3.2弹力 课件（沪科版高中物理必修1）

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1、3.2 弹力,第3章 力与相互作用,目标定位,1.知道形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变. 2.知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方向. 3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题.,内容索引,知识探究 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,知识探究,(1)如图1所示，取一个圆玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？,一、形变和弹力,答案 手捏玻璃瓶，管中水面上升.说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小了.,答案,问题设计,图1,(2)用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚

2、踩在松软的土地上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？,答案 橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变)，玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变).,答案,(3)用手拉弹簧，弹簧会对手产生一个拉力(如图2所示)，这个拉力是如何产生的？,答案 弹簧受到拉力后发生形变(伸长)，发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力.,答案,图2,1.弹性形变和弹力 (1)弹力：发生 的物体，由于要恢复原状，就会对跟它接触使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫做弹力. (2)弹性形变：作用在物体上的外力撤去后，物体能 的形变. (3)范性形变：外力撤去

3、后，物体 的形变. 2.弹力产生的条件：(1)两物体 ；(2)发生 .,要点提炼,弹性形变,恢复原状,不能恢复原状,相互接触,弹性形变,如图3所示，为一弹簧测力计.弹簧测力计的刻度是否均匀？这说明什么？,二、胡克定律,答案 均匀.说明弹簧测力计的弹力与弹簧的形变量成正比.,答案,问题设计,图3,1.内容：在 内，弹簧弹力的大小F跟_成正比. 2.公式：F . 3.说明 (1)应用条件：弹簧发生形变时必须在 内. (2)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度. (3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关.,要点提炼,弹性限

4、度,弹簧伸长(或缩短)的长度x,kx,弹性限度,(4)Fx图像是一条过原点的倾斜直线(如图4所示)，直线的斜率表示弹簧的 .,图4,(5)弹簧弹力的变化量F与形变量的变化量x也成正比，即Fkx.,劲度系数k,1.一铁块放在海绵上，铁块和海绵都发生了形变，从而在它们之间产生了弹力，如图5所示.海绵对铁块的支持力是如何产生的？方向怎样？铁块对海绵的压力是怎样产生的？方向怎样？,三、弹力的方向,问题设计,图5,答案,答案 (1)海绵对铁块的支持力：海绵发生弹性形变，对与它接触的铁块产生力的作用，方向垂直于接触面向上(如图甲).,甲,乙,(2)铁块对海绵的压力：铁块发生弹性形变，对与它接触的海绵产生力

5、的作用，方向垂直接触面向下(如图乙).,2.如图6所示，用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块.橡皮绳对物块的拉力是怎样产生的？方向怎样？,图6,答案 由于橡皮绳发生形变，对与它接触的物块产生力的作用，方向沿绳指向绳收缩的方向(沿绳斜向右上).,答案,1.压力、支持力的方向：总是 于接触面，若接触面是曲面，则垂直于 ；若接触面是球面，弹力方向延长线或反向延长线过. 2.绳的拉力方向：总是 并指向绳收缩的方向.,要点提炼,垂直,接触面的切线,球心,沿着绳,如图7所示，把一个球形物体A放在半球形容器B内，在图中画出A受到的弹力.,延伸思考,图7,答案 A受到的弹力垂直于两接触面的切线(弹力方向的延长

6、线过球心)，如图所示.,答案,一、弹力的产生 例1 关于弹力的产生，下列说法正确的是 A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的 B.木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力 C.拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的 D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的,答案,解析,解析 木块和桌面相互作用，都会发生微小的形变.桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，A、B都错. 木头受到的弹力是由细竹竿发生形变而产生的，C错. 电灯受到的拉力是电

7、线发生微小形变而产生的，D对.,二、弹力的方向 例2 画出图8中静止物体A所受弹力的示意图.,答案,解析,答案 见解析图,图8,解析 支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，A物体所受弹力的示意图如图所示.,针对训练 在如图9所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态.,图9,答案,解析,答案 见解析图,解析 甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上； 乙中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上； 丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点弹力方向水平向右，B

8、点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心； 丁中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上. 它们所受弹力的示意图如图所示.,三、胡克定律 例3 竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm；挂一重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？,答案,解析,答案 10 cm 200 N/m,解析 弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即Fkx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于弹簧伸长后总长度L减去弹簧原长L0，即xLL0.改变悬挂重

9、物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数. 设弹簧的原长为L0，劲度系数为k， 设挂G14 N的重物时弹簧的长度为L1， 挂G26 N的重物时弹簧的长度为L2，,则L112 cm，L213 cm，由胡克定律得： G1k(L1L0) G2k(L2L0) 代入数据解得：L010 cm，k200 N/m 即弹簧原长为10 cm，劲度系数为200 N/m.,课堂要点小结,达标检测,1.(弹力的产生)下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是 A.有弹力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后，形变完全消失 B.有弹力作用在物体上，物体不一定发生形变 C.弹力作用

10、在硬物体上，物体不发生形变；弹力作用在软物体上，物体才发生形变 D.一切物体受到弹力都要发生形变，撤去弹力后，形变不一定完全消失,答案,1,2,3,4,解析,解析 力是物体间的相互作用，弹力的施力物体和受力物体都会发生形变，故B项错误； 发生形变后的物体，当撤去外力后，有些能完全恢复原状，有些不能完全恢复原状，A项错误，D项正确； 不管是硬物体还是软物体，只要有弹力作用，都会发生形变，C项错误.,1,2,3,4,2.(弹力的产生)杂技演员具有高超的技术，如图10所示，他能轻松地顶住从高处落下的缸，关于他顶缸时头顶受到的压力产生的直接原因是 A.缸的形变 B.头的形变 C.缸受到重力 D.人受到

11、重力,答案,图10,1,2,3,4,解析,解析 头顶受到的压力的施力物体是缸，受力物体是头顶，头顶受到的压力产生的直接原因是缸的形变，间接原因是缸受到重力，A项正确.,3.(弹力的方向)三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均相同的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上.a的重心位于球心，b、c的重心分别位于球心的正上方和正下方，如图11所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力方向是怎样的？,1,2,3,4,解析,图11,答案,答案 见解析,解析 三种情况都是点与点接触，圆球所受弹力的方向都是垂直于接触面指向球心，即沿半径指向球心，如图所示，弹力的方向与重心的位置无关.,1

12、,2,3,4,4.(胡克定律)由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图像如图12所示，求：,1,2,3,4,图12,(1)该弹簧的原长为多少？ (2)该弹簧的劲度系数为多少？,解析,答案,答案 (1)15 cm (2)500 N/m,解析 解法一：(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.,该弹簧伸长L(25 cm15 cm)10 cm时， 弹力F50 N.,1,2,3,4,解法二：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 m15 cm，k500 N/m.,1,2,3,4,