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1、第二节 弹力学习目标STSE情境导学1.了解形变、弹性形变、弹性限度等概念2知道弹力产生的原因和条件3知道压力、支持力和绳的拉力等都是弹力，会分析弹力的方向4知道影响弹力大小的因素，理解胡克定律，了解科学研究方法杂技演员具有高超的技术，他们能轻松地顶住从高处下落的缸，顶缸时头顶受到缸的压力知识点一弹性形变和弹力1形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化2弹性形变：停止用力后物体能完全恢复原状的形变3弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度物体不能恢复原状的形变称为范性形变4弹力(1)定义：发生弹性形变的物体，由
2、于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力(2)产生的条件：两物体直接接触；发生弹性形变知识点二弹力的方向胡克定律1几种弹力及方向(1)压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面(2)绳的拉力方向总是沿着绳子且指向绳子收缩的方向绳中的弹力常常叫作张力2胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小跟弹簧伸长量(或压缩量)x成正比(2)公式：Fkx，k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米小试身手1下列说法正确的是()A两个接触的物体间一定存在弹力B两个物体间有弹力，则它们一定接触C物体发生的形变在外力撤去后都能恢复原状D两物体间没有发生形变，也可能有弹力答案：B2(多选)下列说法正确的是()A在弹性限度
3、内，同一根弹簧被拉得越长弹力越大，弹力大小与弹簧长度成正比B在弹性限度内，两根弹簧被拉长相同的长度，弹力的大小一定相等C在弹性限度内，同一根弹簧被拉伸长度x和被压缩长度x，弹力的大小相等D只有在一定条件下，胡克定律才成立答案：CD学习小结1弹力是接触力，只有相互接触的物体间才可能有弹力2弹力的大小与形变程度有关，对于弹簧，弹力的大小遵循胡克定律探究一弹力有无的判断1弹力产生的过程2弹力有无的判断方法(1)直接观察法：对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生的条件来判断物体间相互接触；发生弹性形变以上两个条件必须同时满足才有弹力产生(2)特殊方法方法举例假设法：要判断物体在某一接触位置是否受弹力
4、作用，可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，看物体是否保持原来的状态若能保持原来的状态，则说明在该位置物体间无弹力作用；否则，有弹力作用，物体由静止变成运动挡板AB被拿走后，球会下降，而将挡板AC拿走后，球仍能静止，故球只受到AB对它的支持力这一个弹力运动状态判断法：看除要研究的弹力外物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律)若满足，则无弹力存在；若不满足，则有弹力存在小球与弹簧相连静止于光滑的水平面上，小球所受重力、支持力二力平衡，小球不受弹簧的弹力作用作用效果法：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，或改变受力物体
5、的运动状态，可利用作用效果确定弹力的有无小球与平面1、2的接触面光滑，且小球没有发生水平运动，表明平面1对小球无弹力【典例1】图中物体a、b均处于静止状态，a、b间一定有弹力的是()A B C D核心点拨：在A、B、C、D四个选项中，拿走b后，a还能静止吗？解析：A图中对物体a而言受重力、竖直向上的拉力，如果b对a有弹力，方向水平向左，那么a受到的三力不能平衡、与a、b均处于静止状态矛盾，故A错误；B图中对物体a而言受重力，斜向上的拉力，如果b对a没有弹力，那么a受到的二力不能平衡，与a，b均处于静止状态矛盾，故B正确；C图中若水平地面光滑，对b而言受重力，竖直向上的支持力，如果a对b有弹力，
6、方向水平向右，那么b受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故C错误；D图中对b而言受重力，竖直向上的拉力，如果a对b有弹力，方向垂直斜面向下，那么b受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故D错误答案：B判断弹力有无的误区(1)误认为只要有接触就一定存在弹力作用，而忽视了弹力产生的另一个条件发生弹性形变(2)误认为有形变一定有弹力，忽视了弹性形变与范性形变(撤去外力后不能恢复原状的形变)的区别1(多选)如图所示，一根竖直的弹簧悬挂在墙上，其下端连接一个质量为m的光滑小球，小球处于斜面和挡板之间，小球和斜面挡板均接触，下列说法正确的是()A若小球和斜面之间有弹力，则小球和挡板之
7、间一定有弹力B若小球与斜面之间有弹力，则小球和挡板之间不一定有弹力C若小球与挡板之间有弹力，则小球与弹簧之间一定有弹力D若小球与挡板之间有弹力，则小球与弹簧之间不一定有弹力解析：已知小球处于静止状态，即小球受力平衡对小球受力分析，有重力，若小球和斜面之间有弹力，弹力方向斜向左上方与斜面垂直，将这个弹力分解到水平方向和竖直方向，要想使小球受力平衡：若小球与弹簧之间有弹力，则小球与挡板之间一定有弹力；若小球与弹簧之间没有弹力，则小球与挡板之间一定有弹力所以，小球与挡板之间一定有弹力，小球与弹簧之间不一定有弹力，所以A正确，B错误；已知小球处于静止状态，即小球受力平衡对小球受力分析，有重力，若小球与
8、挡板之间有弹力，弹力方向水平向右，要想使小球受力平衡：若小球与弹簧之间有弹力，小球与斜面之间一定有弹力；若小球与弹簧之间没有弹力，小球与斜面之间一定有弹力因此，小球与弹簧之间不一定有弹力，小球与斜面之间一定有弹力，所以D正确，C错误故选AD.答案：AD探究二弹力方向的判断1弹力方向的特点发生弹性形变的物体，由于要恢复原状产生弹力，所以弹力的方向由施力物体的形变的方向决定，弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反2几种常见弹力的方向类型方向图示接触方式面与面垂直公共接触面施力物体指向受力物体点与面过点垂直于面施力物体指向受力物体点与点垂直于切面施力物体指向受力物体轻绳沿绳指向绳收缩方向绳只能提供拉
9、力，不能提供推力轻杆可沿杆可不沿杆轻弹簧沿弹簧形变的反方向图中杆对物体的支持力与物体的重力二力平衡【典例2】请在下列图中画出杆或球所受弹力的示意图图甲：杆靠在墙上图乙：杆放在半球形的槽中图丙：球用细线悬挂在竖直墙上图丁：将光滑圆球置于两个等高的台棱之间，圆球的重心位于球心解析：图甲，杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两点处对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直如图(a)所示图乙，杆对C、D两处有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直其切面指向弧形所对应的圆心，D处弹力垂直杆斜向上如图(b)所示图丙，球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹
10、力沿绳子斜向上如图(c)所示图丁，球受到的弹力与棱和球面接触处的切面垂直，即沿着球半径的方向指向球心如图(d)所示答案：见解析图2如图所示，一小球放在固定的光滑斜面上，挡板沿竖直方向，关于挡板对小球的弹力的作用方向，下列表述正确的是()A沿水平方向向右B沿斜面方向向上C沿水平方向向左 D沿斜面方向向下答案：A探究三弹力大小的计算1对胡克定律的理解(1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内(2)x是弹簧的形变量，不是弹簧形变后的实际长度(3)F-x图像为一条经过原点的倾斜直线，图像斜率表示弹簧的劲度系数，对于同一根弹簧来说，劲度系数是不变的(4)由于F1kx1，F2kx2，故FF2F1kx2kx1kx
11、.因此，弹簧弹力的变化量F与形变量的变化量也成正比关系2弹力大小的计算(1)公式法：利用公式Fkx计算(适用于弹簧这样的弹性体弹力的计算)(2)平衡法：如果悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态，求解细绳的拉力时，可用二力平衡得到拉力的大小等于物体重力的大小(目前主要分析二力平衡的情况)【典例3】由实验测得某弹簧的长度L和弹力F的关系如图所示，求：(1)该弹簧的原长L(原长为弹簧不受力时的自然长度)；(2)该弹簧的劲度系数核心点拨：L是弹簧的长度，也不是形变量，而公式Fkx中x是形变量解析：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L015 cm.(2)据Fkx得劲度系数：
12、k，由题图线可知，该弹簧伸长L(25 cm15 cm)10 cm时，弹力F50 N所以k N/m500 N/m.法二根据胡克定律得Fk(LL0)，代入图像中的两点(0.25，50)和(0.05，50)，可得50k(0.25L0)，50k(0.05L0)，解得L00.15 m，k500 N/m.答案：(1)15 cm(2)500 N/m弹簧F-x图像或F-L图像问题求解三法(1)利用F-L图像在横轴上的截距，求弹簧的原长(2)利用两种图像的斜率，求弹簧的劲度系数(3)利用两种图像上的点(数据)列方程(或方程组)求解弹簧的原长或劲度系数.3一轻质弹簧原长为10 cm，在它的下方挂一重力为8 N的物
13、体，静止时弹簧的长度为12 cm.(1)如果再挂一重力为22 N的物体，则静止时弹簧的长度为多少(2)若重物变为压弹簧，且重物的重力为10 N，则静止时弹簧的长度是多少解析：(1)由Fkx，得8 Nk(12 cml0)，30 Nk(l1l0)，联立解得l117.5 cm.(2)当10 N重物压弹簧时，有10 Nk(l0l2)，解得l27.5 cm.答案：(1)17.5 cm(2)7.5 cm课时评价作业(十一)弹力A级合格达标1一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是()A地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力B地面受到了向下的弹力，是因为地面发生
14、了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变D以上说法都不正确解析：物体发生形变后，要恢复原状，对与它接触的物体有力的作用，这就是弹力，是施力物体发生弹性形变后对受力物体的作用力本题要正确理解弹力产生的原因，知道弹力是因为施力物体发生形变后要恢复原状，从而产生了对受力物体的作用力地面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变，从而对地面产生了向下的压力；汽车受到了向上的弹力，是因为地面发生了形变，从而对汽车产生了向上的支持力故A、B错误汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了向下的形变，要恢复原状产生；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了向上的形变，要恢复原状产生的故C正确，D错误故选C.答案：C2(多选)在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的跳水运动就是一个实例请判断下列说法正确的是()A跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B跳板和运动员的脚都发生了形变C运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的D跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
