高一物理人教版必修一第三章第二节弹力学案.doc

第二节弹力学习目标：1.知道形变的概念及弹力产生的原因和条件，并会判断弹力的方向2了解显示微小形变的方法3掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法重点难点：1.弹力方向的判断及弹力大小的计算2弹力有无的判断3胡克定律的理解及应用课前自主学案一、弹性形变和弹力1接触力：通常所说的拉力、压力、支持力、阻力等都是_接触力按性质可归纳为弹力和摩擦力，它们在本质上都是由_引起的2形变：物体在力的作用下_或_发生改变3弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够_，这种形变叫做弹性形变4弹力：发生形变的物体由于要_，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力5弹性限度：如果形变过大，超过一定限度，撤去作用力后物体的形变不能_，这个限度叫做弹性限度弹力产生的条件有两个：(1)物体间相互接触；(2)在接触面上相互_二、几种弹力弹力的方向总是与物体形变的方向_，具体如下：1压力的方向垂直于支持面而指向_物体；2支持力的方向垂直于支持面而指向_的物体；3绳拉力的方向沿绳指向绳_的方向；4轻杆的弹力不一定沿杆，要具体情况具体分析说明：绳的弹力一定沿着绳，轻杆的弹力可能沿着杆，也可能不沿着杆三、胡克定律1内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧的伸长(或缩短)量x成_2表达式：F_.3劲度系数：公式中的比例系数k，单位是 _.核心要点突破一、弹力是否存在的判断方法1根据弹力产生的条件来判断，弹力产生的条件有两个：两物体相互接触;两物体存在弹性形变.两个条件必须同时满足才有弹力产生2对于形变不明显的情况，可用以下两种方法来判断(1)利用假设法判断可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉看此物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用(2)利用力的作用效果分析如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或使受力物体发生形变或改变受力物体的运动状态，看物体的受力是否与物体的运动状态相符合，从而确定物体所受弹力的有无特别提醒：相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力即时应用 (即时突破，小试牛刀)1关于弹力产生的条件，下列说法正确的是()A相互接触的物体间一定有弹力B发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用C先有弹性形变，后有弹力D不接触的两物体之间不可能发生相互的弹力作用解析：选D.相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力，只有两个物体接触并产生弹性形变时，两物体间才有弹力产生综上所述，只有D项正确二、弹力方向的确定弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在受力物体上，几种常见情况如下表：类型方向图示接触方式面与面垂直公共接触面点与面过点垂直于面点与点垂直于切面类型方向图示轻绳沿绳收缩方向轻杆可沿杆可不沿杆轻弹簧沿弹簧形变的反方向特别提醒：判断弹力方向的方法是：先明确两物体之间作用的类型，再根据各种类型的特点来判断弹力的方向即时应用 (即时突破，小试牛刀)2如图321为P物体对Q物体的压力示意图，有明显错误的是()图321解析：选BCD.P对Q物体的压力应作用在Q物体上且力的方向应垂直于接触面并指向Q物体，故B、C、D均是错误的三、弹力大小的计算方法1弹簧的弹力(1)应用胡克定律Fkx求解其中x为弹簧的形变量(可能为伸长量，也可能为缩短量)，k为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用Fx图象表示，如图322，图线的斜率即为弹簧的劲度系数(3)弹簧上弹力的变化量F与形变量的变化量也成正比关系，即Fkx.2除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉力和重力作用根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小即时应用 (即时突破，小试牛刀)3如图323所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重量是2 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力()A大小为2 N，方向平行于斜面向上B大小为1 N，方向平行于斜面向上C大小为2 N，方向垂直于斜面向上D大小为2 N，方向竖直向上解析：选D.由于小球处于静止状态，故小球受力平衡，弹性杆对小球的弹力FNG2 N，方向竖直向上课堂互动讲练类型一：弹力存在与否的判断例一：如图324所示，用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触，并保持静止，甲中细绳倾斜，乙中细绳呈竖直方向判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用？图324【思路点拨】根据物体所处的状态，利用“假设法”进行判断【精讲精析】法一：假设法假设两图中的斜面不存在，则甲图中小球无法在原位置保持静止，乙图中小球仍静止，故甲图中小球受到斜面的弹力作用，乙图中小球不受斜面的弹力作用法二：作用效果法如两图中斜面均对小球有弹力作用，则甲图中小球将仍能保持静止状态，乙图中小球则不能保持静止，所以乙图中小球不受斜面弹力作用，甲图中小球受到斜面弹力作用【答案】见精讲精析变式训练1在图325中，A、B两球间一定有弹力作用的是()图325解析：选B.在具体判断有没有挤压时，我们用“拿去法”进行判断，在A中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，故A、B间没有弹力在B中，若拿去A球，则B球向左动，存在相互挤压，存在弹力在C中，若拿去A球，则B球静止，故A、B间没有挤压，没有弹力在D中，若拿去A球及容器壁，则B球向右动，故B对容器右壁有挤压，而对A球没有挤压，A、B间没有弹力类型二：弹力方向的确定例二：在图326所示图中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体P处于静止状态，丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动图326【精讲精析】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，必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆斜向上；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处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中小球P不管运动与否，都属于平面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球心，即向上它们所受弹力的示意图如图327所示图327【答案】见精讲精析变式训练2按下列要求画出图328中物体所受弹力的示意图要求：甲斜面对物块的支持力乙墙壁对球的支持力丙大球球面对小球的支持力解析：各物体所受支持力如图所示类型三：胡克定律的应用例三：将一根原长为40 cm、劲度系数为100 N/m的弹簧拉长为45 cm，此时弹簧的弹力为()A45 NB40 NC85 N D5 N【自主解答】由题知条件，根据原长l040 cm，弹簧拉长后的长度l45 cm，得xll05 cm0.05 m，由胡克定律得：Fkx5 N.【答案】D【方法总结】要注意胡克定律Fkx中，x是弹簧长度的变化量，而不是弹簧的长度，这一点容易出错变式训练3在探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N重物时，弹簧长度为0.16 m；悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为()AL00.02 m，k500 N/mBL00.10 m，k500 N/mCL00.02 m，k250 N/mDL00.10 m，k250 N/m解析：选D.由胡克定律Fkx可得，15k(0.16L0)，20k(0.18L0)解得：k250 N/m，L00.10 m，则选项D正确1关于弹性形变的概念，下列说法中正确的是()A物体形状或体积的改变叫弹性形变B一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形变C物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变D物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变2(2019年宁德高一检测)下列说法中正确的是()A木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的B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C绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向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3关于弹力的方向，下列说法正确的是()A弹力方向一定垂直于接触面B弹力方向不一定垂直于接触面C轻质绳对物体的弹力方向一定沿着绳子离开物体的方向，因为绳子只会发生拉伸形变D轻质绳对物体产生的弹力一定垂直于与绳相连的接触面4(2019年西安高一检测)如图329球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法正确的是()图329AA物体仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上BA物体受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下CA物体受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上DA物体受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下5一根轻弹簧在10.0 N的拉力作用下，长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm.那么当这根弹簧长度为4.20 cm时，受到的压力有多大？弹簧的劲度系数为多大？一、选择题1(2019年运城高一检测)下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是()图3210A极限法B放大法 C控制变量法 D等效替代法2下列各种情况中，属于弹性形变的有()A撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变B当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变C细钢丝被绕制成弹簧D铝桶被砸扁3关于胡克定律，下列说法正确的是()A由Fkx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比B由k可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量成反比C弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小4(2019年西安高一检测)匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图3211所示，小球下方与一光滑斜面接触关于小球的受力，说法正确的是()图3211A重力和细线对它的拉力B重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力C重力和斜面对球的支持力D细线对它的拉力和斜面对它的支持力5(2019年合肥高一检测)一物体静止在水平桌面上，则下列说法中正确的是()A物体对桌面的压力就是重力B物体对桌面的压力使物体产生了形变C桌面的形变对物体产生了支持力D桌面对物体的支持力使桌面产生形变6如图3212所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦力不计，物重G1 N，则弹簧测力计A和B的示数分别为()图3212A1 N,0B0,1 N C2 N,1 N D1 N,1 N7(2019年济南高一检测)锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 cm，某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m，则()A人的每只手受到拉力器的拉力为300 NB每根弹簧产生的弹力为150 NC每根弹簧的劲度系数为93.75 N/mD每根弹簧的劲度系数为500 N/m8.如图3213所示，A、B是两个相同的弹簧，原长x010 cm，劲度系数k500 N/m，如果图中悬挂的两个物体均为m1 kg，则两个弹簧的总长度为()图3213A22 cm B24 cmC26 cm D28 cm9(2019年宜昌高一检测)如图3214所示，A、B两物体的重力分别是GA3 N，GB4 NA用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧中的弹力F12 N，则细线中的张力F2及B对地面的压力F3的可能值分别是() 图3214A5 N和6 N B5 N和2 NC1 N和6 N D1 N和2 N二、非选择题10画出图3215中小球A所受的弹力方向图321511如图3216所示为一轻质弹簧的长度l与弹力F大小的关系图象，试由图线确定：图3216(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小12如图3217所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在弹簧上(但不拴接)，整个系统处于静止状态现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，求在这一过程中下面木块移动的距离 图3217课时训练选择题答案题号123456789答案第 9 页