《2018-2019学年高中物理 第三章 相互作用 3.2 弹力课件1 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理 第三章 相互作用 3.2 弹力课件1 新人教版必修1（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2弹力 一、弹性形变和弹力一、弹性形变和弹力1.1.形变形变: :物体在力的作用下物体在力的作用下_或或_发生的变化。发生的变化。2.2.弹性形变弹性形变: :物体在形变后撤去作用力时能够物体在形变后撤去作用力时能够_的形变。的形变。3.3.弹性限度弹性限度: :如果形变过大如果形变过大, ,超过一定的限度超过一定的限度, ,撤去作用撤去作用力后物体力后物体_(_(选填选填“能能”或或“不能不能”) )完全恢复原来完全恢复原来的形状的形状, ,这个限度叫作弹性限度。这个限度叫作弹性限度。形状形状体积体积恢复原状恢复原状不能不能4.4.弹力弹力: :(1)(1)定义定义: :发生发生_的物体的物
2、体, ,由于要恢复原状由于要恢复原状, ,对对_的物体产生的力。的物体产生的力。(2)(2)产生的条件产生的条件: :两物体两物体_。发生发生_。形变形变与它接与它接触触直接接触直接接触弹性形变弹性形变二、常见的弹力及方向二、常见的弹力及方向常见力常见力方向方向压力和支持压力和支持力力_于物体的接触面于物体的接触面, ,指向被压或被支指向被压或被支持的物体持的物体绳的拉力绳的拉力沿着绳子指向沿着绳子指向_的方向的方向垂直垂直绳子收缩绳子收缩三、胡克定律三、胡克定律1.1.内容内容: :弹簧发生弹性形变时弹簧发生弹性形变时, ,弹力的大小弹力的大小F F跟弹簧跟弹簧_成正比。成正比。2.2.公式
3、公式:F=_:F=_。k k为弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数, ,单位是单位是N/mN/m。伸长伸长( (或缩短或缩短) )的长度的长度x xkxkx【思考辨析思考辨析】(1)(1)发生形变的物体一定产生弹力。发生形变的物体一定产生弹力。( () )(2)(2)若两物体间存在弹力若两物体间存在弹力, ,则它们一定接触。则它们一定接触。( () )(3)(3)弹簧的长度越长弹簧的长度越长, ,弹力越大。弹力越大。( () )(4)(4)弹力的方向总与相应的形变的方向相反。弹力的方向总与相应的形变的方向相反。( () )(5)(5)只有在一定条件下只有在一定条件下, ,胡克定律才成立。胡克定律才成
4、立。( () )提示提示: :(1)(1)。产生弹力的条件之一不是物体发生形变。产生弹力的条件之一不是物体发生形变而是物体发生弹性形变。而是物体发生弹性形变。(2)(2)。由弹力的产生条件可知。由弹力的产生条件可知, ,物体接触且发生弹性物体接触且发生弹性形变是产生弹力的前提形变是产生弹力的前提, ,故物体间存在弹力故物体间存在弹力, ,则它们一则它们一定接触。定接触。(3)(3)。弹簧被拉长时。弹簧被拉长时, ,它的长度越长它的长度越长, ,弹力越大弹力越大; ;压缩压缩时时, ,弹簧越短弹力越大。弹簧越短弹力越大。(4)(4)。弹力的方向与物体恢复形变的方向相同。弹力的方向与物体恢复形变的
5、方向相同, ,与物与物体形变的方向相反。体形变的方向相反。(5)(5)。胡克定律只适用于弹性限度以内的情况。胡克定律只适用于弹性限度以内的情况。一弹力有无的判断一弹力有无的判断考查角度考查角度1 1 弹力产生的条件弹力产生的条件【典例典例1 1】在日常生活及各项体育运动中在日常生活及各项体育运动中, ,有弹力出现有弹力出现的情况比较普遍的情况比较普遍, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () )导学号导学号2897405928974059A.A.网球训练中发出的球撞击墙面弹回网球训练中发出的球撞击墙面弹回, ,是球发生弹性形是球发生弹性形变造成的变造成的B.B.跳水运动中跳水运动中, ,运
6、动员受到的支持力是跳板发生弹性形运动员受到的支持力是跳板发生弹性形变而产生的变而产生的C.C.甲、乙、丙三位同学一字排开站立甲、乙、丙三位同学一字排开站立, ,甲同学用力推乙甲同学用力推乙同学同学, ,结果乙同学没有倒结果乙同学没有倒, ,丙同学倒地丙同学倒地, ,丙同学之所以会丙同学之所以会倒地倒地, ,是因为甲同学对其施加了弹力是因为甲同学对其施加了弹力D.D.小孩玩的弹弓之所以将弹丸能够弹出小孩玩的弹弓之所以将弹丸能够弹出, ,是由于人对弹是由于人对弹丸施加了弹力丸施加了弹力【正确解答正确解答】选选B B。网球训练中球和墙面接触时墙面发。网球训练中球和墙面接触时墙面发生弹性形变而使球受到
7、弹力生弹性形变而使球受到弹力, ,故故A A错误错误; ;跳水运动中跳水运动中, ,运运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的, ,故故B B正确正确; ;丙倒地是因为乙对丙的作用力丙倒地是因为乙对丙的作用力, ,不是因为受到了甲的作不是因为受到了甲的作用力用力, ,故故C C错误错误; ;小孩玩的弹弓将弹丸弹出小孩玩的弹弓将弹丸弹出, ,是因为弹丸是因为弹丸受到了橡皮筋的作用受到了橡皮筋的作用, ,不是由于人的作用不是由于人的作用, ,故故D D错误。错误。【核心归纳核心归纳】关于弹力产生的三个特点关于弹力产生的三个特点(1)(1)弹性形变是产生弹力的必
8、要条件弹性形变是产生弹力的必要条件, ,弹力产生的直接弹力产生的直接原因是施力物体的形变。原因是施力物体的形变。(2)(2)发生弹力作用的一对物体都存在形变发生弹力作用的一对物体都存在形变, ,形变是成对形变是成对出现的。出现的。(3)(3)两物体之间两物体之间, ,若存在弹力若存在弹力, ,彼此对对方都产生弹力彼此对对方都产生弹力, ,弹力也是成对出现的。弹力也是成对出现的。考查角度考查角度2 2 弹力有无的判断弹力有无的判断【典例典例2 2】在下列四个图中在下列四个图中, ,物体物体a a、b b均处于静止状态均处于静止状态,a,a、b b间一定有弹力的是间一定有弹力的是( () )导学号
9、导学号2897406028974060【正确解答正确解答】选选B B。A A图中物体图中物体a a受重力和竖直向上的拉受重力和竖直向上的拉力力, ,如果如果b b对对a a有弹力有弹力, ,方向水平向左方向水平向左, ,那么那么a a受到的三力受到的三力不能平衡不能平衡, ,与与a a、b b均处于静止状态矛盾均处于静止状态矛盾, ,故故A A错误。错误。B B图图中物体中物体a a受重力、斜向上的拉力受重力、斜向上的拉力, ,如果如果b b对对a a没有弹力没有弹力, ,那那么么a a受到的二力不能平衡受到的二力不能平衡, ,与与a a、b b均处于静止状态矛盾均处于静止状态矛盾, ,故故B
10、 B正确。正确。C C图中若水平地面光滑图中若水平地面光滑,b,b受重力、竖直向上受重力、竖直向上的支持力的支持力, ,如果如果a a对对b b有弹力有弹力, ,方向水平向右方向水平向右, ,那么那么b b受到受到的三力不能平衡的三力不能平衡, ,与与a a、b b均处于静止状态矛盾均处于静止状态矛盾, ,故故C C错误错误;D;D图中图中b b受重力、竖直向上的拉力受重力、竖直向上的拉力, ,如果如果a a对对b b有弹力有弹力, ,方方向垂直斜面向上向垂直斜面向上, ,那么那么b b受到的三力不能平衡受到的三力不能平衡, ,与与a a、b b均均处于静止状态矛盾处于静止状态矛盾, ,故故D
11、 D错误。错误。【核心归纳核心归纳】判断弹力有无的两种常见方法判断弹力有无的两种常见方法(1)(1)直接判断直接判断: :对于形变较明显的情况对于形变较明显的情况, ,可根据弹力产生可根据弹力产生条件直接判断。条件直接判断。(2)“(2)“假设法假设法”判断判断: :对于形变不明显的情况对于形变不明显的情况, ,可用可用“假假设法设法”进行判断进行判断, ,如图所示判断如图所示判断a a、b b两接触面对球有无两接触面对球有无弹力。常见以下三种情形弹力。常见以下三种情形: :三种情形三种情形 具体方法具体方法结果结果结论结论解除解除接触面接触面去除接触面去除接触面a a 球保持静止球保持静止a
12、 a对球无弹力对球无弹力去除接触面去除接触面b b 球下落球下落b b对球有弹力对球有弹力假设假设有弹力有弹力a a对球有弹力对球有弹力 球向右滚动球向右滚动a a对球无弹力对球无弹力b b对球有弹力对球有弹力 球仍保持静止球仍保持静止b b对球有弹力对球有弹力【易错提醒易错提醒】(1)(1)误认为只要有接触就一定存在弹力作用误认为只要有接触就一定存在弹力作用, ,而忽略了而忽略了弹力产生的另一个条件弹力产生的另一个条件发生弹性形变。发生弹性形变。(2)(2)误认为有形变一定有弹力误认为有形变一定有弹力, ,忽略了弹性形变与范性忽略了弹性形变与范性形变形变( (撤去外力后不能恢复原状的形变撤去
13、外力后不能恢复原状的形变) )的区别。的区别。【过关训练过关训练】1.(1.(多选多选) )下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.木块放在桌面上所受到的向上的弹力是由于木块发木块放在桌面上所受到的向上的弹力是由于木块发生微小形变而产生的生微小形变而产生的B.B.木块放在桌面上对桌面有向下的压力是由于木块发木块放在桌面上对桌面有向下的压力是由于木块发生微小向上的形变生微小向上的形变C.C.用细竹竿拨动水中的木头用细竹竿拨动水中的木头, ,木头受到的竹竿的弹力是木头受到的竹竿的弹力是由于竹竿发生形变而产生的由于竹竿发生形变而产生的D.D.挂在电线下面的电灯对电线的拉力挂在电线下面的电
14、灯对电线的拉力, ,是因为电线发生是因为电线发生微小形变而产生的微小形变而产生的【解析解析】选选B B、C C。木块放在桌面上所受到的桌面向上。木块放在桌面上所受到的桌面向上的弹力是由于桌面发生向下微小形变而产生的的弹力是由于桌面发生向下微小形变而产生的, ,故故A A错错误。木块放在桌面上对桌面有向下的压力是由于木块误。木块放在桌面上对桌面有向下的压力是由于木块发生微小向上的形变发生微小向上的形变, ,要恢复原状而产生的要恢复原状而产生的, ,故故B B正确。正确。用细竹竿拨动水中的木头用细竹竿拨动水中的木头, ,木头受到的竹竿的弹力是由木头受到的竹竿的弹力是由于细竹竿发生形变而产生的于细竹
15、竿发生形变而产生的, ,故故C C正确。挂在电线下面正确。挂在电线下面的电灯对电线的拉力的电灯对电线的拉力, ,是因为电灯发生微小形变而产生是因为电灯发生微小形变而产生的的, ,故故D D错误。错误。2.(2.(多选多选)(2018)(2018郑州高一检测郑州高一检测) )如图所示如图所示, ,图中的物体图中的物体A A、B B均处于静止状态均处于静止状态, ,受到弹力作用的说法正确的是受到弹力作用的说法正确的是( () )A.A.图甲中地面是光滑水平的图甲中地面是光滑水平的,A,A与与B B间存在弹力间存在弹力B.B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为、,A
16、,A对对两斜面均有压力的作用两斜面均有压力的作用C.C.图丙中图丙中A A受到斜面受到斜面B B对它的支持力的作用对它的支持力的作用D.D.图丁中图丁中A A受到斜面受到斜面B B对它的支持力的作用对它的支持力的作用【解析解析】选选B B、C C。题图甲中对。题图甲中对B B进行受力分析进行受力分析,B,B球受重球受重力和地面的弹力的作用力和地面的弹力的作用, ,二力平衡二力平衡,B,B球静止。不可能再球静止。不可能再受到受到A A对对B B的弹力作用的弹力作用; ;图乙中采用假设法图乙中采用假设法, ,若去掉左侧若去掉左侧的斜面的斜面,A,A将运动将运动, ,若去掉右侧的斜面若去掉右侧的斜面
17、,A,A也将运动也将运动, ,所以所以两斜面对球两斜面对球A A均有压力的作用均有压力的作用, ,即即A A对两斜面均有压力的对两斜面均有压力的作用作用; ;图丙中假设斜面图丙中假设斜面B B不存在不存在, ,则小球则小球A A无法在原位置无法在原位置保持静止保持静止, ,故丙图中小球受到斜面的弹力故丙图中小球受到斜面的弹力; ;图丁中假设图丁中假设斜面斜面B B对小球对小球A A有弹力作用有弹力作用, ,则小球则小球A A不能保持静止不能保持静止, ,所以所以丁图中小球不受斜面弹力的作用。丁图中小球不受斜面弹力的作用。【补偿训练补偿训练】1.1.下列关于弹力产生条件的说法正确的是下列关于弹力
18、产生条件的说法正确的是( () )A.A.只要两个物体接触就一定有弹力产生只要两个物体接触就一定有弹力产生B.B.只要两个物体相互吸引就一定有弹力产生只要两个物体相互吸引就一定有弹力产生C.C.只要物体发生形变就一定受到弹力作用只要物体发生形变就一定受到弹力作用D.D.只有发生弹性形变的物体才会产生弹力只有发生弹性形变的物体才会产生弹力【解析解析】选选D D。弹力产生的条件。弹力产生的条件: :接触并产生弹性形变接触并产生弹性形变, ,二者缺一不可。二者缺一不可。A A、C C中都只有弹力产生的一个条件中都只有弹力产生的一个条件, ,故故A A、C C都不一定能产生弹力。都不一定能产生弹力。B
19、 B中只说中只说“相互吸引相互吸引”, ,只只能证明有力存在能证明有力存在, ,不一定能产生弹力。不一定能产生弹力。D D项同时具备两项同时具备两个条件个条件, ,故选故选D D。2.2.一个鸡蛋放在一块海绵上一个鸡蛋放在一块海绵上, ,处于静止状态处于静止状态, ,下列说法下列说法正确的是正确的是( () )A.A.海绵受到鸡蛋的压力就是鸡蛋的重力海绵受到鸡蛋的压力就是鸡蛋的重力B.B.海绵受到鸡蛋的压力是海绵的形变产生的海绵受到鸡蛋的压力是海绵的形变产生的C.C.海绵受到鸡蛋的压力是鸡蛋的形变产生的海绵受到鸡蛋的压力是鸡蛋的形变产生的D.D.海绵对鸡蛋的支持力与鸡蛋对海绵的压力是一对平海绵
20、对鸡蛋的支持力与鸡蛋对海绵的压力是一对平衡力衡力【解析解析】选选C C。海绵受到鸡蛋的压力与鸡蛋的重力的施。海绵受到鸡蛋的压力与鸡蛋的重力的施力物体、受力物体各不相同力物体、受力物体各不相同, ,因此不是同一个力因此不是同一个力,A,A错误。错误。海绵受到鸡蛋的压力是由该力的施力物体鸡蛋的形变海绵受到鸡蛋的压力是由该力的施力物体鸡蛋的形变产生的产生的,B,B错误、错误、C C正确。海绵对鸡蛋的支持力与鸡蛋对正确。海绵对鸡蛋的支持力与鸡蛋对海绵的压力是一对相互作用力海绵的压力是一对相互作用力, ,不是平衡力不是平衡力,D,D错误。错误。二弹力方向的判断二弹力方向的判断【典例典例】请在图中画出杆或
21、球所受的弹力。请在图中画出杆或球所受的弹力。导学号导学号2897406128974061【正确解答正确解答】甲图中杆在重力作用下对甲图中杆在重力作用下对A A、B B两处都产两处都产生挤压作用生挤压作用, ,故故A A、B B两处对杆都有弹力两处对杆都有弹力, ,弹力方向与接弹力方向与接触点的平面垂直。触点的平面垂直。乙图中杆对乙图中杆对C C、D D两处都有挤压作用两处都有挤压作用, ,因因C C处为曲面处为曲面,D,D处处为支撑点为支撑点, ,所以所以C C处弹力垂直于圆弧切面指向球心处弹力垂直于圆弧切面指向球心,D,D处处弹力垂直于杆斜向上。弹力垂直于杆斜向上。丙图中球挤压墙壁且拉紧绳子
22、丙图中球挤压墙壁且拉紧绳子, ,所以墙对球的弹力与墙所以墙对球的弹力与墙面垂直面垂直; ;绳子对球的弹力沿绳子向上。绳子对球的弹力沿绳子向上。丁图中当重心不在球心处时丁图中当重心不在球心处时, ,弹力作用线也必通过球心。弹力作用线也必通过球心。答案答案: :【核心归纳核心归纳】弹力方向的判定弹力方向的判定类型类型方向方向图示图示接触接触方式方式面与面面与面垂直于公共接触面垂直于公共接触面指向被支持物体指向被支持物体 点与面点与面 过点垂直于面过点垂直于面 类型类型方向方向图示图示接触接触方式方式点与点点与点垂直于切面垂直于切面 轻绳轻绳沿绳并指向绳沿绳并指向绳收缩的方向收缩的方向 类型类型方向
23、方向图示图示轻杆轻杆可沿杆可沿杆 可不沿杆可不沿杆 类型类型方向方向图示图示轻弹簧轻弹簧沿弹簧形变的反方向沿弹簧形变的反方向 【特别提醒特别提醒】弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反, ,跟该跟该物体的形变方向相反。物体的形变方向相反。【过关训练过关训练】1.1.体育课上一学生在水平篮球场上体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球拍篮球, ,如图所示如图所示, ,试分析篮球与地试分析篮球与地面作用时面作用时, ,地面给篮球的弹力方地面给篮球的弹力方向为向为 ( () )A.A.斜向左上斜向左上B.B.斜向右上斜向右上C.C.竖直向上竖直向上D.D.竖直
24、向下竖直向下【解析解析】选选C C。篮球与水平地面接触时。篮球与水平地面接触时, ,发生形变发生形变, ,产生产生弹力。如果认为球的一点与地面接触弹力。如果认为球的一点与地面接触, ,则属于点与面接则属于点与面接触问题触问题, ,弹力应垂直于地面弹力应垂直于地面, ,方向竖直向上。故方向竖直向上。故C C正确。正确。2.(20182.(2018西安高一检测西安高一检测) )在图中画出物体在图中画出物体P P受到的各接受到的各接触点或面对它的弹力的示意图触点或面对它的弹力的示意图, ,其中图甲、乙中物体其中图甲、乙中物体P P处于静止状态处于静止状态, ,图丙中物体图丙中物体P(P(即球即球)
25、)在水平面上匀速滚在水平面上匀速滚动。动。【解析解析】甲中属于绳的拉力甲中属于绳的拉力, ,应沿绳指向绳收缩的方向应沿绳指向绳收缩的方向, ,因此弹力方向沿绳向上因此弹力方向沿绳向上, ,如图甲所示如图甲所示; ;乙中乙中A A、B B两点都两点都是球面与平面相接触的点是球面与平面相接触的点, ,弹力应垂直于平面弹力应垂直于平面, ,且必过且必过球心球心, ,所以所以A A处弹力方向水平向右处弹力方向水平向右,B,B处弹力垂直于斜面处弹力垂直于斜面向左上方向左上方, ,且都过球心且都过球心, ,如图乙所示如图乙所示; ;丙中小球丙中小球P P不管运不管运动与否动与否, ,都属于平面与球面相接触
26、都属于平面与球面相接触, ,弹力应垂直于平面弹力应垂直于平面, ,且过球心且过球心, ,即向上即向上, ,如图丙所示。如图丙所示。答案答案: :见解析图见解析图【补偿训练补偿训练】1.1.下列关于弹力的叙述中错误的是下列关于弹力的叙述中错误的是 ( () )A.A.压力、拉力、支持力都是弹力压力、拉力、支持力都是弹力B.B.压力和支持力的方向总是垂直于接触面压力和支持力的方向总是垂直于接触面C.C.轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在沿绳、杆的轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在沿绳、杆的直线上直线上D.D.轻杆不同于轻绳轻杆不同于轻绳, ,弹力的方向可以不沿杆的方向弹力的方向可以不沿杆的方向【解
27、析解析】选选C C。弹力包括压力、拉力、支持力。弹力包括压力、拉力、支持力, ,其中绳其中绳的拉力总沿绳收缩的方向的拉力总沿绳收缩的方向, ,压力、支持力的方向总与接压力、支持力的方向总与接触面垂直触面垂直, ,故故A A、B B正确正确; ;杆不同于绳杆不同于绳, ,杆可以发生拉伸形杆可以发生拉伸形变、压缩形变和弯曲形变变、压缩形变和弯曲形变, ,所以杆的弹力方向不一定沿所以杆的弹力方向不一定沿杆的方向杆的方向, ,要具体问题具体分析要具体问题具体分析,C,C错误、错误、D D正确。正确。2.2.一只松鼠站在倾斜的树枝上一只松鼠站在倾斜的树枝上, ,则树枝对松鼠的弹力的则树枝对松鼠的弹力的方
28、向为方向为( () )A.A.竖直向上竖直向上B.B.竖直向下竖直向下C.C.垂直树干斜向上垂直树干斜向上D.D.沿树干方向沿树干方向【解析解析】选选C C。支持力的方向总是垂直于接触面指向被。支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体支持的物体, ,故选项故选项C C正确。正确。三弹力大小的计算三弹力大小的计算考查角度考查角度1 1 胡克定律的理解胡克定律的理解【典例典例1 1】(2018(2018德州高一检测德州高一检测) )由实验测得某弹簧所由实验测得某弹簧所受弹力受弹力F F和弹簧的长度和弹簧的长度l l的关系图象如图所示的关系图象如图所示, ,求求: :导学号导学号28974062
29、28974062(1)(1)该弹簧的原长为多少该弹簧的原长为多少? ?(2)(2)该弹簧的劲度系数为多少该弹簧的劲度系数为多少? ?【正确解答正确解答】(1)(1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长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由题图可知该弹簧的原长为L L0 0=15 cm=15 cm。(2)(2)解法一解法一: :据据F=F=kxkx得劲度系数得劲度系数:k= :k= 由图线可知由图线可知, ,该弹簧伸长该弹簧伸长L=25 cm-15 cm=10 cmL=25 cm-15 cm=10 cm时时, ,弹力弹力F=50 NF=50 N。所以所以k= =500 N/mk
30、= =500 N/m。解法二解法二: :根据胡克定律得根据胡克定律得F=k(L-LF=k(L-L0 0),),代入图象中的两点代入图象中的两点(0.25,50)(0.25,50)和和(0.05,-50)(0.05,-50)。可得可得50=k(0.25-L50=k(0.25-L0 0) )-50=k(0.05-L-50=k(0.05-L0 0) )解得解得L L0 0=0.15 m=15 =0.15 m=15 cm,kcm,k=500 N/m=500 N/m。答案答案: :(1)15 cm(1)15 cm(2)500 N/m(2)500 N/m【核心归纳核心归纳】应用胡克定律的四个关键应用胡克定
31、律的四个关键(1)(1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内。弹簧发生形变时必须在弹性限度内。(2)x(2)x是弹簧的形变量是弹簧的形变量, ,不是弹簧的原长不是弹簧的原长, ,也不是弹簧形也不是弹簧形变后的长度。变后的长度。(3)(3)其其F-xF-x图象为一条经过原点的倾图象为一条经过原点的倾斜直线斜直线, ,图象斜率表示弹簧的劲度图象斜率表示弹簧的劲度系数。同一根弹簧系数。同一根弹簧, ,劲度系数不变。劲度系数不变。(4)(4)一个有用的推论一个有用的推论:F=:F=kxkx。推导。推导:F:F1 1=kx=kx1 1,F,F2 2=kx=kx2 2, ,故故F=FF=F2 2-F-F1 1=
32、kx=kx2 2-kx-kx1 1= =kxkx。因此。因此, ,弹簧弹力的变化量弹簧弹力的变化量FF与形变量的变化量与形变量的变化量xx也成正比关系。也成正比关系。【特别提醒特别提醒】(1)(1)找截距找截距图象在横轴的截距表示弹簧的原长。图象在横轴的截距表示弹簧的原长。(2)(2)求斜率求斜率图象的斜率大小表示弹簧的劲度系数。图象的斜率大小表示弹簧的劲度系数。(3)(3)列方程列方程恰当选取图象上的点列方程或方程组恰当选取图象上的点列方程或方程组, ,同时注意坐标轴对应物理量的单位。同时注意坐标轴对应物理量的单位。 考查角度考查角度2 2 弹力大小的求解弹力大小的求解【典例典例2 2】一根
33、轻质弹簧一端固定，一根轻质弹簧一端固定，用大小为用大小为50 N50 N的力的力压弹簧的另一端，平衡时长度为压弹簧的另一端，平衡时长度为L1L120 cm20 cm；改用大改用大小为小为25 N25 N的力拉弹簧，平衡时长度为的力拉弹簧，平衡时长度为L2L235 cm35 cm；若；若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，求弹簧的原长和弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，求弹簧的原长和劲度系数。劲度系数。 导学号导学号2897406328974063【审题关键审题关键】序号序号信息提取信息提取弹簧压缩量为弹簧压缩量为(L(L0 0-20 cm)-20 cm)时时, ,弹力弹力F=50 NF=50 N弹簧
34、伸长量为弹簧伸长量为(35 cm-L(35 cm-L0 0) )时时, ,弹力弹力F=25 NF=25 N【正确解答正确解答】设弹簧原长为设弹簧原长为L L0 0, ,劲度系数为劲度系数为k k。由胡克。由胡克定律得定律得:F:F1 1=k(L=k(L0 0-L-L1 1) )F F2 2=k(L=k(L2 2-L-L0 0) )联立联立、两式得两式得:L:L0 0=0.3 m=30 =0.3 m=30 cm,kcm,k=500 N/m=500 N/m答案答案: :30 cm30 cm500 N/m500 N/m【规范警示规范警示】(1)(1)公式公式F=F=kxkx中中x x指的是形变量指的
35、是形变量, ,即伸长量或压缩量。即伸长量或压缩量。(2)(2)公式公式F=F=kxkx的适用条件是形变在弹性限度内。的适用条件是形变在弹性限度内。【核心归纳核心归纳】计算弹力大小的两种方法计算弹力大小的两种方法(1)(1)公式法公式法: :利用公式利用公式F=F=kxkx计算计算, ,适用于弹簧、橡皮筋等适用于弹簧、橡皮筋等物体的弹力的计算。物体的弹力的计算。(2)(2)二力平衡法二力平衡法: :若物体处于静止状态若物体处于静止状态, ,物体所受弹力与物体所受弹力与物体所受的其他力应为平衡力物体所受的其他力应为平衡力, ,可根据其他力的大小确可根据其他力的大小确定弹力的大小。定弹力的大小。【易
36、错提醒易错提醒】(1)(1)胡克定律只能计算弹簧的弹力大小胡克定律只能计算弹簧的弹力大小, ,而弹簧的弹力而弹簧的弹力方向方向, ,要根据是被拉伸要根据是被拉伸, ,还是被压缩来确定还是被压缩来确定, ,其方向总是其方向总是与弹簧恢复原状的方向相同。与弹簧恢复原状的方向相同。(2)(2)平衡法可以用于计算处于静止或匀速运动状态的物平衡法可以用于计算处于静止或匀速运动状态的物体所受弹力的大小体所受弹力的大小, ,对于做加速或减速运动的物体对于做加速或减速运动的物体, ,此此方法不适用。方法不适用。【过关训练过关训练】1.(1.(拓展延伸拓展延伸) )若将若将【典例典例2 2】中弹簧下端竖直悬挂重
37、为中弹簧下端竖直悬挂重为50 N50 N的重物而静止时的重物而静止时, ,弹簧的长度是多少弹簧的长度是多少? ?【解析解析】根据平衡弹簧弹力根据平衡弹簧弹力F=G=50 N,F=G=50 N,设此时弹簧长度设此时弹簧长度为为L,L,则伸长量为则伸长量为(L-L(L-L0 0),),由胡克定律由胡克定律F=k(L-LF=k(L-L0 0),),解得解得L=40 cmL=40 cm。答案答案: :40 cm40 cm2.(2.(多选多选) )如图所示是锻炼身体用的拉如图所示是锻炼身体用的拉力器力器, ,并列装有四根相同的弹簧并列装有四根相同的弹簧, ,每根每根弹簧的自然长度都是弹簧的自然长度都是4
38、0 cm,40 cm,某人用某人用600 N600 N的力把它们拉的力把它们拉长至长至1.6 m,1.6 m,则则( () )A.A.人的每只手受到拉力器的拉力为人的每只手受到拉力器的拉力为300 N300 NB.B.每根弹簧产生的弹力为每根弹簧产生的弹力为150 N150 NC.C.每根弹簧的劲度系数为每根弹簧的劲度系数为125 N/m125 N/mD.D.每根弹簧的劲度系数为每根弹簧的劲度系数为500 N/m500 N/m【解析解析】选选B B、C C。每只手的拉力均为。每只手的拉力均为600 N,600 N,故选项故选项A A错错误误; ;每根弹簧的弹力为每根弹簧的弹力为F= =150
39、N,F= =150 N,故选项故选项B B正确正确; ;每根弹簧的劲度系数每根弹簧的劲度系数k= N/m=125 N/m,k= N/m=125 N/m,故选故选项项C C正确正确,D,D错误。错误。【补偿训练补偿训练】如图所示如图所示, ,一根弹簧其自由端不悬一根弹簧其自由端不悬挂重物时挂重物时, ,指针正对刻度指针正对刻度5,5,在弹性在弹性限度内限度内, ,当挂上当挂上1 1个个80 N80 N的重物时的重物时, ,指针正对刻度指针正对刻度45,45,若若指针正对刻度指针正对刻度35,35,应挂重物是应挂重物是 ( () )A.40 NA.40 NB.50 NB.50 NC.60 NC.6
40、0 ND.70 ND.70 N【解析解析】选选C C。由胡克定律。由胡克定律F=kxF=kx得得:G:G1 1=k(45-5), =k(45-5), G G2 2=k(35-5),=k(35-5),解以上两式得解以上两式得G G2 2=60 N,C=60 N,C正确。正确。【拓展例题拓展例题】考查内容考查内容: :多弹簧问题多弹簧问题【典例典例】一个长度为一个长度为L L的轻弹簧的轻弹簧, ,将其将其上端固定上端固定, ,下端挂一个质量为下端挂一个质量为m m的小球的小球时时, ,弹簧的总长度变为弹簧的总长度变为2L2L。现将两个。现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接这样的弹簧按如图所示方式连
41、接,A,A、B B两小球的质量均两小球的质量均为为m,m,则两小球平衡时则两小球平衡时,B,B小球距悬点小球距悬点O O的距离为的距离为( (不考虑不考虑小球的大小小球的大小, ,且弹簧都在弹性限度内且弹簧都在弹性限度内) )( () )A.3LA.3L B.4LB.4LC.5LC.5LD.6LD.6L【正确解答正确解答】选选C C。一根弹簧。一根弹簧, ,挂一个质量为挂一个质量为m m的小球时的小球时, ,弹簧的总长度变为弹簧的总长度变为2L,2L,即伸长即伸长L,L,劲度系数劲度系数k= k= 。若两。若两个小球如题图所示悬挂个小球如题图所示悬挂, ,则下面的弹簧也伸长则下面的弹簧也伸长L,L,上面的上面的弹簧受力弹簧受力2mg,2mg,伸长伸长2L,2L,则弹簧的总长为则弹簧的总长为L+L+L+2L=5L,L+L+L+2L=5L,故故选项选项C C正确。正确。
