2012高中物理 2.3彈力1課件 教科版必修1

1、第三節(jié)　 彈　力,課標(biāo)定位：應(yīng)用：1. 分析彈力的方向．2．利用胡克定律進(jìn)行簡單計算．理解：1. 彈力產(chǎn)生的條件．2．胡克定律．認(rèn)識：1. 彈性形變的概念及種類．2．彈力的概念，判斷彈力是否存在的方法．,課前自主學(xué)案,一、物體的形變1．形變：物體_____或_______的變化．2．彈性形變：撤去外力作用后物體___________的形變．彈性限度：能夠完全__________的物體的形變量的最大限度．

2、3．范性形變：撤去外力后物體的形變或多或少仍有保留而不能_______的形變．,形狀,體積,能恢復(fù)原狀,恢復(fù)形狀,復(fù)原,二、什么是彈力1．定義：發(fā)生彈性形變的物體由于要__________，對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力．2．方向：與引起形變的作用力的方向_______．3．產(chǎn)生條件：物體間___________且接觸處____________．,恢復(fù)原狀,相反,直接接觸,發(fā)生形變,思考感悟相互接觸的物體間一定存在彈力作用嗎？提

3、示：彈力產(chǎn)生的條件有兩個：相互接觸和相互擠壓，這兩個條件必須同時具備才能產(chǎn)生彈力．因此兩個相互接觸的物體，如果不能判斷它們是否相互擠壓，則無法判斷它們之間是否一定存在彈力作用．,三、常見的彈力1．壓力和支持力：方向垂直于物體的_______．2．繩的拉力：方向沿著繩而指向繩_____的方向．3．彈力的大?。号c彈性形變的大小有關(guān)，彈性形變越大，彈力也_______，形變消失，彈力隨著________．4．實驗探究：彈力與彈簧伸長的

4、關(guān)系,接觸面,收縮,越大,消失,(1)實驗器材：鐵架臺、彈簧、_____________、鉤碼若干、坐標(biāo)紙．(2)實驗過程①將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度，即原長．②如圖2－3－1所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時測出彈簧的總長l并計算鉤碼的重力F及對應(yīng)的伸長量x，填寫在記錄表格里．,毫米刻度尺,圖2－3－1,③以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為____坐標(biāo)，以彈簧的伸長

5、量x為____坐標(biāo)，用描點法作圖．連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線．,縱,橫,④分析圖像得出結(jié)論．(3)胡克定律①內(nèi)容：在___________內(nèi)，彈力和彈簧形變大小(伸長或縮短的量)成_______．②公式：F＝kx，其中k稱為彈簧的___________，單位是牛頓每米，符號是N/m.,彈性限度,正比,勁度系數(shù),核心要點突破,一、彈力是否存在的判斷方法1．根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件來判斷，彈力產(chǎn)生的條件有兩個：物體間相

6、互接觸并且發(fā)生彈性形變，兩個條件必須同時滿足才有彈力產(chǎn)生．2．對于形變不明顯的情況，可用以下兩種方法來判斷．(1)利用假設(shè)法判斷,可假設(shè)在該處把與物體接觸的另一物體去掉．看此物體還能否在原位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)則說明物體間無彈力作用；否則，有彈力作用．(2)利用力的作用效果分析如果相互接觸的物體間存在彈力，則必有相應(yīng)的作用效果，或使受力物體發(fā)生形變或改變受力物體的運動狀態(tài)，看物體的受力是否與物體的運動狀態(tài)相符合，

7、從而確定物體所受彈力的有無．,特別提醒：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，只有兩個物體接觸并產(chǎn)生彈性形變時，兩物體間才有彈力產(chǎn)生．,即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)1.下面關(guān)于彈力的說法中正確的是(　　)A．兩物體直接接觸就一定有彈力作用B．不直接接觸的物體間一定沒有彈力作用C．直接接觸的物體之間發(fā)生了彈性形變就一定有彈力產(chǎn)生D．只要物體發(fā)生彈性形變就一定有彈力產(chǎn)生答案：BC,二、彈力方向的確定

8、彈力的方向與施力物體形變方向相反，作用在受力物體上，幾種常見情況如下表：,特別提醒：判斷彈力方向的方法是：先明確兩物體之間作用的類型，再根據(jù)各種類型的特點來判斷彈力的方向．,即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)2.如圖2－3－2球A在斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于球A所受的彈力，以下說法正確的是(　　)圖2－3－2,A．A物體僅受一個彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上B．A物體受兩個彈力作用，一個水平向左，一個垂直

9、斜面向下C．A物體受兩個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上D．A物體受三個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上，一個豎直向下解析：選C.球A受重力豎直向下，與豎直擋板和斜面都有擠壓．斜面給它一個支持力，垂直斜面向上；擋板給它一個支持力，水平向右，故選項C正確．,三、彈力大小的計算1．彈簧的彈力(1)應(yīng)用胡克定律F＝kx求解．其中x為彈簧的形變量(可能為伸長量，也可能為縮短量)，k為彈簧的勁度系數(shù)，只與彈簧本身有關(guān)，

10、由彈簧本身的材料、長度、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定．(2)彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用F－x圖像表示，如圖2－3－3，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)．,圖2－3－3,(3)彈簧上彈力的變化量ΔF與形變量的變化量也成正比關(guān)系，即ΔF＝kΔx.2．除彈簧這樣的彈性體之外的彈力大小的計算，一般要借助物體的運動狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解．比如懸掛在豎直細(xì)繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時，物體受繩向上的拉力和重力作用．根據(jù)二力平衡，可知繩的拉力大小等于物體重力的

11、大小．,即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)3.如圖2－3－4所示，一勁度系數(shù)為k、原長為l0的輕彈簧，上端固定在天花板上，下端懸掛一個質(zhì)量為m的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)．彈簧的形變在彈性限度內(nèi)．已知重力加速度為g.下列判斷正確的是(　　),圖2－3－4,課堂互動講練,判斷圖2－3－5甲、乙、丙中小球是否受到彈力作用，若受到彈力，請指出其施力物體．圖2－3－5,【思路點撥】　從彈力的產(chǎn)生條件和效果分析．【精講精析】　用“消除法”

12、來判斷小球是否受斜面的彈力，若將三個圖中的斜面去掉，則甲圖中小球無法在原位置靜止，乙和丙兩圖中小球仍靜止，甲圖中小球受到斜面的彈力，施力物體是斜面，同時受細(xì)繩的彈力，施力物體是細(xì)繩；乙圖中小球只受到細(xì)繩的彈力，不受斜面的彈力；丙圖中小球只受水平面的彈力，不受斜面的彈力．,【答案】　甲圖中小球受到繩的拉力和斜面的支持力；乙圖中小球受到繩的拉力；丙圖中小球受到水平面的支持力．【方法總結(jié)】　在處理彈力問題時，判斷接觸面間是否擠壓(或拉伸)是

13、判斷彈力有無的重要方法．一般地，判斷接觸面間是否存在擠壓(或拉伸)的條件，也經(jīng)常采用“假設(shè)法”，即如果物體間有擠壓(或拉伸)，則受到某一彈力，當(dāng)受到這一彈力后物體能否處于當(dāng)時的狀態(tài)，如果不能，則此彈力不存在．,變式訓(xùn)練1　在圖2－3－6中，A、B兩球間一定有彈力作用的是(　　)圖2－3－6,解析：選B.在具體判斷有沒有擠壓時，我們用“拿去法”進(jìn)行判斷，在A中，若拿去A球，則B球靜止不動，故A、B間沒有擠壓，故A、B間沒有

14、彈力．在B中，若拿去A球，則B球向左動，故A、B間存在相互擠壓，存在彈力．在C中，若拿去A球，則B球靜止，故A、B間沒有擠壓，沒有彈力．在D中，若拿去A球及容器壁，則B球向右動，故B對容器右壁有擠壓，而對A球沒有擠壓，A、B間沒有彈力．,在圖2－3－7所示圖中畫出物體P受到的各接觸點或面對它的彈力的示意圖，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．圖2－3－7,【思路點撥】　判斷彈力方向應(yīng)把握以

15、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線或反向延長線過球心．,【精講精析】　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點屬于點與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上，必過球心O，B點屬于點與桿相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上；丙中A、B兩點都是球面與平面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且必過球心，所以A處彈力方向水平向右，B

16、處彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心；丁中小球P不管運動與否，都是屬于平面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且過球心，即豎直向上．,它們所受彈力的示意圖如圖2－3－8所示．圖2－3－8,【答案】　見精講精析,如圖2－3－9所示，兩木塊質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．試求兩彈簧的壓縮量x1和x2.,圖2－3－9,【思路點撥】　解答此類問題時，

17、應(yīng)先根據(jù)物體的受力情況求出彈簧的彈力，然后再根據(jù)胡克定律求出彈簧的形變量．,【方法總結(jié)】　(1)本題在求解的過程中用到了二力平衡和“整體法”受力分析的知識，要注意這些知識的靈活應(yīng)用．(2)公式F＝kx中，x指的是彈簧的伸縮量，不是彈簧的長度，也不是彈簧長度的變化量．,變式訓(xùn)練2 如圖2－3－10所示，A、B是兩個相同的彈簧，原長x0＝10 cm，勁度系數(shù)k＝500 N/m，如果圖中懸掛的兩個物體均為m＝1 kg，則兩個彈簧的總長度

18、為(　　)　圖2－3－10,A．22 cm　　　　　　　　B．24 cmC．26 cm D．28 cm解析：選C.對下面物體受力分析，由二力平衡得：kxB＝mg，求出xB＝0.02 m＝2 cm，把兩個物體看成一個整體，由二力平衡得：kxA＝2mg，求出xA＝0.04 m＝4 cm，所以兩個彈簧的總長度為：x0＋xA＋x0＋xB＝26 cm.故只有C項正確.