高中物理 第三章相互作用2彈力學(xué)案課件 新人教版必修1

1、2．彈　力,我國(guó)古代有“后羿射日”的民間傳說(shuō)，漢代有“但使龍城飛將在，不叫胡馬度陰山”的飛將李廣，三國(guó)時(shí)有“轅門射戟”的呂布，“百步穿楊”的黃忠，唐朝有“將軍三箭定天山，壯士長(zhǎng)歌入漢關(guān)”的薛仁貴，隋朝有“一箭雙雕”的長(zhǎng)孫晟，元代有“只識(shí)彎弓射大雕”的鐵木真……,這些英雄人物，創(chuàng)千秋功業(yè)，留萬(wàn)世英名，靠的就是強(qiáng)弓勁箭．一張彎弓何以產(chǎn)生如此威力？,1．被拉長(zhǎng)或被 的彈簧對(duì)跟它接觸的 的作用，可以使小車運(yùn)動(dòng)起來(lái)．被

2、 的細(xì)木棍或細(xì)竹竿對(duì)跟它接觸的的作用，可以把圓木推開(kāi)，像這樣物體的 或的改變叫做．,壓縮,小車產(chǎn)生力,壓彎,圓木產(chǎn)生力,形狀,體積,形變,2．發(fā)生形變的物體，由于要原狀，對(duì)跟它接觸的物體會(huì)的作用，這種力叫．3．如圖，靜止地放在傾斜木板上的書，由于重力的作用也壓迫木板，它們都發(fā)生，致使書對(duì) 有垂直于木板 的壓力，木板有垂直于書面的支持力,恢復(fù),產(chǎn)生力,彈力,微小形變

3、,木板,斜向下方,F1,對(duì)書,斜向上方,F2.,4．彈力的大小跟 的大小有關(guān)， 越大彈力越大．彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧的 (或 )的長(zhǎng)度x成．這個(gè)規(guī)律是科學(xué)家 發(fā)現(xiàn)的叫做定律．5．公式F＝中，k稱為彈簧的，單位是符號(hào)用表示．,形變,形變,伸長(zhǎng),縮短,正比,美國(guó),胡克,kx,勁度系數(shù),牛頓每米,N/m,胡克,(1)形變①形變：物體在力的作用下發(fā)生的形

4、狀或體積的改變叫形變．形變是力的作用效果之一．②彈性形變：在力的作用下發(fā)生形變的物體，在撤去外力后能夠恢復(fù)到原狀的形變．有的物體在發(fā)生形變后，不能恢復(fù)原狀．如一塊泥巴，用手一捏，泥巴不會(huì)恢復(fù)原狀，這樣的形變叫塑性形變，中學(xué)階段只研究彈性形變．,③彈性限度：若物體形變過(guò)大，超過(guò)一定限度，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀．這個(gè)限度叫彈性限度．(2)彈力①?gòu)椓Φ母拍睿喊l(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作

5、用，這種力叫做彈力．②彈力產(chǎn)生的條件：a.物體間直接接觸　b．接觸處發(fā)生形變(一般是指彈性形變)③彈力的方向：總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力的方向相反．,關(guān)于彈力，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．形變微小時(shí)，彈力很小B．形變量越大，彈力就越大，彈力大小總是與形變量成正比的C．放在水平桌面上的書對(duì)桌面的壓力就是物體所受的重力D．通常所說(shuō)的壓力、支持力和繩的拉力都是彈力答案：D,解析：彈力的大小與形變量有關(guān)，形變量越大，

6、彈力就越大，但彈力與形變量的定量關(guān)系一般都很復(fù)雜，不一定是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，故B錯(cuò)．彈力的大小是相對(duì)而言的，有的物體容易發(fā)生形變，雖形變量大，但產(chǎn)生的彈力可能小，而有的物體不容易發(fā)生形變，雖形變量微小，但產(chǎn)生的彈力可能很大，故A錯(cuò)．通常所說(shuō)的壓力、支持力和繩的拉力都是由彈性形變而產(chǎn)生的，因此都是彈力，故D對(duì)．書對(duì)桌面的壓力在大小和方向上都與重力相同，但它們不是同一性質(zhì)的力，壓力是彈力．而且，它們的產(chǎn)生也不相同，壓力是書發(fā)生形變而對(duì)桌面產(chǎn)生

7、的力，它發(fā)生,在書與桌面之間；而重力是由于地球?qū)ξ矬w吸引而使物體所受的力，它發(fā)生在書與地球之間，故這兩個(gè)力不是同一個(gè)力，即C錯(cuò).,(1)彈力是接觸力，不同的物體接觸，彈力方向的判斷方法不同.,特別提醒：判斷彈力方向的方法是：先明確兩物體之間相互作用的類型，再根據(jù)各種類型的特點(diǎn)來(lái)判斷彈力的方向．,(09年威海高中畢業(yè)統(tǒng)考)現(xiàn)在城市里的滑板運(yùn)動(dòng)非常流行，在水平地面上一名滑板運(yùn)動(dòng)員雙腳在滑板上以一定速度向前滑行，在橫桿前起跳并越過(guò)桿，從而使

8、人與滑板分別從桿的上下通過(guò)，如圖所示．假設(shè)人和滑板運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的各種阻力忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)員能順利完成該動(dòng)作，最終仍落在滑板原來(lái)的位置上．要使這個(gè)表演成功，運(yùn)動(dòng)員除了跳起的高度足夠外，在起跳時(shí)滑板對(duì)雙腳彈力的方向應(yīng)該(　　),A．豎直向下　　　　　B．豎直向上C．向下適當(dāng)偏后 D．向上適當(dāng)偏前答案：B,(1)彈力的大小與彈性形變的大小有關(guān)，彈性形變?cè)酱螅瑥椓υ酱?，形變消失，彈力消失?2)胡克定律：實(shí)驗(yàn)表明，彈簧

9、發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比，即F＝kxk稱為彈簧的勁度系數(shù)，單位牛頓每米，符號(hào)N/m.比較而言，k越大，彈簧越“硬”；k越小，彈簧越“軟”．,特別提醒：(1)定律的成立是有條件的，這就是彈簧發(fā)生“彈性形變”，且必須在彈性限度內(nèi)．(2)表達(dá)式中的x是彈簧的形變量，是彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度，而不是彈簧的原長(zhǎng)，也不是彈簧形變后的實(shí)際長(zhǎng)度，彈簧伸長(zhǎng)或壓縮相同長(zhǎng)度，彈力大小相等，但方向不同．(3)由

10、于彈簧的形變量x通常以“cm”為單位，而勁度系數(shù)k又往往以“N/m”為單位，因而在應(yīng)用上式時(shí)要注意將各物理量的單位統(tǒng)一到國(guó)際單位制中．,(山東東營(yíng)勝利一中09－10學(xué)年高一上學(xué)期期中)某學(xué)校興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時(shí)候，測(cè)得彈力的大小F和彈簧長(zhǎng)度L關(guān)系如圖，試由圖線確定：彈簧的原長(zhǎng)為_(kāi)_______m.彈簧的勁度系數(shù)________N/m.彈簧伸長(zhǎng)0.1米時(shí)，彈力的大小________N.答案：0.1　200　20,

11、彈力是接觸力，彈力只能存在于物體的相互接觸處，但相互接觸的物體之間，并不一定有彈力的作用．所以，一看是否接觸，二看是否形變，對(duì)于物體間相互作用時(shí)形變很小的情況，可采用假設(shè)法，通過(guò)分析物體的受力，結(jié)合物體所處的狀態(tài)進(jìn)行判斷，即假設(shè)移走支持物體(即假定沒(méi)有彈力)，看被支持物體是否還能保持原來(lái)的狀態(tài)．若能，說(shuō)明它們之間無(wú)彈力；若不能，說(shuō)明他們之間有彈力．,如圖所示，一球體靜止于一水平地面與一側(cè)壁之間，不計(jì)任何摩擦，判斷側(cè)壁對(duì)球體是否有彈力．

12、答案：側(cè)壁不對(duì)球施加彈力,一輛拖拉機(jī)停在水平地面上，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．地面受到了向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；拖拉機(jī)沒(méi)有發(fā)生形變，所以拖拉機(jī)不受彈力B．地面受到了向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；拖拉機(jī)受到了向上的彈力，是因?yàn)橥侠瓩C(jī)也發(fā)生了形變C．拖拉機(jī)受到向上的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變；地面受到向下的彈力，是因?yàn)橥侠瓩C(jī)發(fā)生了形變D．以上說(shuō)法都不正確,解析：分析彈力時(shí)，一定要分清

13、哪個(gè)是施力物體，哪個(gè)是受力物體，一定記清彈力是由于施力物體發(fā)生形變對(duì)受力物體產(chǎn)生的作用．拖拉機(jī)停在水平地面上，拖拉機(jī)受到的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生形變而又要恢復(fù)原狀時(shí)對(duì)阻礙恢復(fù)的物體產(chǎn)生的作用．地面受到的彈力是由于拖拉機(jī)發(fā)生了形變又要恢復(fù)原狀時(shí)對(duì)阻礙恢復(fù)的物體產(chǎn)生的作用，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C點(diǎn)評(píng)：彈力是形變物體對(duì)使其形變的物體的力，彈力是從施力的角度定義的．,如圖所示，小球A系在豎直拉緊的細(xì)繩的下端，球恰好與光滑斜面接

14、觸并處于靜止?fàn)顟B(tài)，則小球受到的力是(　　)A．重力和線的拉力B．重力、線的拉力和斜面對(duì)球的彈力C．重力、斜面對(duì)球的彈力D．以上說(shuō)法都不對(duì)答案：A,解析：方法一：小球一定受到重力，線的拉力和斜面對(duì)球的彈力用假設(shè)法來(lái)判斷．假設(shè)線不存在，則小球?qū)⒀匦泵鏉L下，故線應(yīng)施加拉力；假設(shè)斜面不存在，小球在豎直方向的線的拉力作用下仍然能靜止，故斜面的彈力不存在．方法二：假設(shè)細(xì)繩與斜面對(duì)球均有彈力作用，如圖所示．由圖可知，F(xiàn)2的

15、存在破壞了小球的靜止?fàn)顟B(tài)，與題設(shè)矛盾，故斜面的彈力不存在.,在下圖所示圖中畫出物體P受到的各接觸點(diǎn)或面對(duì)它的彈力的示意圖，其中甲、乙、丙中物體P處于靜止?fàn)顟B(tài)，丁中物體P(即球)在水平面上勻速滾動(dòng)．,解析：甲屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上；乙中A點(diǎn)屬于點(diǎn)與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上，必過(guò)球心O，B點(diǎn)屬于點(diǎn)與桿相接觸，彈力應(yīng)垂直于桿斜向上；丙中A、B兩點(diǎn)都是球面與平面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且必過(guò)

16、球心，所以A處彈力方向水平向右，B處彈力垂直于斜面向左上方，且都過(guò)球心；丁中小球P不管運(yùn)動(dòng)與否，都是屬于平面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且過(guò)球心，即向上．它們所受彈力的示意圖如圖所示．,點(diǎn)評(píng)：判斷彈力方向應(yīng)把握以下三種情況：(1)當(dāng)面(或曲面)接觸，彈力垂直于面．(2)繩上彈力沿繩并指向繩收縮方向．(3)與球面接觸的彈力方向延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線過(guò)球心．,2009年5月，斯諾克世錦賽在謝菲爾德克魯斯堡劇院落下帷幕，近年來(lái)聲名鵲起

17、的中國(guó)選手丁俊暉(如圖)雖止步于16強(qiáng)，但曾打出過(guò)單桿147分好成績(jī)的他，實(shí)力仍得到外媒肯定．某次擊球中，他為控制主球走位，打出了一記“點(diǎn)桿”——目標(biāo)球被撞擊后向前運(yùn)動(dòng)，主球定于原位．如果忽略一切阻力，則要保證“點(diǎn)桿”成功，主球與目標(biāo)球連線的方向與球桌邊框夾角為α，如圖所示．如果v0＝v1，OB垂直于桌邊，則下列關(guān)于桌邊對(duì)小球的作用力方向的判斷中正確的是(　　),A．可能是OA方向　　　B．只能是OB方向C．可能是OC方向

18、 D．只能是OD方向答案：B解析：此題考查彈力的方向判斷，彈力的方向與接觸面(或截面)垂直，與施力物體形變方向相反，則只能是OB方向.,如下圖所示，彈簧的勁度系數(shù)為k，物體的質(zhì)量為m，平衡時(shí)物體在A位置．今用力F將物體向下拉長(zhǎng)x至B位置．則此時(shí)彈簧的彈力大小為(　　)A．kxB．mg＋kxC．mg－kxD．以上說(shuō)法都不正確,解析：此題稍不留神，不仔細(xì)分析題意，都會(huì)選取答案A.要知道x是F力作用下的伸長(zhǎng)量．而彈簧在掛物體達(dá)

19、到平衡時(shí)就已經(jīng)有一個(gè)x0的伸長(zhǎng)量了．因此：掛物平衡時(shí)：由于mg＝kx0F作用時(shí)，彈簧再伸長(zhǎng)x，則總的形變量應(yīng)為x0＋x再由胡克定律得F＝k(x0＋x)＝kx0＋kx＝mg＋kx因此選項(xiàng)B是正確的．答案：B,如圖所示，兩個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，彈簧秤和細(xì)線的重力不計(jì)，甲中彈簧的左端由細(xì)線固定在墻上，右端連接細(xì)線通過(guò)光滑滑輪懸掛重物G，乙中彈簧左、右端均連接細(xì)線通過(guò)光滑滑輪懸掛重物G，以l1、l2表示兩個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量，

20、則有(　　),A．l2>l1 B．l2<l1C．l2＝l1 D．不能確定答案：C,某同學(xué)用如圖所示裝置做探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．他先測(cè)出不掛砝碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上砝碼，并逐個(gè)增加砝碼，測(cè)出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：(重力加速度g＝9.8m/s2),(1)根據(jù)所得數(shù)據(jù)，在答題卡的坐標(biāo)紙上作出彈簧針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與砝碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線．,(2)根據(jù)所測(cè)得的數(shù)

21、據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷，在________N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系滿足胡克定律，這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m.(3)從上述數(shù)據(jù)和圖線中分析，請(qǐng)對(duì)這個(gè)研究課題提出兩個(gè)有價(jià)值建議．建議一：________________________________________________________________________建議二：____________________________________

22、____________________________________,解析：(1)根據(jù)題目中所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，然后用平滑的曲線(或直線)連結(jié)各點(diǎn)，在連結(jié)時(shí)應(yīng)讓盡量多的點(diǎn)落在線上．(偏差比較大的點(diǎn)舍去)不在線上的點(diǎn)盡量平均分配在線的兩側(cè)，如圖．,(3)建議一：實(shí)驗(yàn)中砝碼不能掛太多，控制在彈性限度內(nèi)．建議二：數(shù)據(jù)處理時(shí)，圖象的縱坐標(biāo)用彈簧的伸長(zhǎng)量，這樣能直接看出彈力是否與彈簧伸長(zhǎng)量成正比．,點(diǎn)評(píng)：在物理學(xué)中經(jīng)常用圖象處理物理問(wèn)題，

23、應(yīng)用圖象的好處是：直觀、方便， 根據(jù)已有數(shù)據(jù)選擇坐標(biāo)軸的標(biāo)度是作好圖象的關(guān)鍵．作圖象的方法是：用平滑的曲線(或直線)將坐標(biāo)紙上的各點(diǎn)連接起來(lái)，若是直線，應(yīng)使各點(diǎn)均勻分布于直線兩側(cè)，偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍棄，有時(shí)可以通過(guò)改變物理量的方法，把曲線變?yōu)橹本€，使圖象更直觀．,用一支架、一根彈簧、一把刻度尺和一個(gè)已知質(zhì)量的鉤碼，來(lái)測(cè)定某個(gè)不太重的物體的重量，你如何去做？解析：①將彈簧的一端固定在支架上，另一端自由下垂，測(cè)出彈簧的自然長(zhǎng)度(原長(zhǎng))．