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1、最新沪科版高中物理必修一第3 章弹力学案 学习目标定位1. 知道形变的概念, 并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变.2. 知道弹力的定义及产生的条件, 会判断两个物体间是否存在弹力, 并会判断弹力的方向.3. 掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题一、形变和弹力1弹力：发生弹性形变的物体 , 由于要恢复原状 , 就会对跟它接触使它发生形变的物体产生力的作用 , 这种力叫做弹力2弹性形变：作用在物体上的外力撤去后, 物体能恢复原状的形变3范性形变：外力撤去后, 物体不能恢复原状的形变二、胡克定律1内容：在弹性限度内, 弹力的大小F 跟弹簧伸长 ( 或缩短 ) 的长度 x 成正比2公式： F k
2、x 其中 k 为弹簧的劲度系数, 单位是牛顿每米, 符号是 N/m, 它反映了弹簧的一种力学性质三、弹力的方向1平板状物体受压弯曲后产生的弹力, 方向一定垂直于平板, 指向压它的物体2绳索的弹力方向一定沿着绳索, 指向绳索收缩的方向.一、弹性形变和弹力 问题设计 (1) 如图 1 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？图 1(2) 用手压橡皮泥 , 橡皮泥发生形变；脚踩在松软的土地上 , 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？1 / 10(3) 用手拉弹簧 , 弹
3、簧会对手产生一个拉力( 如图 2 所示 ), 这个拉力是如何产生的？图 2答案(1) 手捏玻璃瓶 , 管中水面上升说明受压时玻璃瓶发生形变, 体积变小了(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) 弹簧受到拉力后发生形变( 伸长 ), 发生形变的弹簧要恢复原状, 对手就产生了拉力 要点提炼 1弹力的成因：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, 才在接触位置对与它接触的物体产生弹力, 所以弹力产生的直接原因是由受力物体发生形变引起的2弹力产生的条件：(1) 两物体相互
4、接触；(2) 发生弹性形变二、胡克定律 问题设计 如图 3 所示 , 为一弹簧测力计弹簧测力计的刻度是否均匀？这说明什么？答案均匀说明弹簧测力计的弹力与弹簧的形变量成正比图 3 要点提炼 1内容：在弹性限度内, 弹簧弹力的大小F 跟弹簧伸长 ( 或缩短 ) 的长度 x 成正比2公式： F kx.3说明(1) 应用条件：弹簧发生形变时必须在弹性限度内(2) x 是弹簧的形变量 , 而不是弹簧形变后的长度(3) F x 图像是一条过原点的倾斜直线( 如图 4 所示 ), 直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图 4(4) 弹簧弹力的变化量F与形变量的变化量x也成正比 , 即.F k x三、弹力的方向 问
5、题设计 2 / 101. 一铁块放在海绵上, 铁块和海绵都发生了形变, 从而在它们之间产生了弹力, 如图5 所示海绵对铁块的支持力是如何产生的？方向怎样？铁块对海绵的压力是怎样产生的？方向怎样？图 5答案(1) 海绵对铁块的支持力：海绵发生弹性形变, 对与它接触的铁块产生力的作用, 方向垂直于接触面向上( 如图甲 ) 甲乙(2) 铁块对海绵的压力：铁块发生弹性形变, 对与它接触的海绵产生力的作用, 方向垂直接触面向下 ( 如图乙 ) 2. 如图 6 所示 , 用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块橡皮绳对物块的拉力是怎样产生的？方向怎样？图 6答案由于橡皮绳发生形变, 对与它接触的物块产生力的作
6、用, 方向沿绳指向绳收缩的方向( 沿绳斜向右上) 要点提炼 1压力、支持力的方向：总是垂直于接触面 , 若接触面是曲面 , 则垂直于接触面的切线；若接触面是球面 , 弹力方向延长线或反向延长线过球心2绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向 延伸思考 如图 7 所示 , 把一个球形物体A 放在半球形容器B 内 , 在图中画出A受到的弹力图 7答案A 受到的弹力垂直于两接触面的切线( 弹力方向的延长线过球心), 如图所示3 / 10一、弹力的产生例 1 下列关于弹力的几种说法 , 其中正确的是 ( ) A只要两物体接触就一定产生弹力B静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C静止在水平
7、面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D只要物体发生形变就一定有弹力产生解析两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力,A 、 D 错误静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球, 而压力的施力物体是该物体, 受力物体是水平面, 两力不同 ,B错误,C 正确答案C二、弹力的方向例 2画出图 8 中静止物体A所受弹力的示意图图 8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, A 物体所受弹力的示意图如图所示答案见解析图针对训练分别画出图9 甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图( 甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上 , 乙中小球用细绳拴着静止在桌角上, 丙中杆一端放在光滑的半球形碗中
8、, 另一端靠在墙壁上 )4 / 10图 9答案受力示意图如图所示三、胡克定律例 3由实验测得某弹簧所受弹力F 和弹簧的长度L 的关系图像如图10 所示 , 求：图 10(1) 该弹簧的原长为多少？(2) 该弹簧的劲度系数为多少？解析解法一： (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L 150cm.F(2) 据得劲度系数：kF (25 cm 15 cm) 10 , 由图线可知 , 该弹簧伸长F kxxLLcm时 , 弹力F 50 N所以 kF50 2 N/m 500 N/m.L1010解法二：根据胡克定律得Fk( L L0),代入图像中的两点 (0.25,50)和(0.
9、05, 50) 可得 50 k(0.25 L0) 50 k(0.05 L0)解得 L0 0.15 m 15 cm, k 500 N/m.答案(1)15 cm(2)500 N/m5 / 10弹性形变：撤去外力后能够恢复原状的形变范性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变定义弹力两物体相互接触产生条件发生弹性形变弹力内容胡克定律公式： F kx其中 k为劲度系数支持力：垂直于接触面指向被支持的物体弹力的方向压力：垂直于接触面指向被压的物体拉力：沿着绳指向绳收缩的方向1.( 弹力的产生 ) 下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是 ( ) A有弹力作用在物体上 , 物体一定发生形变 , 撤去此力后 ,
10、 形变完全消失B有弹力作用在物体上 , 物体不一定发生形变C弹力作用在硬物体上 , 物体不发生形变；弹力作用在软物体上 , 物体才发生形变D一切物体受到弹力都要发生形变 , 撤去弹力后 , 形变不一定完全消失答案 D解析力是物体间的相互作用, 弹力的施力物体和受力物体都会发生形变, 故 B 项错误；发生形变后的物体, 当撤去外力后, 有些能完全恢复原状, 有些不能完全恢复原状,A项错误 ,D项正确；不管是硬物体还是软物体, 只要有弹力作用, 都会发生形变,C 项错误2 ( 弹力的产生 ) 杂技演员具有高超的技术, 如图 11 所示 , 他能轻松地顶住从高处落下的缸,关于他顶缸时头顶受到的压力产
11、生的直接原因是()图 11A缸的形变B头的形变C缸受到重力D人受到重力6 / 10答案A解析头顶受到的压力的施力物体是缸, 受力物体是头顶 , 头顶受到的压力产生的直接原因是缸的形变 , 间接原因是缸受到重力,A 项正确3 ( 弹力的方向 ) 三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均相同的光滑圆球a、 、,b c支点、Q在同一水平面上a的重心位于球心 , 、c的重心分别位于球心的正上方和正下Pb方, 如图 12 所示 , 三球皆静止 , 试分析三种情况下支点、对球的弹力方向是怎样的？P Q图 12答案见解析解析三种情况都是点与点接触, 圆球所受弹力的方向都是垂直于接触面指向球心, 即沿半径指向球心 , 如图所示 , 弹力的方向与重心的位置无关
