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(duì)與它 的物體會(huì)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?cè)?，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(shí)，彈力跟 成正比，即 ，式中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位是 ，符號(hào)用 表示．(3)胡克定律表達(dá)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(diǎn)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(guò)大，超過(guò)一定限度，在撤去外力后，形變不能完全恢復(fù)，這個(gè)限度就叫彈性限度．,● 疑點(diǎn)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(diǎn)突破怎樣觀測(cè)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(cè)，課本上介紹了兩種．最簡(jiǎn)單的方法是把一圓玻璃瓶裝滿水，瓶口用中間插有細(xì)管(透明)的瓶塞塞住，如右圖所示，用手?jǐn)D壓玻璃瓶，細(xì)管中的水就會(huì)

6、上升，松開(kāi)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(diǎn)梳理發(fā)生彈性形變的物體由于恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力．可見(jiàn)，要產(chǎn)生彈力需同時(shí)滿足兩個(gè)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(shí)，兩物體間才有彈力產(chǎn)生．當(dāng)形變不明顯難以直接判斷時(shí)，可用“假設(shè)

7、法”判定，所謂“假設(shè)法”就是假設(shè)與研究對(duì)象接觸的物體施加了彈力，畫(huà)出假設(shè)狀態(tài)下的受力圖，判斷受力情況與現(xiàn)實(shí)狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，假設(shè)不成立，則無(wú)彈力．,三、彈力的方向● 重點(diǎn)解讀,(1)書(shū)與桌面間的彈力 如右圖所示，一本書(shū)放在桌面上，書(shū)對(duì)桌面產(chǎn)向下的壓力(彈力)，桌面對(duì)書(shū)產(chǎn)生向上的支持力(彈力)．因?yàn)閮烧叨及l(fā)生了形變，桌面向下“凹”了，書(shū)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(gè)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(duì)與它接觸的電燈產(chǎn)生彈力F1，即繩對(duì)燈有向上的拉力，方向沿繩向上．由于燈把的微小形變，對(duì)與它接觸的吊繩產(chǎn)生了彈力F2，即燈對(duì)繩的拉力，方向沿繩向下．,● 難點(diǎn)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(guò)兩物體的接觸點(diǎn)并沿其接觸點(diǎn)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(diǎn)突破彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量(或壓縮量)

10、的關(guān)系(1)胡克定律：實(shí)驗(yàn)表明，彈簧發(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＝kx)k稱為彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛頓每米，符號(hào)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(zhǎng)量的關(guān)系可用F－x圖象表示，如下圖所示．,對(duì)彈力的理解及其有無(wú)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(shuō)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(duì)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(duì)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(shuō)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(jì)南省級(jí)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(gè)小球通過(guò)細(xì)繩與車頂相連，小車在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩始終保持豎直．關(guān)于小球的受力情況，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．若小車靜止，繩對(duì)小球的拉力可能為零B．若小車靜止，斜面對(duì)小球的支持力一定為零C．若小車向右運(yùn)動(dòng)，小球一定受兩個(gè)力的作用D．若小車向右運(yùn)動(dòng)，小球一定受三個(gè)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(méi)法達(dá)到平衡，

13、因此在小車靜止時(shí)，斜面對(duì)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(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；若小車向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受重力和繩子拉力作用；若小車向右做減速運(yùn)動(dòng)，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(xiàng)都不對(duì)．【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(shí)物體在a位置．現(xiàn)用力將物體由a向下拉長(zhǎng)x至b位置，則此時(shí)彈簧的彈力為(　　)A．kx

14、B．mg＋kxC．mg－kxD．以上說(shuō)法都不正確,【解析】　公式法：本題中給出的x并非在原長(zhǎng)基礎(chǔ)上的形變量，因此，彈力F≠kx.開(kāi)始時(shí)，物體在位置a靜止，此時(shí)彈力與重力相等，即F1＝mg，由F＝kx知，彈簧伸長(zhǎng)量x1＝ .又因?yàn)槔κ箯椈捎稚扉L(zhǎng)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(zhǎng)x時(shí)，拉力的大小為F＝kx.考慮到彈簧原來(lái)的彈力為mg，故后來(lái)彈簧彈力為mg＋kx.【答案】　B【誤區(qū)警示】　運(yùn)用胡克定律時(shí)，一定要注意公式F＝kx中x為彈簧的形變量，而非總長(zhǎng)度．且彈簧受到的力是拉力和壓力時(shí)，表達(dá)式是不同的．,如右圖所示，A、B兩個(gè)物體的重力分別為GA=3 N，GB=4 N，彈簧的重力不計(jì)，整個(gè)裝置沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)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(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

17、水平桌面上的書(shū)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【指點(diǎn)迷津】　當(dāng)物體發(fā)生彈性形變時(shí)(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(xiàng)B錯(cuò)誤．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，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．,通常所說(shuō)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(xiàng)D正確．書(shū)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(shū)發(fā)生形變而對(duì)桌面產(chǎn)生的力，它發(fā)生在書(shū)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(shū)與地球之間，故這兩個(gè)力不是同一個(gè)力，即選項(xiàng)C錯(cuò)誤．接觸面處形變微小，不能因此說(shuō)產(chǎn)生的彈力就很小．同樣，我們觀察不到接觸面處的形變時(shí)，不能因此而否認(rèn)形變的存在，因?yàn)橛行┬巫儽仨毥柚鷥x器或其他顯

19、示方法才能觀察到．【答案】　D,,三個(gè)相同的支座上分別擱著三個(gè)質(zhì)量和直徑都相同的光滑圓球a、b、c，支點(diǎn)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(diǎn)P、Q對(duì)球的彈力方向是怎樣的．,【指點(diǎn)迷津】　相互作用的物體屬于點(diǎn)接觸，彈力的方向與過(guò)接觸點(diǎn)的切面垂直，且指向球心，與重心位置無(wú)關(guān)，故三種情況下彈力方向是一致的．P、Q兩點(diǎn)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(guò)球心．,,利用“替換法”和“假設(shè)法”判定彈力的有無(wú) 對(duì)于形變明顯的情況，由形變情況直接判斷，對(duì)于形變不明顯的情況通常用“假設(shè)法”和“替換法”，有時(shí)要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)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(shuō)法正確的是(　　)A．放在水平桌面上的書(shū)受到的支持力是由于書(shū)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(gè)物體間無(wú)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(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)都是用質(zhì)量為m0的外殼和輕質(zhì)彈簧組成，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋畡t彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)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(niǎo)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(shí)，正對(duì)刻度尺的零刻線，掛上100 N重物時(shí)正對(duì)的刻線為20.試問(wèn)(1)當(dāng)彈簧分別掛50 N和150 N重物時(shí)，自由端所對(duì)刻度尺的讀數(shù)應(yīng)是多少？(2)若自由端所對(duì)刻線是18，這時(shí)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(shí)球 在A位置，今用力 F將小球向下拉長(zhǎng)x至B位置，則此時(shí)彈 簧的彈力為(　　)A．kx B．kx＋GC．G

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