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1、第三第三节弹力力弹力课件分析一、形一、形变1、形、形变：物体形状和体：物体形状和体积发生的改生的改变拉伸拉伸压缩弯曲弯曲扭扭转弹力课件分析一、形一、形变（拉伸、（拉伸、压缩、弯曲、扭、弯曲、扭转等等）等等）桌上子放着本桌上子放着本书，书和桌面有没有和桌面有没有发生形生形变呢？呢？问题演示演示弹力课件分析 手挤压玻璃瓶，观察水柱的变化。（微小形变的演示）弹力课件分析2、形、形变的分的分类 1）按形）按形变程度分程度分 2）按可否恢复分）按可否恢复分明明显形形变微小形微小形变非非弹性形性形变(也叫范性形也叫范性形变)弹性形性形变发生形生形变的物体在停止的物体在停止受力后，能恢复原状的受力后，能恢复
2、原状的形形变称称为弹性形性形变弹性限度性限度如果形如果形变过大，超大，超过一定限度，即使一定限度，即使撤去作用力，物体撤去作用力，物体也不能完全恢复原也不能完全恢复原来的形状，来的形状，这个限个限度叫度叫弹性限度性限度弹力课件分析范性形范性形变弹力课件分析二、二、弹力：力：v指指发生生弹性形性形变的物体由于要恢复原装，的物体由于要恢复原装，对与它与它接触的物体接触的物体产生力的作用生力的作用物体物体1受到物体受到物体2的作用的作用物体物体1发生了形生了形变物体物体1对物体物体2产生了生了弹力力v作用作用过程程弹力课件分析二、二、弹力：力：施力物体：施力物体： 发生形生形变的物体的物体受力物体：
3、受力物体：与施力物体接触，使它与施力物体接触，使它发生形生形变，并阻碍其恢复原状的物体并阻碍其恢复原状的物体产生的条件生的条件（原因）（原因）1、物体、物体间相互接触相互接触2、物体、物体发生生弹性形性形变接触力接触力弹力课件分析例例1 关于关于弹力的力的产生下列生下列说法（法（ ）A、只要两物体接触就一定、只要两物体接触就一定产生生弹力力B、只要两物体相互吸引就一定、只要两物体相互吸引就一定产生生弹力力C、只要两物体、只要两物体发生形生形变就一定就一定产生生弹力力D、只有、只有发生生弹性形性形变的物体才会的物体才会对与它与它接触的物体接触的物体产生生弹力作用力作用ABC例例2 2、分析、分析
4、A A对C C有无有无弹力作用力作用D弹力课件分析三、三、弹力的方向：力的方向：v从施力物体指向受力物体，与施力物体形从施力物体指向受力物体，与施力物体形变方向相反（施力物体恢复形方向相反（施力物体恢复形变的方向）。的方向）。弹力课件分析受力分析只分析物体所受的力静止在地面上的篮球G GN N弹力课件分析例例 题分析分析书放在桌面或放在桌面或倾斜木板上斜木板上时, 书和木板所受的和木板所受的弹力力书木板书板N1N1N2N2弹力课件分析各种接触面各种接触面间的的弹力方向判断力方向判断:垂直于接触面垂直于接触面v曲面与平面接触NNN曲面与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体弹力课件分析各种
5、接触面各种接触面间的的弹力方向判断力方向判断v点与平面接触NN点与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体光滑斜面ABNANB弹力课件分析各种接触面各种接触面间的的弹力方向判断力方向判断v点与曲面接触点与曲面间弹力方向：与过接触点的切面垂直并指向受力物体N1N2半球形的碗ABNANB弹力课件分析各种接触面各种接触面间的的弹力方向判断力方向判断v曲面与曲面接触曲面与曲面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体半球形的碗NABNNB对A弹力课件分析判断下列支持面判断下列支持面对物体物体弹力的方向力的方向平面与平面接触，平面与平面接触，弹力垂直平面。力垂直平面。点与平面接触，点与平面接触
6、，弹力通力通过接触点而接触点而垂直平面。垂直平面。曲面和曲面接触，曲面和曲面接触，弹力通力通过接触点接触点垂直于公切面。（相当于点与点）垂直于公切面。（相当于点与点）弹力课件分析判断下列支持面判断下列支持面对物体物体弹力的方向力的方向点和曲面接触，点和曲面接触，弹力通力通过接接触点垂直于切面触点垂直于切面点和点和线接触，接触，弹力通力通过接触接触点垂直于点垂直于线弹力课件分析例例3：三个相同的支座上分：三个相同的支座上分别搁着三个着三个质量和直径都量和直径都相等的光滑相等的光滑圆球球a，b，c，支点，支点P、Q在同一水平面上，在同一水平面上，a球的重心球的重心O，位于球心，位于球心，b球和球和
7、c球的重心球的重心Ob和和Oc分分别位于球心的正上方和球心的正下方，如位于球心的正上方和球心的正下方，如图所示，三所示，三球均球均处于平衡状于平衡状态，支点，支点P对a球的球的弹力力为Na，对b球球和和c球的球的弹力分力分别为Nb和和Nc则下列下列说法正确的是（法正确的是（ ）A.弹力力Na、Nb、Nc的方向均由的方向均由P 点指向球心点指向球心B.弹力力Na、Nb、Nc的方向均由的方向均由P 点指向重心点指向重心C.弹力力Na、Nb、Nc的方向都的方向都竖直向上直向上AbOaObOcPPPQQQac弹力课件分析总结：绳上上弹力方向力方向总是沿着是沿着绳而指向而指向绳子收子收缩的方向的方向绳子
8、的拉力也是子的拉力也是弹力，那么力，那么绳子的拉力的方向如何呢？子的拉力的方向如何呢？v轻绳的受力特点：1、只能拉不能、只能拉不能压；2、轻绳的拉力一定沿的拉力一定沿绳方向方向；3、同一根、同一根绳子子张力力处处相等。相等。轻绳受力特点受力特点弹力课件分析G GT Ta aT Tb bab例如AA 弹力课件分析分析下列物体所受的力ABBGTAGT2T112弹力课件分析例：画出下列物体所受到的所有例：画出下列物体所受到的所有弹力。力。弹力课件分析弹簧簧弹力方向又什么力方向又什么样的呢的呢?弹簧两端的簧两端的弹力方向，与力方向，与弹簧中心簧中心轴线重合，指向重合，指向弹簧恢复原状方向簧恢复原状方向
9、.弹力课件分析轻杆受力特点杆受力特点v轻杆的含义：不计质量不发生形变的杆v轻杆受力特点：1、可拉可压；2、杆所受的力不一定沿杆的方向；可能沿任意方向弹力课件分析我我们对弹力方向做一个力方向做一个总结1、弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状方向2、轻绳（或橡皮条）对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向3、点与面接触时的弹力方向，过接触点垂直于接触面（或接触面切线方向）而指向受力物体。4、平面与平面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体5、曲面与平面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上而指向受力物体6、曲面与曲面相接触时弹力的方向，垂直过接触点的分切面，通过两球球心而
10、指向受力物体弹力课件分析四、四、弹力的作用点和大小力的作用点和大小v1、弹力的作用点：两物体接触力的作用点：两物体接触处，在受力物体上。，在受力物体上。v2、对于同一物体，于同一物体，弹力大小同形力大小同形变大小有关。大小有关。利用力的平衡来利用力的平衡来计算算利用牛利用牛顿第二定律第二定律弹簧簧弹力大小力大小计算算 胡克定律胡克定律弹力课件分析两个物体两个物体A和和B，质量分量分别为M和和m，用跨，用跨过定定滑滑轮的的轻绳相相连，A静止于水平地面上，如静止于水平地面上，如图328所示不所示不计摩擦，摩擦，A对绳的作用力的大小的作用力的大小与地面与地面对A的作用力的大小分的作用力的大小分别为多
11、少？多少？弹力课件分析如如图A、B两物体重力分两物体重力分别是是GA=3N、GB=4N，A用用悬绳挂在天花板上，挂在天花板上，B放在水平地面上，放在水平地面上，A、B间的的轻弹簧的簧的弹力力F=2N，则绳中中张力力FT和和B对地面地面的的压力力FN的可能的可能值分分别为C、1N和和6ND、2N和和5NA、7N和和0NB、5N和和2N（ BC ）弹力课件分析实验目的目的1、探究、探究弹力与力与 的定量关系。的定量关系。2、学会利用、学会利用图象研究两个物理量之象研究两个物理量之间的关系的方法。的关系的方法。实验原理原理1、如、如图所示，所示，弹簧在下端簧在下端悬挂挂钩码时会伸会伸长，平衡，平衡时
12、弹簧簧产生的生的弹力与力与 大小相等。大小相等。2、用刻度尺、用刻度尺测出出弹簧在不同的簧在不同的钩码拉力下的伸拉力下的伸长量量x，建，建立坐立坐标系，以系，以纵坐坐标表示表示弹力大小力大小F，以横坐，以横坐标表示表示弹簧的簧的伸伸长量量x，在坐，在坐标系中描写系中描写实验所所测得的各得的各组（x，F）对应的点，用的点，用 的曲的曲线连接起来，根据接起来，根据实验所得的所得的图线，就可探知就可探知弹力大小与伸力大小与伸长量量间的关系。的关系。弹簧伸簧伸长所挂所挂钩码的重力的重力平滑平滑探究探究弹力与力与弹簧伸簧伸长量的关系量的关系五、胡克定律五、胡克定律： 弹力课件分析实验器材器材 轻质弹簧（
13、一根），簧（一根），钩码（一（一盒），刻度尺，盒），刻度尺，铁架台，重垂架台，重垂线，坐坐标纸，三角板，三角板 实验步步骤1、如、如图所示，将所示，将铁架台放于桌面上（固定好），将架台放于桌面上（固定好），将弹簧的簧的一端固定于一端固定于铁架台的横梁上，在挨近架台的横梁上，在挨近弹簧簧处将刻度尺（最小将刻度尺（最小分度分度为mm）固定于）固定于铁架台上，并用架台上，并用 检查刻度尺刻度尺是否是否竖直。直。重垂重垂线2、记下下弹簧下端不挂簧下端不挂钩码时所所对应的刻度的刻度L03、在、在弹簧下端挂上一个簧下端挂上一个钩码，待，待钩码静止后，静止后，记下下弹簧下簧下端所端所对应的刻度的刻度L14、
14、用上面方法，、用上面方法，记下下弹簧下端挂簧下端挂2个、个、3个、个、4个个 钩码时，弹簧下端所簧下端所对应的刻度的刻度L2、L3、L4 ，并将所得数，并将所得数据据记录在表格中在表格中弹力课件分析5、用、用xn=LnL0计算出算出弹簧簧挂挂1个、个、2个、个、3个个 钩码时弹簧的伸簧的伸长量，并根据当量，并根据当地重力加速度地重力加速度值g，计算出算出所挂所挂钩码的的总重力，重力，这个个总重力就等于重力就等于 的的大小，将所得数据填入表格。大小，将所得数据填入表格。弹簧簧弹力力6、根据所、根据所测数据在坐数据在坐标纸上描点，最好以上描点，最好以弹簧簧弹力力为纵坐坐标，以以弹簧的伸簧的伸长量量
15、为横坐横坐标。7、按照、按照图中各点的分布与走向，中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲作出一条平滑的曲线（包括直（包括直线）。所画的点不一定正好都在）。所画的点不一定正好都在这条曲条曲线上，但要注上，但要注意使曲意使曲线两两侧的点数大致相同。的点数大致相同。8、以、以弹簧的伸簧的伸长为自自变量，写出曲量，写出曲线所代表的函数，首先所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行，一次函数，如果不行，则考考虑二次函数。二次函数。9、解、解释函数表达式中常数的物理意函数表达式中常数的物理意义。弹力课件分析实验现象及注意事象及注意事项1、随着所挂、随着所挂钩码数量的增多，数量的增多，弹簧会越来越簧会越来
16、越长，实验时，弹簧下端所挂簧下端所挂钩码不宜太多，以免超出不宜太多，以免超出弹簧的簧的弹性限度。性限度。2、在建立坐、在建立坐标系描点系描点时，我，我们要探求的是要探求的是弹簧的伸簧的伸长量与量与弹力大小的关系，而不是力大小的关系，而不是弹簧的簧的总长度。度。3、实验中外力的大小（即中外力的大小（即钩码的重力）与的重力）与弹力的大小是相力的大小是相等的。等的。、测原原长时必必须把把弹簧簧竖直挂起来直挂起来弹力课件分析弹力课件分析五、胡克定律五、胡克定律： 实验：探究：探究弹力和力和弹簧伸簧伸长的关系的关系1、内容、内容： 弹簧簧发生生弹性形性形变时，弹力的大小跟力的大小跟弹簧伸簧伸长（或（或缩
17、短）的短）的长度度x成正比。成正比。2、公式：、公式： F k x 其中：其中：k弹簧的簧的劲度系数度系数 (与与弹簧的簧的丝的粗的粗细、材料、材料、弹簧的直径、簧的直径、绕法和法和长度等量有关度等量有关) 单位：牛每米，位：牛每米， 符号符号N/m x弹簧伸簧伸长（或（或缩短）的短）的长度度弹力课件分析弹力课件分析GA=100N，GB40N，弹簧的劲度系数为500N/m，不计绳重和摩擦，求：物体A对支持面的压力和弹簧的伸长量。弹力课件分析小小结一、一、弹力力产生条件：生条件： 直接接触直接接触 发生生弹性形性形变二、二、弹力方向力方向 1、压力和支持力：力和支持力： 方向都垂直于接触面指向被
18、方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体。或被支持的物体。 2、拉力：、拉力： 绳的拉力沿着的拉力沿着绳指向指向绳 收收缩的方向的方向三、三、弹力大小：力大小：1、弹簧簧弹力：胡克定律力：胡克定律F k x 2、其它、其它弹力：由物体受其它力和运力：由物体受其它力和运动状状态求解求解弹力课件分析弹力有无的判断力有无的判断v对于微小形变，用假设推理法A B光滑水平面并排放着静止的木块A、B假设A、B间有弹力以B为研究对象，B受力：GN地NABB不可能静止，所以A、B间没有弹力弹力课件分析弹力有无的判断力有无的判断判断球与斜面间有无弹力假设球与斜面间有弹力以球为研究对象，球受力：GTN斜面球球不可
19、能静止，所以球与斜面间没有弹力弹力课件分析弹力有无的判断力有无的判断光滑球静止在水平地面假设球与木块间有弹力以球为研究对象，球受力：GNN木块球球不可能静止，所以球与斜面间没有弹力弹力课件分析例：画出下列物体所受到的所有例：画出下列物体所受到的所有弹力。力。弹力课件分析如如图所所示示，A、B是是质量量均均为m的的两两条条磁磁铁，C为木木块，水水平平放放置置。静静止止时B对A的的弹力力为F1，C对B的的弹力力为F2，则：（：（ ）A、F1mg，F2=2mgB、F1mg，F2=2mgC、F1mg，F2=2mg D、F1mg，F22mgNSNSABCB弹力课件分析两根两根长均均为20cm的的弹簧，簧
20、，劲度系数分度系数分别为k1200N/m，k2100N/m，弹簧簧k2固定在固定在A上，上，弹簧簧k1固定在固定在A、B上，上，B放在水平地面上，放在水平地面上，弹簧簧竖直，直，如如图所示。已知所示。已知A、B所受的重力都是所受的重力都是4N，今在，今在k2的端点的端点P施加一个施加一个竖直向上的力，直向上的力，缓慢地向上拉，慢地向上拉，当当P点向上升距离点向上升距离为多少多少 时，B和地面恰好接触而和地面恰好接触而没有作用力。没有作用力。弹簧自重不簧自重不计。弹力课件分析如如图325所示，所示，为一一轻质弹簧的簧的长度度L和和弹力力F大小的关系，大小的关系，试由由图线确定：确定：（1）弹簧的原簧的原长；（2）弹簧的簧的劲度系数；度系数；（3）弹簧簧长为0.2m时弹力的大小力的大小（1）10cm （2）200N/m （3）20N弹力课件分析
