三章 相互作用 第2節(jié) 彈力課件 新人教版必修1

1、2　彈　力,1．知道形變和彈性形變的概念．2．知道彈力產(chǎn)生的條件，并能判斷彈力的方向．3．了解顯示微小形變的方法．4．會(huì)確定彈力的方向．5．能應(yīng)用胡克定律解決問(wèn)題，并學(xué)會(huì)使用彈簧測(cè)力計(jì)．,一、彈性形變和彈力1．形變：物體在力的作用下___________或___________發(fā)生改變的現(xiàn)象．2．彈性形變：物體在形變后能夠___________3．彈力：發(fā)生___________的物體由于要___________，對(duì)與它接

2、觸的物體產(chǎn)生的力的作用．4．彈性限度：當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)___________,形變,體積,恢復(fù)原狀．,彈性形變,恢復(fù)原狀,原來(lái)形狀,二、幾種彈力1．常見(jiàn)彈力：平時(shí)所說(shuō)的___________ _____和___________都是彈力．2．彈力的方向：(1)壓力和支持力的方向垂直于物體的___________(2)繩的拉力沿著繩而指向繩___________的方向．三、胡克定律1．內(nèi)

3、容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力F的大小跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成___________2．公式：F＝kx，其中k稱(chēng)為彈簧的___________， 單位是牛頓每米，符號(hào)是N/m.3．彈力F與彈簧的伸長(zhǎng)(或縮短)量x的關(guān)系如下圖所示：,壓力、支持力,拉力,接觸面．,收縮,正比,勁度系數(shù),一、彈力“有、無(wú)”的判定1．根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接進(jìn)行判斷，如果具備彈力產(chǎn)生的“兩個(gè)條件”，則接觸面之間存在彈力．,2．運(yùn)用“假設(shè)法”進(jìn)

4、行判斷．(1)假設(shè)該處沒(méi)有彈力．要判斷物體在某一接觸處是否受到彈力，可以假設(shè)與該物體接觸的另一物體去掉，即假設(shè)該處不存在彈力，看該物體是否仍保持原來(lái)的狀態(tài)，從而確定該處有無(wú)彈力．例如，在下圖所示的五種情況下，要判斷球和接觸面a之間是否有彈力，可以先假設(shè)把接觸面a去掉，即假設(shè)球和接觸面a之間沒(méi)有彈力作用則A圖中的球?qū)⑾蜃髷[動(dòng)；D圖中的球?qū)⑾蜃鬂L動(dòng)；其余各圖中的球仍將保持原來(lái)的狀態(tài)．因此A、D兩圖中的球和接觸面a有彈力作用，其余各圖中的

5、球和接觸面a沒(méi)有彈力作用．,(2)假設(shè)該處有彈力．要判斷物體在某一接觸處是否受到彈力，可以先假設(shè)該處有彈力作用，看該物體的受力是否平衡，從而確定該處有無(wú)彈力．例如，以上五種情況中，要判斷球和接觸面a之間是否有彈力，可以先假設(shè)球和接觸面a之間有彈力作用，則A、D兩圖中的球受力平衡；其余各圖中的球受力不平衡(B圖中的球向右擺動(dòng)，C圖中的球向左滾動(dòng)，E圖中的球向右滾動(dòng))．因此A、D兩圖中的球和接觸面a有彈力作用，其余各圖中的球和接觸面d沒(méi)有

6、彈力作用．,二、常見(jiàn)彈力的方向,如下圖所示，三個(gè)質(zhì)量和形狀都相同的光滑圓柱體擱在兩墻之間，它們的重心位置不同，分別用1、2、3標(biāo)出，O點(diǎn)為圓柱截面的圓心，則下列關(guān)于彈力的示意圖正確的是(　　),【解析】　支持力的方向一定與接觸面垂直(本題為沿半徑方向)、指向被支持的物體，與重心的位置無(wú)關(guān)．【答案】　AB,〔思考與討論〕用繩子拉物體時(shí)，繩子和物體都會(huì)產(chǎn)生形變，致使繩子對(duì)物體產(chǎn)生拉力，同時(shí)物體也對(duì)繩子產(chǎn)生拉力．試討論拉力的方向與繩子的方

7、向有什么關(guān)系．【點(diǎn)撥】　繩子拉物體時(shí)，由于繩子發(fā)生了微小形變而對(duì)物體產(chǎn)生了拉力，同時(shí)物體發(fā)生了微小形變而對(duì)繩子產(chǎn)生了拉力．由于繩子的形變方向沿繩子的方向，拉力的方向與形變方向相反，故繩子的拉力方向沿著繩子而指向繩子收縮的方向．,判斷如下圖甲、乙中小球是否受到斜面的彈力作用？,【解析】　假設(shè)法　假設(shè)兩圖中的斜面不存在，則甲圖中小球無(wú)法在原位置保持靜止，乙圖中小球仍靜止，故甲圖中小球受到斜面的彈力，乙圖中小球不受斜面的彈力．狀態(tài)法　如兩

8、圖中斜面均對(duì)小球有彈力作用，則甲圖中小球?qū)⑷阅鼙３朱o止?fàn)顟B(tài)，乙圖中小球則不能保持靜止，所以乙圖中小球不受斜面彈力作用，甲圖中小球受到彈力作用．替換法　將兩圖中斜面均換成海綿．則很容易知道，甲圖中的海綿斜面發(fā)生明顯形變．乙圖中則無(wú)形變，所以甲圖中小球受到斜面彈力作用，乙圖中小球不受斜面彈力作用．,判斷彈力時(shí)，不僅要看物體間是否接觸，更需要考察接觸處是否發(fā)生形變，有些難以直接判斷的情況，可以采用以下三種方法．(1)假設(shè)法：可以假設(shè)將與物

9、體接觸的物體撤去．看物體還能否保持原來(lái)的狀態(tài)，若能則無(wú)彈力，若不能，則存在彈力．(2)狀態(tài)法：因?yàn)槲矬w的受力必須與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相吻合，所以可以依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由相應(yīng)的規(guī)律(如二力平衡等)來(lái)判斷物體間的彈力．(3)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來(lái)替換．如將側(cè)壁、斜面用海綿來(lái)替換、將硬桿用輕彈簧來(lái)替換．,1－1：如下圖所示，下列各圖中的物體A均處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到彈力作用的說(shuō)法正確的是(　　),A

10、．圖甲中地面是光滑水平的，A與B間存在彈力B．圖乙中兩斜面與水平地面的夾角分別為α、β，A對(duì)兩斜面均有壓力的作用C．圖丙中地面光滑且水平，A與豎直墻壁有力的作用D．圖丁中A受到斜面B對(duì)它的支持力的作用,【解析】　圖甲中對(duì)B進(jìn)行受力分析，B球受重力和彈力的作用，二力平衡B球靜止，不可能再受到A對(duì)B的彈力的作用；B選項(xiàng)中采用假設(shè)法，若除去左側(cè)的斜面，A將運(yùn)動(dòng)，去掉右側(cè)的斜面，A也將運(yùn)動(dòng)，所以兩斜面對(duì)球A均有力的作用，C選項(xiàng)由物體的平衡

11、條件知外力F與豎直墻壁對(duì)它的作用力平衡，墻對(duì)物體A有力的作用；D選項(xiàng)由彈力產(chǎn)生的條件，A與B接觸且擠壓，二者之間有彈力的作用．【答案】　BCD,畫(huà)出下圖中各個(gè)靜止物體A所受的彈力，各個(gè)接觸面和點(diǎn)均光滑．,【解析】　作出圖中各物體A所受的彈力，如下圖所示．由于各個(gè)接觸點(diǎn)或面均光滑，所以甲圖中臺(tái)階處無(wú)彈力(臺(tái)階處彈力的確定，可采用假設(shè)法)；丙圖中斜壁對(duì)球無(wú)彈力，道理同甲．,支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體，與使物體發(fā)生形變的

12、外力方向相反．平面與平面接觸，彈力方向垂直于平面；平面與曲面接觸，彈力方向垂直于平面，也垂直于曲面的切線；曲面與曲面接觸，彈力方向垂直于公切面；點(diǎn)與平面接觸，彈力方向垂直于平面；點(diǎn)與曲面接觸，彈力方向垂直于曲面的切面．繩子產(chǎn)生的彈力方向總是沿著繩子的收縮方向．,2－1：已知下圖中的物體(物塊或球)所受重力為G，在各個(gè)支持面上均處于靜止?fàn)顟B(tài)．試確定并畫(huà)出下列各種情況中物體受到的彈力方向．,【解析】　根據(jù)產(chǎn)生彈力的兩個(gè)條件：物體相互接觸；物

13、體間有彈性形變，首先判斷各種情況下是否產(chǎn)生彈力、產(chǎn)生幾個(gè)彈力，然后根據(jù)彈力的方向特點(diǎn)，畫(huà)出各物體所受的彈力情況．如下圖所示．【答案】,一根輕質(zhì)彈簧，當(dāng)它受到10 N的拉力時(shí)長(zhǎng)度為12 cm，當(dāng)它受到25 N的拉力時(shí)長(zhǎng)度為15 cm，問(wèn)彈簧不受力時(shí)的自然長(zhǎng)度為多少？該彈簧的勁度系數(shù)為多少？【解析】　同一彈簧勁度系數(shù)k是不變的，作用力不同，彈簧的形變量不同，但都遵從胡克定律．方法一　設(shè)彈簧的自然長(zhǎng)度為l0，由胡克定律有：,【答案】　1

14、0 cm　500 N/m,判斷彈簧彈力的方向時(shí)，要注意彈簧是被拉伸還是被壓縮或兩者均有可能，計(jì)算彈簧彈力大小的方法一般是根據(jù)胡克定律，有時(shí)也根據(jù)平衡條件來(lái)計(jì)算．,如右圖a所示，將G=50 N的物體靜止懸掛在輕質(zhì)彈簧上，彈簧伸長(zhǎng)了2.0 cm，彈簧的彈力是多大？將彈簧從掛鉤處摘下，在O點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的50 N的拉力，如圖b所示，物體仍然靜止，那么彈簧的伸長(zhǎng)量是多少？【解析】　物體靜止，由二力平衡可得彈簧的彈力F=G=50 N．在O點(diǎn)

15、施加一個(gè)豎直向上的50 N的拉力，與彈簧懸掛在天花板上的情況相同，彈簧的伸長(zhǎng)量仍為2.0 cm.【答案】　50 N　2.0 cm,如右圖所示，兩人分別用100 N的力拉彈簧秤的秤鉤和拉環(huán)，則彈簧秤的讀數(shù)為(　　)A．50 N　　　　　　　　　B．0C．100 N D．200 N【錯(cuò)解】　A或B,【解析】　本題著重考查彈簧秤在測(cè)量、讀數(shù)中容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤問(wèn)題，用彈簧秤測(cè)量力的大小時(shí)，彈簧秤的示數(shù)等于彈簧秤靜止時(shí)作用在秤鉤上力的大小