《3.1 探究形变与弹力的关系 学案4（粤教版必修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3.1 探究形变与弹力的关系 学案4（粤教版必修1）（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考资源网版权所有，侵权必究！ 3.13.1 探究形变与弹力的关系探究形变与弹力的关系 【学习目标学习目标】 【知识与节能】： 1、理解弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件. 2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示 意图. 3、理解形变概念，了解放大法显示微小形变. 【过程与方法】： 通过观察微小变化的实例，初步接触“放大的方法” 【情感态度与价值观】： 通过探究弹力与形变的关系以及数据的准确记录，培养学生锲而不舍的探究的精神和 求真务实的科学精神。 【学习重点学习重点】 弹力产生的条件、弹力的方向 【知识要点知识要点】一、一、形变形变 物体的形状和体积的
2、改变叫形变。 1形变产生的原因是受到了外力作用。任何物体在外力的作用下都能发生形变。 只是形变的明显程度不同。有的形变比较明显(如弹簧的伸长或缩短)，可以 直接看出；有的形变微小，需要采用特殊方法才可观察到如利用激光反射 法演示坚硬桌面的微小形变，利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变， 都是把微小形变放大以利于观察。把微小变化放大以利于观察或测量的实验 方法，叫“微量放大法”，这是物理学中研究问题的一种重要方法。 2形变的分类 从形变可否恢复原状分： A弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，如弹簧、钢条 在通常情况下发生的形变都叫做弹性形变。 B塑性形变：在外力停止作用后，不能
3、恢复原来形状的形变，如保险丝、橡 皮泥等发生的形变都叫做塑性形变(非弹性形变)。 注意：如果对弹簧、钢条用力过大，使之形变超过一定限度，既使撤去外力， 也不能完全恢复原状，这个限度叫弹性限度弹性限度。在弹性限度内，弹簧、钢 条发生的形变都是弹性形变。 研究弹性形变有实际意义，今后凡说到形变（除非特别说明），都指弹性形 变。 从对外表现形式上可分为拉伸形变（或压缩形变）、弯曲形变、扭转形变等。 二、弹力二、弹力 发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这 高考资源网版权所有，侵权必究！ 种力叫做弹力。 1弹力的施力物体是发生形变的物体；受力物体是与施力物体接触，使施力物
4、体发生形变且阻碍其恢复原状的物体。 2弹力的产生条件：物体直接接触；发生形变。互相接触的物体之间是否 存在弹力，取决于是否存在形变。有些物体形变明显，如弹簧的伸长或缩短， 很容易判断出是否有弹力；有些接触物体间形变不明显，判断有无弹力可用 假设法。即假设把相接触的某个物体撤去，看研究对象的运动状态有无改变： 若无改变，则无弹力作用；若发生改变，则有弹力存在。 3通常所说的拉力、压力、支持力等，实质上都是弹力。 4弹力的方向是从施力物体指向受力物体，与施力物体形变的方向相反。具体 地说： 绳子拉力(绳子对所拉物体的弹力)的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。 压力的方向垂直于支持面指向被压的物体。
5、 支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体。 “支持面”就是两物的接触面。深入考察一般物体的接触情况，大致有以下 几种： A平面与平面接触：弹力与平面垂直； B点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面； C点与曲面接触：弹力通过接触点垂直于过点的切面； D曲面与曲面接触：弹力通过接触点垂直于公切面(相当于点与点接触)。 ppu 5弹力的大小跟形变的大小有关：形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也 随之消失。 弹力具有被动适应性。当物体受力情况或运动状态改变时，形变情况将随着 改变，弹力也随着变化。 弹力大小和物体形变的关系一般比较复杂。而弹簧的弹力和其形变(伸长和 缩短)的关系比较简单：在弹性限
6、度内，弹簧伸长或缩短的长度越大，弹簧的 弹力就越大。弹簧的弹力大小跟弹簧的伸长(或缩短)的长度成正比。 上述关系可用胡克定律胡克定律表示： F=F=kxkx 式中 F 为弹力大小。x 为弹簧伸长(或缩短)量。k 为弹簧的劲度系数，其大小 由弹簧本身的结构(如材料、长度、弹簧丝粗细、截面积、匝数等)决定。其 单位是 Nm，如 k=1000Nm，表示使弹簧伸长或缩短 1m 需用 1000N 的力。 6弹力的作用点在两物体接触处的受力物体上。 【典型例题典型例题】 高考资源网版权所有，侵权必究！ 例例1 1：放在水平桌面上的书 书由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小形变，要恢复原状，对桌
7、 面产生垂直于桌面向下的弹力F1，这就是书对桌面的压力；桌面由于发生微小的形变，对 书产生垂直于书面向上的弹力F2，这就是桌面对书的支持力。 变式：静止地放在倾斜木板上的书，书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力 的示意图。 结论：压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支 持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。 例例 2、质量为 m、m0光滑圆球处于静止状态。表示出下列各图中圆球所受各力。 解析：光滑圆球摩擦不计，圆球除重力外，还会受到弹力。圆球与几个物体接触，就 有可能受到几个弹力。但若貌似接触，实际上没有挤压，没有发生形变，则不会有弹力。 怎样判断某
8、一接触物体对圆球有无弹力呢？可以采用两种方法：（1）假设撤掉被接触的物 体，若圆球的平衡状态没有破坏，则说明接触面上无相互作用的弹力，反之弹力可能存在； （2）联系物体的运动状态来分析，如果不受此弹力物体己能平衡，有此弹力物体不可能平 衡，则物体不存在此弹力。 各小球受力图如图 3 所示： 例例 3、有一条弹簧受 120N 的拉力时，长为 44cm，当在弹簧下挂 1000N 重的货物时，长 A B (a)(b)(c)(d)(e)图1 图2 N mg (a)(b) mg N (c) T mg (d) T mg NN (e) mg 2 1 N 图3 A B 图4 图5 F 图6 v F O R a
9、 A bc A A 图7 F 2 3 L 1 3 L 图8 A B (a)(b)(c)(d)(e)图1 图2 N mg (a)(b) mg N (c) T mg (d) T mg NN (e) mg 2 1 N 图3 A B 图4 图5 F 图6 v F O R a A bc A A 图7 F 2 3 L 1 3 L 图8 高考资源网版权所有，侵权必究！ 为 55cm，则不挂重物时，弹簧的长度是多少？弹簧的劲度系数为多少？ 提示：设弹簧自然长度为 0 ，劲度系数为 k，根题意可得： 011 kf 022 kf 代入数据解得： 0 =0.425m k=8000N/m 启示：1、注意：“弹簧原长”
10、 “弹簧长度” “弹簧伸长的长度”这些概念之间的区别。 2、列方程组解题是必备的数学基础。 【规律总结规律总结】 1区别杆、绳对物体的作用力，绳对物体的作用力一定沿绳，但杆对物体的作用力不一定 沿杆 2弹力大小的计算方法：一般物体之间的弹力，要利用平衡条件或牛顿第二定律来 计算 弹簧的弹力，由胡克定律(Fkx)计算 【当堂反馈当堂反馈】 1、使用弹簧测力计时，下面几种说法中错误的是（ ） A.弹簧测力计必须竖直放置，不得倾斜 B.使用前必须检查指旬是否指在零点上 C.使用中弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦 D.使用时，必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围 2、若在弹簧测力计的吊环上安装一
11、挂钩，把弹簧测力计倒过来悬挂，对新安的挂钩上施加 5N 的拉力，则弹簧测力计的示数（ ） A.大于 5N B.等于 5N C.小于 5N D.不能确定 高考资源网版权所有，侵权必究！ 3、使用弹簧测力计时应注意观察它的_、_和_ 4、某一弹簧不挂物体时，长度为 12cm，受 2N 的拉力时，长度为 14cm，此时弹簧伸长了 _。若受 6N 的拉力时，弹簧伸长_，此时弹簧长度为_。 5、某弹簧测力计的端头部分失去了弱性，如果截去失去弹性的部分又使指针对准“0”刻线， 当用它测某个物体的物重时，指针对准了 3N 的位置，则物体的实际重将 _3N。（填“大于、小于、等于”） 6、一弹簧测力计竖直悬挂
12、时，给挂钩施力的示数为 8N，若把弹簧测力计拿下来，用两手 拉弹簧测力计的挂钩和吊环时，每只手用力 8N，那么，弹簧测力计的示数是 _。 7、某同学实验用一只弹簧测力计做研究弹簧的伸长与拉力关系的实验，具体记邓小平数据 如下表： 拉力/N1234567891011 弹簧长度/cm6.07.08.09.010.011.012.013.10 14.30 15.60 16.20 (1)根据实验数据，能做一个测量范围是多大的弹簧测力计？理由是什么？ (2)当悬挂某物体时，弹簧长度为 8.5cm，问该物体对弹簧的拉力是多少？ 高考资源网版权所有，侵权必究！ 【参考答案参考答案】 1.A 2. A 3.答
13、案：答案：零点，量程，分度值（最小刻度值） 4.答案：答案： 2cm , 6cm , 18cm 5.答案：答案：大于 6.答案：答案：8N 7、答案：、答案：(1)能做一个测量范围是 7N 的弹簧测力计。从表中可以看出，当拉力增大到 8N 时，弹簧的伸长跟拉力就不再成正 比，超出了弹簧的弹性限度，所以用此弹簧只能做测量范围是 7N 的弹簧测力计。(2)该物 体对弹簧的拉力为 3.5N。从表中数据可以看出，弹簧受到的拉力每增大 1N，弹簧就伸长 1cm。因弹簧的长度是 8.5cm 时，比 8cm 增加了 0.5cm，由弹簧的伸长跟拉力成正比这一 结论可知，弹簧伸长增加 0.5cm 时，拉力就增加
14、 0.5N，故此物体对弹簧的拉力是 3.5N。 【达标训练达标训练】 1.在弹簧秤钩下竖直悬挂一个静止的小球，下列说法中正确的是 A小球对弹簧秤的拉力就是小球的重力 B小球所受拉力的施力物体是地球 C弹簧秤对小球的拉力在数值上等于小球的重力 D小球对弹簧秤拉力的施力物体是小球 2.如图示，弹簧的劲度系数为 k，小球的质量为 m，平衡时球在 A 位置，今用力把小球向 下拉长 x 至 B 位置，则此时弹簧中的弹力为 A kx B kx+mg C kxmg D mg 3.原长为 16cm 的轻质弹簧,甲、乙两人同时用 100N 的拉力向外拉弹簧时,弹簧长度变为 18cm,若将弹簧一端固定在墙壁上,另
15、一端由甲一人用 200N 的力拉弹簧,这时弹簧长度为 _cm,此弹簧的劲度系数为_N/m. 4.一轻质弹簧原长 10 cm ，甲、乙两人同时用 10N 的力分别在两端拉弹簧，则弹簧变成 12 cm 长。由此可知该弹簧的劲度系数 k _Nm 。若将弹簧的一端固定于天 花板上，下端挂上一重物后，发现弹簧的长度为 14 cm ，则该物的质量是_ kg 。（ g 取 10 m / s2 ） 高考资源网版权所有，侵权必究！ 5如图所示，弹簧秤和细线的重力不计，一切 摩擦不计，重物的重力 G=10N，则弹簧秤 A、B 的读数分别是：_、_。 ORUxNX6.有一根弹簧,受到 20N 的拉力作用时长为 11cm,再增加 40N 拉力作用时,弹簧再伸长 2cm, 求：(1)弹簧的原长.(2)弹簧的倔强系数是多少 N/m? 7.如图所示,一弹簧竖立在水平面上,它的倔强系数为 100N/m,在弹性限度内,要使其压缩 4cm,需加压力是多大? 8.一个量程为 1000N 的弹簧秤，原有弹簧锈坏，另换一根新弹簧。当不挂重物时，弹簧秤 的读数为 10N，当挂 1000N 的重物时，弹簧秤的读数为 810N，则这个新弹簧秤的量程为多 少 N？ 9.如图为一轻质弹簧的长度 L 和弹力 f 大小的关系,试由图
