500 N/m。 (3)当弹簧长度为6 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,【误区警示】
16、 应用胡克定律的注意事项 (1)应用胡克定律解题时，一定要弄清式中各物理量的物理意义。 (2)注意物理量单位的统一。,【母题追问】 1.【典例示范】中弹力大小为50 N时，弹簧长度为多少？(科学思维),【解析】弹力为50 N时，根据F=kx， x= =0.02 m=2 cm 若弹簧处于伸长状态：弹簧长度=12 cm+2 cm=14 cm 若弹簧处于压缩状态：弹簧长度=12 cm-2 cm=10 cm 答案：14 cm或10 cm,2.如图所示，用与【典例示范】中同类型的两根弹簧 悬挂小球，小球质量为1 kg，若不计弹簧的质量和小 球的大小，求悬点O到小球之间的距离。(g取10 N/kg) (科学思维),【解析】由于弹簧的质量不计，根据二力平衡得，两 根弹簧中的弹力相等，都等于球的重力mg，由胡克定 律得，每根弹簧的伸长量为x= =0.004 m =0.4 cm，所以小球到O点的距离l=2x0+2x=(212+2 0.4) cm=
