高中物理 3-2《彈力》課件 滬科版必修1

1、3.2　彈　力,1．接觸力、彈性形變和彈力 (1)物體在力的作用下 或 發(fā)生改變，叫做形變．一切物體都能發(fā)生形變．有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫做 . (2)彈力的定義：發(fā)生 的物體由于要 ，對與它 的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力．

2、 (3)彈力產(chǎn)生的條件：①物體間要 ；②物體間要相互擠壓而發(fā)生 .,形狀,體積,彈性形變,彈性形變,恢復(fù)原狀,接觸,接觸,彈性性變,2．彈力的方向壓力和支持力的方向都 ，繩的拉力的方向 的方向．3．胡克定律(1)彈力的大小跟形變的

3、 有關(guān)，形變越 ，彈力也越大，形變 ，彈力隨之消失．(2)胡克定律：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力跟 成正比，即 ，式中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位是 ，符號用 表示．(3)胡克定律表達式的適用條件： .,垂直于接觸面,沿繩要收縮,大小,為零,形變量,F＝kx,牛每米,N/

4、m,彈性限度內(nèi),大,一、彈性形變● 重點解讀(1)定義：物體的形狀或體積的改變叫形變．(2)形變的種類：形變有拉伸形變(或壓縮形變)、彎曲形變、扭轉(zhuǎn)形變等．本節(jié)主要討論拉伸(或壓縮)形變．(3)彈性形變：物體在外力作用下發(fā)生形變，如果撤去外力后，形變能完全恢復(fù)，這種形變叫彈性形變．(4)彈性限度：如果外力使物體的形變過大，超過一定限度，在撤去外力后，形變不能完全恢復(fù)，這個限度就叫彈性限度．,● 疑點辨析形變與彈性形變形變

5、有彈性形變和非彈性形變之分．(1)彈性形變：物體在形變后能夠恢復(fù)原狀，如彈簧、橡皮筋等，這樣的形變叫彈性形變．(2)非彈性形變：物體在形變后不能恢復(fù)原狀，如普通的泥巴．,● 難點突破怎樣觀測微小形變？,物體受到外力作用都將發(fā)生形變，但是有好多形變是很不明顯的，需要借助于儀器或其他輔助物才能觀測，課本上介紹了兩種．最簡單的方法是把一圓玻璃瓶裝滿水，瓶口用中間插有細管(透明)的瓶塞塞住，如右圖所示，用手擠壓玻璃瓶，細管中的水就會

6、上升，松開手，水面又降回原處．想一想：如果換成扁玻璃瓶，按壓“凸”面、“扁”面效果一樣嗎？,二、彈力產(chǎn)生的條件● 要點梳理發(fā)生彈性形變的物體由于恢復(fù)原狀而對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力．可見，要產(chǎn)生彈力需同時滿足兩個條件：①物體間直接接觸，②接觸處發(fā)生彈性形變．相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件，但相互接觸的物體間不一定存在彈力，只有兩物體接觸處產(chǎn)生彈性形變時，兩物體間才有彈力產(chǎn)生．當形變不明顯難以直接判斷時，可用“假設(shè)

7、法”判定，所謂“假設(shè)法”就是假設(shè)與研究對象接觸的物體施加了彈力，畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力圖，判斷受力情況與現(xiàn)實狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，假設(shè)不成立，則無彈力．,三、彈力的方向● 重點解讀,(1)書與桌面間的彈力 如右圖所示，一本書放在桌面上，書對桌面產(chǎn)向下的壓力(彈力)，桌面對書產(chǎn)生向上的支持力(彈力)．因為兩者都發(fā)生了形變，桌面向下“凹”了，書向上“凹”了． 彈力的方向與接觸面垂直．,(2)繩與物的彈力,如右圖所示，一個同

8、學(xué)用繩子拉水平面上的小車，繩子、小車都發(fā)生形變，兩者都產(chǎn)生了彈力．這種情況，彈力的方向與繩在一條直線上． 繩的拉力沿著繩而指向繩收縮的方向．繩的拉力作用在車上，繩的拉力就是車受到的力．,如右圖所示，繩吊起電燈，由于燈的重力作用，使繩發(fā)生微小形變，對與它接觸的電燈產(chǎn)生彈力F1，即繩對燈有向上的拉力，方向沿繩向上．由于燈把的微小形變，對與它接觸的吊繩產(chǎn)生了彈力F2，即燈對繩的拉力，方向沿繩向下．,● 難點突破 關(guān)于彈力方向的

9、判定 (1)物體所受彈力的方向總是指向該物體發(fā)生形變的方向，彈力的作用線總是通過兩物體的接觸點并沿其接觸點共切面的垂直方向．大致有以下幾種情形：,(2)彈簧兩端的彈力與其中心軸重合，指向彈簧恢復(fù)原狀的方向．(3)繩子只能受拉力而發(fā)生形變，即繩子只能承受拉力，則繩子拉物體的彈力的方向總是沿著繩子指向其收縮的方向．(4)輕桿的彈力不一定沿桿的方向，中學(xué)階段有兩種輕桿模型．,四、胡克定律● 難點突破彈簧彈力與彈簧伸長量(或壓縮量)

10、的關(guān)系(1)胡克定律：實驗表明，彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小跟彈簧伸長(或縮短的長度x成正比，即F＝kx)k稱為彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛頓每米，符號是N/m.比較而言，k越大，彈簧越“硬”；k越小，彈簧越“軟”．(2)彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用F－x圖象表示，如下圖所示．,對彈力的理解及其有無的判斷,如右圖所示，物體A靜置于水平桌面上，下列關(guān)于物體所受作用力的說法中正確的是(　　)A．桌面受到的壓力就是物體的重力B．桌面受

11、到的壓力是由它本身發(fā)生了微小的形變而產(chǎn)生的C．桌面由于發(fā)生了微小形變而對物體產(chǎn)生了垂直于桌面的支持力D．物體由于發(fā)生了微小形變而對桌子產(chǎn)生了垂直于桌面的壓力【解析】　在此，壓力大小和方向都與重力相同，但不能說壓力就是重力，它們的施力物體和受力物體都不同，性質(zhì)也不同．桌面受到的壓力是由物體下表面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的．故C、D正確．【答案】　CD,1-1,(2010年濟南省級示范高中聯(lián)考)如右圖所示，小車內(nèi)有 一固定光滑斜面，

12、一個小球通過細繩與車頂相連，小車在水平面上做直線運動，細繩始終保持豎直．關(guān)于小球的受力情況，下列說法正確的是(　　)A．若小車靜止，繩對小球的拉力可能為零B．若小車靜止，斜面對小球的支持力一定為零C．若小車向右運動，小球一定受兩個力的作用D．若小車向右運動，小球一定受三個力的作用,【解析】　若小車靜止，則小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力和繩子的拉力，且重力和拉力都沿豎直方向；如果受斜面的支持力，則沒法達到平衡，

13、因此在小車靜止時，斜面對小球的支持力一定為零，繩子的拉力大小等于小球的重力，故A項錯誤，B項正確；若小車向右勻速運動時，小球受重力和繩子拉力作用；若小車向右做減速運動，則一定受斜面的支持力，可能受繩子的拉力，也可能不受繩子的拉力，故C、D項都不對．【答案】　B,胡克定律的應(yīng)用,如右圖所示，一勁度系數(shù)為k的彈簧，下端懸掛一重物，重物質(zhì)量,為m，平衡時物體在a位置．現(xiàn)用力將物體由a向下拉長x至b位置，則此時彈簧的彈力為(　　)A．kx

14、B．mg＋kxC．mg－kxD．以上說法都不正確,【解析】　公式法：本題中給出的x并非在原長基礎(chǔ)上的形變量，因此，彈力F≠kx.開始時，物體在位置a靜止，此時彈力與重力相等，即F1＝mg，由F＝kx知，彈簧伸長量x1＝ .又因為拉力使彈簧又伸長了x，則彈簧總的形變量為x1＋x＝ ＋x .故彈簧彈力為k ＝mg＋kx.巧解法：根據(jù)推論式F＝kx，得ΔF＝kΔx.物體在

15、外力作用下又伸長x時，拉力的大小為F＝kx.考慮到彈簧原來的彈力為mg，故后來彈簧彈力為mg＋kx.【答案】　B【誤區(qū)警示】　運用胡克定律時，一定要注意公式F＝kx中x為彈簧的形變量，而非總長度．且彈簧受到的力是拉力和壓力時，表達式是不同的．,如右圖所示，A、B兩個物體的重力分別為GA=3 N，GB=4 N，彈簧的重力不計，整個裝置沿豎直方向處于靜止狀態(tài)，這時彈簧的彈力F=2 N，則天花板受到的拉力和地板受到的壓力，有可能是(　

16、　)A．1 N和6 N　　　　　B．5 N和6 NC．1 N和2 N D．5 N和2 N【解析】　彈簧的彈力為2 N，有兩種可能的情形，拉伸或壓縮狀態(tài)．(1)拉伸狀態(tài)，由A、B受力平衡可知，D正確．(2)壓縮狀態(tài)，同理可知，A正確．【答案】　AD,2—1,,關(guān)于彈力，下列說法中正確的是(　　)A．形變微小時，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

17、水平桌面上的書對桌面的壓力就是物體所受的重力D．通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是彈力【指點迷津】　當物體發(fā)生彈性形變時(即在彈性限度內(nèi))形變量越大，彈力越大，否則形變量越大，彈力不一定大，故選項B錯誤．彈力的大小是相對而言的，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，故選項A錯誤．,通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是由于彈性形變而產(chǎn)生的，因此都

18、是彈力，故選項D正確．書對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)生形變而對桌面產(chǎn)生的力，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，故這兩個力不是同一個力，即選項C錯誤．接觸面處形變微小，不能因此說產(chǎn)生的彈力就很?。瑯樱覀冇^察不到接觸面處的形變時，不能因此而否認形變的存在，因為有些形變必須借助儀器或其他顯

19、示方法才能觀察到．【答案】　D,,三個相同的支座上分別擱著三個質(zhì)量和直徑都相同的光滑圓球a、b、c，支點P、Q在同一水平面上，a的重心位于球心，b、c的重心位于球心的正上方和正下方，如下圖所示，三球皆靜止，試分析三種情況下支點P、Q對球的彈力方向是怎樣的．,【指點迷津】　相互作用的物體屬于點接觸，彈力的方向與過接觸點的切面垂直，且指向球心，與重心位置無關(guān)，故三種情況下彈力方向是一致的．P、Q兩點彈力方向的判定不要受重心位置

20、不同的影響，應(yīng)由基本方法制定．【答案】　如下圖所示，三種情況下彈力方向都過球心．,,利用“替換法”和“假設(shè)法”判定彈力的有無 對于形變明顯的情況，由形變情況直接判斷，對于形變不明顯的情況通常用“假設(shè)法”和“替換法”，有時要根據(jù)物體的運動狀態(tài)直接判定.,1．關(guān)于彈性形變的概念，下列理解正確的是(　　)A．物體形狀的改變B．鐵絲用力彎折后的形變C．在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原狀的形變D．物體在外力作用下的形變【解析】　彈性

21、形變是指在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原狀的形變，不是任何形變都一定能恢復(fù)原狀的，如B中的鐵絲．【答案】　C,2．關(guān)于彈力，下列說法正確的是(　　)A．放在水平桌面上的書受到的支持力是由于書發(fā)生了形變而產(chǎn)生的B．懸繩下端懸著的物體受到的繩的拉力是由于繩發(fā)生了形變而產(chǎn)生的C．水平面上并排放著的兩個物體間無彈力作用D．彈力是根據(jù)性質(zhì)命名的力【答案】　BD,3．如右圖所示，用兩把相同的彈簧測力計A、B掛在一起，下端又掛上質(zhì)量為m

22、的物體C.已知每把彈簧測力計都是用質(zhì)量為m0的外殼和輕質(zhì)彈簧組成，g為當?shù)刂亓铀俣龋畡t彈簧測力計A、B的示數(shù)分別是(　　)A．(m＋m0)g，mgB．(m＋2m0)g，mgC．(m＋m0)g，(m＋m0)gD．(m＋2m0)g，(m＋m0)g【解析】彈簧測力計的外殼與提環(huán)是固定在一起的，如題圖所示的情形，則A彈簧的彈力為(m＋2m0)g，而B彈簧的彈力為mg.【答案】　B,5. 如右圖所示，一根輕彈簧，其自由端B在未

23、懸掛重物時，正對刻度尺的零刻線，掛上100 N重物時正對的刻線為20.試問(1)當彈簧分別掛50 N和150 N重物時，自由端所對刻度尺的讀數(shù)應(yīng)是多少？(2)若自由端所對刻線是18，這時彈簧下端懸掛了多重的重物？,如右圖所示，彈簧的勁度系數(shù)為k，小球重為G，平衡時球 在A位置，今用力 F將小球向下拉長x至B位置，則此時彈 簧的彈力為(　　)A．kx B．kx＋GC．G

24、－kx D．以上都不對【解析】　此題很容易誤解而選A項，但選項A是錯的；其原因是x不是彈簧變化后的長度與未發(fā)生形變時彈簧長度的差值(即不是彈簧的總形變量)，球在A位置時彈簧已經(jīng)伸長了(令它為Δx)，這樣Fb＝k(Δx＋x)＝kx＋kΔx.因為球在A位置平衡，有G＝kΔx，所以Fb＝kx＋G.故選項B是正確的．【答案】　B,【解析】　(1)設(shè)掛50 N和150 N重物時，自由端所對刻度尺的值分別是x1、x