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1、32 弹 力,目标导航 1.知道形变的概念和显示微小形变的方法 2知道弹力产生的条件及掌握弹力方向和有无的判断方法(重点难点) 3了解弹力和形变的关系，并能用胡克定律计算弹力(重点),一、形变与弹力 1形变：物体的_或_的改变，叫做形变，任何物体即使受到很小的力，都会发生_ 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,形状,体积,形变,范性形变：物体不能恢复原状的形变 弹性限度：发生弹性形变的物体的形变有一个限度,超过这个限度物体就不能恢复原状,这个限度叫做弹性限度 3弹力 (1)定义：发生_的物体，由于要恢复原状，就会对跟它_使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫做弹力 (
2、2)产生条件:_；物体发生_.,弹性形变,接触,接触,弹性形变,想一想 1把一个玻璃瓶装满水，瓶口用中间插有细管的瓶塞塞上，如图所示， 用手按压玻璃瓶，细管中的水 就上升，这说明什么问题？ 提示：说明按压玻璃瓶，玻璃瓶发生形变，容积减小，水被挤压上升,二、胡克定律 1内容：在_内，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比 2数学表达式：_，其中k叫做弹簧的_，其单位是_.,弹性限度,Fkx,劲度系数,N/m,想一想 2到实验室借一个弹簧测力计， 弹簧测力计能测物体重力，想一 想其原理是什么？ 提示：由二力平衡和胡克定律知，重力作用下，弹簧秤被拉长，弹力等于重力,三、弹力的方向 1压力(支
3、持力)的方向一定_接触面指向被压(被支持)的物体 2绳索的弹力方向一定沿着_而指向绳索_的方向 四、多种多样的形变 形变的种类：形变一般包括_形变、_形变、_形变、_形变、_形变.,垂直,绳索,收缩,拉伸,压缩,弯曲,扭转,剪切,要点一 物体间弹力有无的判断 学案导引 1只要两物体接触就一定有弹力吗？只有形变呢？ 2弹力产生的条件是什么？如何判断两物体间弹力的有无？,如图所示，A、B两物体并排放在水平桌面上，C物体叠放在AB上，D物体悬挂在线的下端时绳恰好竖直，且与斜面接触若接触面均光滑，下列说法中正确的是( ) AA对B的弹力方向水平向右 BC对地面的压力大小等于C的重力,CD对斜面没有压力
4、作用 D斜面对D的支持力垂直斜面向上 【思路点拨】 物体接触并产生弹性形变时,就能产生弹力的作用；无法直接判断有无形变时，可用假设法,【精讲精析】 A和B接触但没有相互挤压，所以A和B之间不产生弹力作用,选项A错误：C对A、B产生向下的压力作用，对地面并不产生压力，选项B错误；如果撤去斜面，D物体仍然静止，处于原来的状态，所以D与斜面之间没有弹力作用，选项C正确，D错误 【答案】 C,【规律总结】 判断有无弹力的步骤： (1)明确研究对象，明确接触情况； (2)假设将与物体相接触的物体去掉，分析研究对象是否还能在该位置保持原来的状态； (3)若研究对象不能保持原来的状态，说明该处有弹力，反之，
5、就没有弹力,变式训练 1在甲、乙两图中，A、B之间一定有弹力的是_图 解析：乙图中，A、B两物体虽然接触但没有弹力，而甲图中，A、B之间一定有弹力，这是因为如果去掉其中的一个小球，另外一个小球的状态一定变化 答案：甲,要点二 弹力方向的判断 学案导引 1两物体之间是点和面相接触时，弹力的方向如何确定？ 2两个相互接触的球面之间存在弹力时，弹力方向一定沿两球心的连线吗？ 3绳的弹力方向沿绳收缩的方向，杆的弹力方向一定沿着杆的方向吗？,(1)弹力的方向：与使物体发生形变的外力方向相反，即与物体形变的方向相反，与接触面垂直 支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体；绳的拉力的方向是沿着绳收缩的方
6、向，接触面是平面的，弹力(压力或支持力)垂直于平面，接触面是曲面的，弹力垂直于曲面该处的切平面,(2)弹力方向的确定方法：弹力的方向与接触面(截面)垂直，与形变方向(即产生形变的外力方向)相反,2几种常见弹力方向的对比,特别提醒：要注意的是绳子这类柔软的物体只能产生拉力，方向沿绳子指向绳子收缩的方向；对于轻杆则不同，轻杆既能产生拉力也能产生压力，并且方向不一定沿着杆的方向,画出图甲(G为重心)、乙、丙、丁中球与杆所受到的弹力示意图,【思路点拨】 解此题关键有两点： (1)判断两物体间有无弹力 (2)根据接触方式或物体的特点判断弹力的方向,【精讲精析】 (1)接触面处的弹力垂直于接触面，绳子弹力
7、沿绳子收缩方向，所以甲、乙两图的受力如图 (2)丙图中有两个接触面，很显然下面的接触面有向上的弹力，如果左边接触面有弹力，则弹力必水平向右，画出示意图如图丙a所 示，所以物体将会运动，这与题意矛盾，因此左接触面没有弹力，如图丙b所示,(3)对丁图如果我们剪断水平绳子，球不会开始运动，说明水平绳子对球没有施加作用(弹力),【答案】 见精讲精析 【规律总结】 弹力方向的判断步骤： (1)确定物体之间作用的类型； (2)确定产生弹力的物体； (3)找出使该物体发生形变的外力方向； (4)确定物体产生的弹力方向,变式训练 2画出图中物体A受到的弹力,解析：弹力的方向总与接触面垂直甲中是两平面接触，所以
8、A受的弹力(支持力)与接触面垂直而指向被支持的物体；乙中是两球面接触，与接触面垂直的方向可以由两球心的连线(或球心与切点的连线)方向确定；丙中A球左侧受弹力，方向与竖直墙壁垂直右下方属于点点接触，由球心与接触点连线方向确定作用力所在直线,答案：如图所示,要点三 探究胡克定律 学案导引 1弹簧弹力的大小与什么因素有关？满足什么关系？ 2弹簧的劲度系数与弹簧的弹力成正比，与弹簧的伸长量成反比吗？,1.探究弹簧伸长量与弹力的关系 (1)实验器材：铁架台、下端带挂钩的弹簧、钩码若干、刻度尺等如图所示,(2)实验步骤：在弹簧挂钩上挂钩码，测量并在表中记下弹簧的伸长量；然后不断增加钩码,记下增加一个钩码对
9、应的弹簧的伸长量 (3)测量数据：弹簧总伸长量x/m. 在坐标系上作出Fx实验图像,(4)实验结果：弹簧的弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，如图所示，由图可知，弹力F与弹簧伸长量x成正比,2关于胡克定律应注意以下四点 (1)成立条件：在弹性限度内 (2)弹簧的形变量x：弹簧伸长(或缩短)的长度,不是弹簧的原长 (3)劲度系数k：反映了弹簧的“软”、“硬”程度，由弹簧本身的性质决定 (4)推论式：Fkx，式中F、x分别表示弹力的变化量和形变的变化量,下表是某同学为探索弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据： (1)请你在图中的坐标线上作出Fx图像 (2)写出曲线所代表的函数(x用m作单位),(3)解释
10、函数表达式中常数的物理意义 【思路点拨】 根据已有的数据选好坐标轴、每个格所代表的物理量多少，是作好图像的关键,【精讲精析】 (1)将x轴每一小格取为1 cm，y轴每一小格取为0.25 N，将各点描到坐标纸上，并连成直线，如图所示 (2)由图像得：F20x. (3)函数表达式中的常数： 表示使弹簧伸长(或压缩) 1 m所需的拉力(或压力) 为20 N.,【答案】 见精讲精析 【规律总结】 在物理学中经常用图像处理物理问题，应用图像的好处是：直观、方便.应用图像处理问题，要注意：(1)图像斜率的意义(或曲线切线斜率的意义)；(2)图像与纵轴、横轴交点的物理意义,变式训练 3某同学在做“研究弹簧的
11、伸长量与弹力的关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据， 作出外力F与弹簧总长 度L的关系图线如图所 示(实验过程是在弹 簧的弹性限度内进行的),由图可知该弹簧的自然长度为_cm； 该弹簧的劲度系数为_N/m. 答案：10 50,胡克定律的应用 经典案例 一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为( ),【审题指导】 解此题要注意题中的l1、l2是弹簧的长度，计算时，设出原长计算形变量是关键,【答案】 C,【借题发挥】 (1)应用胡克定律解题时，一定要弄清Fkx中的x是弹簧的形变量 (2)弹簧弹力的方向可以根据弹簧是处于压缩状态还是处于伸长状态来确定反之，如果知道弹力的方向，也可确定弹簧是处于压缩还是伸长状态,
