弹力第二节课PPT讲稿.ppt
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1、弹力课件第二节课第1页,共47页,编辑于2022年,星期六1 1弹力的成因弹力的成因相互接触的物体间不一定存在弹力相互接触的物体间不一定存在弹力,只有当两个物体相互挤压或拉伸产只有当两个物体相互挤压或拉伸产生弹性形变时生弹性形变时,由于物体要恢复原状,才在接触位置对与它接触的物体由于物体要恢复原状,才在接触位置对与它接触的物体产生弹力产生弹力.所以弹力产生的直接原因是由施力物体发生形变引起的所以弹力产生的直接原因是由施力物体发生形变引起的.2.2.弹力产生的过程弹力产生的过程第2页,共47页,编辑于2022年,星期六3 3弹力有无的判断方法弹力有无的判断方法(1 1)直接法)直接法对于形变比较
2、明显的情况,可以根据弹力产生的条件判断:对于形变比较明显的情况,可以根据弹力产生的条件判断:物体间相互接触;物体间相互接触;发生弹性形变发生弹性形变.两个条件必须同时满足才有弹力产生两个条件必须同时满足才有弹力产生.(2 2)利用假设法判断)利用假设法判断要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用,可假设将在此处与物体要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用,可假设将在此处与物体接触的物体去掉,看物体是否在该位置保持原来的状态,若能保持原接触的物体去掉,看物体是否在该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;否则有弹力作用来的状态,则说明物体间无弹力作用;否则有弹力作用.第3页
3、,共47页,编辑于2022年,星期六(4 4)利用力的作用效果分析)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,或平衡如果相互接触的物体间存在弹力,则必有相应的作用效果,或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态,可利用作用效果确定弹力其他作用力或改变受力物体的运动状态,可利用作用效果确定弹力的有无的有无.判断弹力有无时应灵活选用判断方法判断弹力有无时应灵活选用判断方法.当直接法当直接法不易判断时,可考虑运动状态判断法不易判断时,可考虑运动状态判断法.(3 3)根据物体的运动状态判断)根据物体的运动状态判断看除了要研究的弹力外,物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否
4、看除了要研究的弹力外,物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律),若满足,则无弹力满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律),若满足,则无弹力存在;若不满足,则有弹力存在存在;若不满足,则有弹力存在.第4页,共47页,编辑于2022年,星期六【典例】判断图中小球是否受到弹力作用,若受到弹力,请指出其【典例】判断图中小球是否受到弹力作用,若受到弹力,请指出其施力物体施力物体.【解题指导】【解题指导】若不易确定物体是否受弹力若不易确定物体是否受弹力,可考虑利用假设法、效果法、运可考虑利用假设法、效果法、运动状态法进行判断动状态法进行判断.【标准解答】【标
5、准解答】用假设法来判断小球是否受斜面的弹力,若将三个图中的斜用假设法来判断小球是否受斜面的弹力,若将三个图中的斜面去掉,则甲图中小球无法在原位置静止,乙和丙两图中小球仍静止,所面去掉,则甲图中小球无法在原位置静止,乙和丙两图中小球仍静止,所以,甲图中小球受到斜面的弹力,施力物体是斜面,同时受细绳的弹力,以,甲图中小球受到斜面的弹力,施力物体是斜面,同时受细绳的弹力,施力物体是细绳;乙图中小球只受到细绳的弹力,施力物体是细绳,不受施力物体是细绳;乙图中小球只受到细绳的弹力,施力物体是细绳,不受斜面的弹力;丙图中小球只受水平面的弹力,施力物体是水平面,不受斜斜面的弹力;丙图中小球只受水平面的弹力,
6、施力物体是水平面,不受斜面的弹力面的弹力.第5页,共47页,编辑于2022年,星期六【规律方法】【规律方法】判断弹力有无的两大误区判断弹力有无的两大误区(1 1)误认为只要有接触一定存在弹力作用,而忽略了弹力产生的另一)误认为只要有接触一定存在弹力作用,而忽略了弹力产生的另一个条件个条件发生弹性形变发生弹性形变.(2 2)误认为有形变一定有弹力,忽略了弹性形变与范性形变)误认为有形变一定有弹力,忽略了弹性形变与范性形变(撤去外力撤去外力后不能恢复原状的形变后不能恢复原状的形变)的区别的区别.第6页,共47页,编辑于2022年,星期六二、弹力方向的确定二、弹力方向的确定发生弹性形变的物体,由于恢
7、复原状产生弹力,所以弹力的方向发生弹性形变的物体,由于恢复原状产生弹力,所以弹力的方向由施力物体的形变的方向决定,弹力的方向总与施力物体形变的由施力物体的形变的方向决定,弹力的方向总与施力物体形变的方向相反方向相反.几种常见弹力的方向如下表几种常见弹力的方向如下表第8页,共47页,编辑于2022年,星期六第9页,共47页,编辑于2022年,星期六第10页,共47页,编辑于2022年,星期六 (1)(1)一个物体对另一物体的作用力不一定垂直于接触面,一个物体对另一物体的作用力不一定垂直于接触面,但一个物体对另一物体的支持力一定垂直于接触面但一个物体对另一物体的支持力一定垂直于接触面.(2)(2)
8、轻杆的弹力方向较为复杂轻杆的弹力方向较为复杂,一般根据物体的运动状态结合平一般根据物体的运动状态结合平衡条件确定轻杆的弹力方向衡条件确定轻杆的弹力方向.第11页,共47页,编辑于2022年,星期六【典例】在半球形光滑容器内放置一细杆,细杆与容器的接触点分别为【典例】在半球形光滑容器内放置一细杆,细杆与容器的接触点分别为A A、B B两点,两点,如图所示,容器上如图所示,容器上A A、B B两点对细杆的作用力的方向分别为(两点对细杆的作用力的方向分别为()A.A.均竖直向上均竖直向上 B.B.均指向球心均指向球心C.AC.A点处的弹力指向球心点处的弹力指向球心O O,B B点处的弹力竖直向上点处
9、的弹力竖直向上D.AD.A点处的弹力指向球心点处的弹力指向球心O O,B B点处的弹力垂直于细杆向上点处的弹力垂直于细杆向上【解题指导】【解题指导】求解此题应把握以下三点:求解此题应把握以下三点:(1 1)容器上)容器上A A、B B两点对细杆的弹力为支持力两点对细杆的弹力为支持力.(2 2)细杆与容器在)细杆与容器在A A、B B两点均为点面接触两点均为点面接触.(3 3)支)支持力的方向垂直支持面指向被支持的物体持力的方向垂直支持面指向被支持的物体.【标准解答】【标准解答】选选D.D.支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面.在在A A点,杆的端点跟球面
10、接触,点,杆的端点跟球面接触,弹力的方向垂直于该处球面的切面,指向球心;在弹力的方向垂直于该处球面的切面,指向球心;在B B点,容器的边缘跟杆的侧面接触,该处的支持点,容器的边缘跟杆的侧面接触,该处的支持力应垂直于杆向上,力应垂直于杆向上,D D正确,正确,A A、B B、C C错误错误.第12页,共47页,编辑于2022年,星期六【规律方法】【规律方法】判断弹力方向的步骤判断弹力方向的步骤(1 1)确定物体之间弹力作用的类型;)确定物体之间弹力作用的类型;(2 2)确定产生弹力的物体;)确定产生弹力的物体;(3 3)找出使物体发生形变的外力方向;)找出使物体发生形变的外力方向;(4 4)确定
11、物体形变的方向;)确定物体形变的方向;(5 5)确定物体产生的弹力方向)确定物体产生的弹力方向.第13页,共47页,编辑于2022年,星期六 在如图所示图中画出物体在如图所示图中画出物体P受到的各接触点或面受到的各接触点或面对它的弹力的示意图,其中甲、乙、丙中物体对它的弹力的示意图,其中甲、乙、丙中物体P处于处于静止状态,丁中物体静止状态,丁中物体P(即球即球)在水平面上匀速滚动在水平面上匀速滚动第16页,共47页,编辑于2022年,星期六【精讲精析】【精讲精析】甲中属于绳的拉力,应沿绳指向绳收甲中属于绳的拉力,应沿绳指向绳收缩的方向,因此弹力方向沿绳向上;乙中缩的方向,因此弹力方向沿绳向上;
12、乙中A点属于点与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;点属于点与杆相接触,弹力应垂直于杆斜向上;丙中丙中A、B两点都是球面与平面相接触,弹力应垂直于平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,面,且必过球心,第17页,共47页,编辑于2022年,星期六所以所以A处弹力方向水平向右,处弹力方向水平向右,B处弹力垂直于斜面向左上处弹力垂直于斜面向左上方,且都过球心;丁中小球方,且都过球心;丁中小球P不管运动与否,都属于平不管运动与否,都属于平面与球面相接触,弹力应垂
13、直于平面,且过球心,即面与球面相接触,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向上它们所受弹力的示意图如图327所示所示图图327【答案】见精讲精析【答案】见精讲精析第18页,共47页,编辑于2022年,星期六变式训练变式训练按下列要求画出图按下列要求画出图328中物体所受弹中物体所受弹力的示意图力的示意图图图328要求:甲斜面对物块的支持力要求:甲斜面对物块的支持力乙墙壁对球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丙大球球面对小球的支持力第19页,共47页,编辑于2022年,星期六解析:解析:各物体所受支持力如图所示各物体所受支持力如图所示答案:见解析答案:见解析
14、第20页,共47页,编辑于2022年,星期六三、弹力大小的计算三、弹力大小的计算第22页,共47页,编辑于2022年,星期六1.1.对于有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律对于有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律计算,应用计算,应用F=kxF=kx时应注意下列问题时应注意下列问题(1 1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内)弹簧发生形变时必须在弹性限度内.(2 2)x x是弹簧的形变量,不是弹簧的原长,也不是弹簧形变后的是弹簧的形变量,不是弹簧的原长,也不是弹簧形变后的实际长度实际长度.(3 3)F-xF-x图象中斜率表示弹簧的劲度系数,对于同一根弹簧来说,
15、劲度图象中斜率表示弹簧的劲度系数,对于同一根弹簧来说,劲度系数是不变的系数是不变的.(4 4)由于)由于F F1 1=kx=kx1 1,F F2 2=kx=kx2 2,故,故F=FF=F2 2-F-F1 1=kx=kx2 2-kx-kx1 1=kx=kx,因此,弹,因此,弹簧上弹力的变化量簧上弹力的变化量FF与形变量的变化量也成正比关系,即与形变量的变化量也成正比关系,即F=kx.F=kx.第23页,共47页,编辑于2022年,星期六2.2.对于除弹簧外的其他弹性体的弹力大小的计算,一般要借助物体对于除弹簧外的其他弹性体的弹力大小的计算,一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解的运动状态所
16、遵循的物理规律求解.比如悬挂在竖直细绳上的物体处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竖直向下的重力作用,根据于静止状态时,物体受绳向上的拉力和竖直向下的重力作用,根据二力平衡,可知绳的拉力大小等于物体重力的大小二力平衡,可知绳的拉力大小等于物体重力的大小.无论是应用胡克定律计算弹簧的弹力大小还是判断弹簧无论是应用胡克定律计算弹簧的弹力大小还是判断弹簧的弹力方向,都要注意弹簧是被拉伸,还是被压缩的弹力方向,都要注意弹簧是被拉伸,还是被压缩.第24页,共47页,编辑于2022年,星期六【解题指导】【解题指导】解答本题时可按以下思路分析:解答本题时可按以下思路分析:【标准解
17、答】【标准解答】B B弹簧弹力弹簧弹力F FB B=mg,A=mg,A弹簧弹力弹簧弹力F FA A=2mg,=2mg,若两弹簧伸长量分别为若两弹簧伸长量分别为x xA A、x xB B则则F FA A=kx=kxA A F FB B=kx=kxB B由题意:由题意:x xA A+x+xB B+2l+2l0 0=0.26 m=0.26 m由以上各式可得:由以上各式可得:m=1 kgm=1 kg答案:答案:1 kg1 kg【典例】如图所示,【典例】如图所示,A A、B B是两个相同的轻弹簧,原长都是是两个相同的轻弹簧,原长都是l l0 0=10 cm=10 cm,劲度系数,劲度系数k=500 N/
18、m,k=500 N/m,如果图中悬挂的两个物体如果图中悬挂的两个物体质量均为质量均为m m,现测得两个弹簧的总长为,现测得两个弹簧的总长为26cm26cm,则物体的质,则物体的质量量m m是多少?(取是多少?(取g=10 N/kgg=10 N/kg)第25页,共47页,编辑于2022年,星期六【典例】如图所示,物体【典例】如图所示,物体A A和和B B的重力分别为的重力分别为10 N10 N和和3 N3 N,不计弹,不计弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦,则弹簧测力计的示数为(簧测力计和细线的重力及一切摩擦,则弹簧测力计的示数为()A.3 N B.7 N A.3 N B.7 N C.10 N D
19、.13 NC.10 N D.13 N【解题指导】【解题指导】轻质弹簧两端所受拉力一定相等轻质弹簧两端所受拉力一定相等.【标准解答】【标准解答】选选A.A.B B物体对弹簧测力计的拉力为物体对弹簧测力计的拉力为3 N3 N,由二力平衡知,由二力平衡知A A对弹簧测力计的拉力对弹簧测力计的拉力为为3 N3 N,故弹簧测力计的示数为,故弹簧测力计的示数为3 N3 N,A A正确正确.第27页,共47页,编辑于2022年,星期六 弹簧弹力公式应用错误弹簧弹力公式应用错误如图所示,两木块的质量分别为如图所示,两木块的质量分别为m m1 1和和m m2 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为,两轻质弹簧的劲度系数
20、分别为k k1 1和和k k2 2.上面的木块压在上面的弹簧上上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接但不拴接),整个系统处于平衡状态,整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧离开上面弹簧.在这个过程中下面的在这个过程中下面的木块移动的距离为木块移动的距离为A.B.C.D.A.B.C.D.第28页,共47页,编辑于2022年,星期六【正确解答】【正确解答】未提木块之前,弹簧未提木块之前,弹簧k k2 2上弹力为(上弹力为(m m1 1+m+m2 2)g g,弹簧,弹簧k k2 2压缩量为压缩量为x x2 2=(m m1 1+m+m2 2)g
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