新教材人教版高中物理必修第一册第三章相互作用—力-教学ppt课件.ppt

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1、第三章相互作用力 第2课时实验:探究弹簧弹力与形变量的关系 P652.摩擦力 P723.牛顿第三定律 P105第1课时力的合成和分解 P154第2课时实验:探究两个互成角度的力的合成规律 P2115.共点力的平衡 P220第1课时重力与弹力1.重力与弹力4.力的合成和分解一、重力一、重力任务驱动重心是物体上最重的一点吗任务驱动重心是物体上最重的一点吗?物体的重心一定在物体上吗物体的重心一定在物体上吗?提示提示:不是。重心可以不在物体上不是。重心可以不在物体上,如篮球的重心不在篮球上。如篮球的重心不在篮球上。1.1.产生产生:由于由于_而使物体受到的力。而使物体受到的力。2.2.大小大小:重力的

2、计算公式是重力的计算公式是_。3.3.方向方向:总是总是_。4.4.重心重心:(1)(1)定义定义:从效果上看从效果上看,物体各部分受到的物体各部分受到的_作用集中于一点。作用集中于一点。(2)(2)重心位置决定因素重心位置决定因素:物体的物体的_和和_。地球的吸引地球的吸引G=mgG=mg竖直向下竖直向下重力重力形状形状质量分布质量分布5.5.力和力的图示力和力的图示任务驱动如图所示是手抛篮球的瞬间任务驱动如图所示是手抛篮球的瞬间,手对篮球有没有力的作用手对篮球有没有力的作用?提示提示:有有,力的作用是相互的。力的作用是相互的。(1)(1)力的作用效果力的作用效果:使物体的使物体的_发生变化

3、。发生变化。使物体产生使物体产生_。(2)(2)力的概念力的概念:物体与物体之间的物体与物体之间的_作用。作用。(3)(3)力的两种表示力的两种表示:力的图示力的图示:能表示出力的能表示出力的_、_和和_。力的示意图力的示意图:只能表示出力的只能表示出力的_和和_。运动状态运动状态形变形变相互相互大小大小方向方向作用点作用点方向方向作用点作用点二、弹力二、弹力1.1.弹性形变和弹力弹性形变和弹力:(1)(1)形变形变:物体在力的作用下物体在力的作用下_或或_发生的改变。发生的改变。(2)(2)弹力弹力:由于要恢复原状由于要恢复原状,发生发生_的物体对与它接触的物体产生的作用力。的物体对与它接触

4、的物体产生的作用力。2.2.几种弹力几种弹力:任务驱动压力的方向一定竖直向下吗任务驱动压力的方向一定竖直向下吗?提示提示:不一定。压力的方向总与接触面垂直指向被压的物体。不一定。压力的方向总与接触面垂直指向被压的物体。体积体积形状形状形变形变(1)(1)常见的三种弹力常见的三种弹力:图甲中图甲中,F,F1 1表示书对桌面的表示书对桌面的_,F_,F2 2表示桌面对书的表示桌面对书的_;_;图乙表示绳的拉力图乙表示绳的拉力,又叫绳的又叫绳的_。(2)(2)常见弹力的方向常见弹力的方向:压力和支持力的方向都压力和支持力的方向都_(_(选填选填“垂直垂直”或或“不垂直不垂直”)于物体的接触面。于物体

5、的接触面。绳的张力沿着绳指向绳的张力沿着绳指向_的方向。的方向。压力压力支持力支持力张力张力垂直垂直绳收缩绳收缩3.3.胡克定律胡克定律:(1)(1)弹性形变弹性形变:发生形变的受力物体在外力撤除后能够发生形变的受力物体在外力撤除后能够_的形变。的形变。(2)(2)弹性限度弹性限度:超过一定的限度超过一定的限度,撤去外力后形变物体不能完全恢复原状。撤去外力后形变物体不能完全恢复原状。(3)(3)内容内容:弹簧发生弹性形变时弹簧发生弹性形变时,弹力的大小弹力的大小F F跟弹簧伸长跟弹簧伸长(或缩短或缩短)的长度的长度x x成成_。(4)(4)公式公式:F=_:F=_其中其中k k为弹簧的劲度系数

6、为弹簧的劲度系数,单位单位:_,:_,符号符号_。恢复原状恢复原状正比正比kxkx牛顿每米牛顿每米N/mN/m主题一主题一 重力重力任务任务1 1 认识重力的产生和方向认识重力的产生和方向【生活情境生活情境】情境情境1:1:体验观察树上苹果下落情景。体验观察树上苹果下落情景。情境情境2:2:工人砌墙时以及检测墙壁时工人砌墙时以及检测墙壁时,经常用到重垂线。经常用到重垂线。【问题探究问题探究】(1)(1)如图所示如图所示,为什么树上的苹果总要落向地面为什么树上的苹果总要落向地面?提示提示:苹果落向地面是因为受到地球的吸引而产生的重力作用。苹果落向地面是因为受到地球的吸引而产生的重力作用。(2)(

7、2)为什么使用重垂线可以检测墙壁是否竖直为什么使用重垂线可以检测墙壁是否竖直?提示提示:重垂线能检测墙壁是否竖直的原理是重力的方向是竖直向下的。重锤静重垂线能检测墙壁是否竖直的原理是重力的方向是竖直向下的。重锤静止时止时,悬挂重锤的细线方向一定是竖直方向的悬挂重锤的细线方向一定是竖直方向的,如果墙壁与细线平行如果墙壁与细线平行,就说明墙就说明墙壁是竖直的壁是竖直的,没有倾斜。没有倾斜。任务任务2 2 力的图示和力的示意图力的图示和力的示意图【生活情境生活情境】如图所示如图所示,物体物体A A对物体对物体B B的压力为的压力为20 N20 N。【问题探究问题探究】(1)(1)怎样画出怎样画出A

8、A对对B B的压力的图示的压力的图示?提示提示:选取标度。选取某一长度的线段表示选取标度。选取某一长度的线段表示5 N5 N的力的力,如图如图所示。所示。从力的作用点从力的作用点O O沿竖直方向画一线段沿竖直方向画一线段,线段的长度为标度线段的长度为标度的的4 4倍倍,并在线段上加上刻度。并在线段上加上刻度。在线段端点处加上箭头在线段端点处加上箭头,表示力的方向表示力的方向,如图所示。如图所示。(2)(2)怎样画出怎样画出A A对对B B的压力的示意图的压力的示意图?提示提示:沿力的方向画一条适当长度的带箭头的线段沿力的方向画一条适当长度的带箭头的线段,主要表示出力的作用点和方向主要表示出力的

9、作用点和方向,线段的长度与力的线段的长度与力的大小不存在严格的比例关系。大小不存在严格的比例关系。【结论生成结论生成】1.1.重力的产生重力的产生:(:(物理观念物理观念)(1)(1)地面附近一切物体都受到地球的吸引地面附近一切物体都受到地球的吸引,由于地球的吸引而使物体受到的力叫由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。作重力。(2)(2)在同一地点在同一地点,重力的大小与质量成正比重力的大小与质量成正比,即即G=mgG=mg。2.2.重力的方向重力的方向:(:(物理观念物理观念)(1)(1)重力的方向总是竖直向下的重力的方向总是竖直向下的,可利用重垂线确定其方向。可利用重垂线确定其方向。(2

10、)(2)只有在两极或赤道时只有在两极或赤道时,重力的方向才指向地心重力的方向才指向地心,其他位置并不指向地心。其他位置并不指向地心。(3)(3)重力的方向不受其他作用力的影响重力的方向不受其他作用力的影响,与运动状态也没有关系。与运动状态也没有关系。3.3.力的图示和力的示意图的区别力的图示和力的示意图的区别:(:(物理观念物理观念)力的力的图图示示力的示意力的示意图图区区别别用来准确地表示力用来准确地表示力用来粗略地分析物体受用来粗略地分析物体受到了某个力到了某个力需要画出力的大小、方需要画出力的大小、方向和作用点三要素向和作用点三要素只画出力的方向和作用只画出力的方向和作用点点联联系系都是

11、用有向都是用有向线线段来表示力段来表示力,使抽象的力具体化、直使抽象的力具体化、直观观化化【典例示范典例示范】下列关于力的说法中正确的是下列关于力的说法中正确的是()A.A.任何性质的力都有施力物体任何性质的力都有施力物体,但不一定有受力物体但不一定有受力物体B.B.重力是任何物体本身就具有的重力是任何物体本身就具有的,与地球无关与地球无关C.C.力的大小、方向、作用点力的大小、方向、作用点,是影响力的作用效果的三要素是影响力的作用效果的三要素D.D.有力作用在物体上有力作用在物体上,物体的运动状态一定改变物体的运动状态一定改变【解析解析】选选C C。任何力均有施力物体和受力物体。任何力均有施

12、力物体和受力物体,故故A A错误错误;重力是物体和地球之重力是物体和地球之间的相互作用而产生的间的相互作用而产生的,不是物体本身具有的不是物体本身具有的,故故B B错误错误;力的大小、方向和作用力的大小、方向和作用点是影响力的作用效果的三要素点是影响力的作用效果的三要素,故故C C正确正确;力可以改变物体的运动状态或使物力可以改变物体的运动状态或使物体发生形变体发生形变,故不一定是改变物体的运动状态故不一定是改变物体的运动状态,D,D错误。错误。【素养训练素养训练】1.1.关于重力关于重力,以下说法正确的是以下说法正确的是()A.A.重力的方向总是垂直地面向下的重力的方向总是垂直地面向下的B.

13、B.重力是物体的固有属性重力是物体的固有属性,不随物体位置的改变而改变不随物体位置的改变而改变C.C.形状规则的物体的重心形状规则的物体的重心,不一定在它的几何中心上不一定在它的几何中心上D.D.挂在绳上静止的物体挂在绳上静止的物体,它受到的重力就是绳对它的拉力它受到的重力就是绳对它的拉力【解析解析】选选C C。重力的方向总是竖直向下的。重力的方向总是竖直向下的,不能说重力的方向总是垂直地面向下的不能说重力的方向总是垂直地面向下的,故故A A错误错误;质质量是物体的一种属性量是物体的一种属性,而重力不是而重力不是,物体的重力会随物体在地球上位置的改变而改变物体的重力会随物体在地球上位置的改变而

14、改变,故故B B错误错误;形形状规则的物体状规则的物体,若质量分布不均匀若质量分布不均匀,则物体的重心也不一定在它的几何中心则物体的重心也不一定在它的几何中心,故故C C正确正确;挂在绳上静挂在绳上静止的物体止的物体,它受到的重力等于绳对它的拉力它受到的重力等于绳对它的拉力二力平衡二力平衡,但不能说它受到的重力就是绳对它的但不能说它受到的重力就是绳对它的拉力拉力,因为二者产生的原因、方向都不同因为二者产生的原因、方向都不同,故故D D错误。错误。2.2.一质量为一质量为0.6 kg0.6 kg的物体放在倾角为的物体放在倾角为3030的斜面上的斜面上,用与斜面平行的、大小为用与斜面平行的、大小为

15、8 8 N N的力的力F F拉着它沿斜面向上运动拉着它沿斜面向上运动,如图所示如图所示,画出拉力和重力的图示。画出拉力和重力的图示。(g(g取取10 m/s10 m/s2 2)【解析解析】重力是由地球的吸引而产生的重力是由地球的吸引而产生的,大小为大小为G=mg=0.6 kg10 N/kg=6 N,G=mg=0.6 kg10 N/kg=6 N,方方向竖直向下向竖直向下,重力的作用点在物体的重心上重力的作用点在物体的重心上,重力与是否受其他力及运动状态无重力与是否受其他力及运动状态无关。掌握画力的图示的正确方法关。掌握画力的图示的正确方法,特别注意同一个力的图示中要使用同一个标特别注意同一个力的

16、图示中要使用同一个标度。度。答案答案:如图所示如图所示【补偿训练补偿训练】在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛,如图是某壮汉正通过绳索拉如图是某壮汉正通过绳索拉汽车运动。则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是汽车运动。则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是()A.A.壮汉、汽车壮汉、汽车B.B.壮汉、绳索壮汉、绳索C.C.绳索、汽车绳索、汽车D.D.汽车、绳索汽车、绳索【解析解析】选选C C。要研究的是汽车。要研究的是汽车,直接对汽车产生拉力的是绳索而不是壮汉直接对汽车产生拉力的是绳索而不是壮汉,汽汽车所受拉力是绳索和汽车之间的相互作用车所受拉力是绳

17、索和汽车之间的相互作用,故其施力物体是绳索故其施力物体是绳索,受力物体是汽受力物体是汽车车,所以选项所以选项C C正确。正确。主题二主题二 弹力的产生条件弹力的产生条件 任务任务1 1 观察微小形变观察微小形变【生活情境生活情境】用手挤压玻璃瓶用手挤压玻璃瓶,观察液面变化观察液面变化;用手按压桌面用手按压桌面,观察墙壁上光观察墙壁上光点移动情况。点移动情况。【问题探究问题探究】(1)(1)如图甲所示如图甲所示,用力挤压玻璃瓶身用力挤压玻璃瓶身,细管中的水面会上升细管中的水面会上升,松手后水面下降。松手后水面下降。细管中水面的变化说明了什么细管中水面的变化说明了什么?提示提示:甲图中细管中水面的

18、变化说明了玻璃瓶发生了形变。甲图中细管中水面的变化说明了玻璃瓶发生了形变。(2)(2)如图乙所示如图乙所示,在一张大桌子上放两个平面镜在一张大桌子上放两个平面镜M M和和N,N,让一束光依次被两面镜子让一束光依次被两面镜子反射反射,最后射到墙上最后射到墙上,形成一个光点形成一个光点P P。用力压桌面。用力压桌面,观察到墙上光点的位置会发观察到墙上光点的位置会发生变化。思考光点位置的变化说明了什么生变化。思考光点位置的变化说明了什么?提示提示:乙图中当力乙图中当力F F增大时增大时,两镜面均向里倾斜两镜面均向里倾斜,使入射角减小使入射角减小,经两次累积经两次累积,使反使反射光线的反射角更小射光线

19、的反射角更小,光点光点P P下移下移;同理同理,若力若力F F减小减小,光点光点P P上移。光点位置的变上移。光点位置的变化说明了桌面发生了形变。化说明了桌面发生了形变。(3)(3)由上述两个实验说明什么由上述两个实验说明什么?提示提示:任何物体在力的作用下任何物体在力的作用下,都会产生形变都会产生形变,只是有的形变明显只是有的形变明显,有的形变不明有的形变不明显。上述两个实验均采用了显。上述两个实验均采用了“放大法放大法”显示微小形变的原理。显示微小形变的原理。任务任务2 2 弹性形变弹性形变【实验情境实验情境】如图所示如图所示,用力将弹簧拉伸和用手挤压面包用力将弹簧拉伸和用手挤压面包,松手

20、后松手后,观察现象。观察现象。【问题探究问题探究】(1)(1)在图甲中在图甲中,用力可以将弹簧拉长用力可以将弹簧拉长,松手后会怎么样松手后会怎么样?提示提示:松手后弹簧会恢复原状。松手后弹簧会恢复原状。(2)(2)在图乙中在图乙中,用力可以将面包挤扁用力可以将面包挤扁,松手后会怎么样松手后会怎么样?提示提示:松手后面包不会恢复原状。松手后面包不会恢复原状。(3)(3)弹簧和面包的形状变化有什么特点弹簧和面包的形状变化有什么特点?提示提示:弹簧形变的特点是弹簧形变的特点是:形变后撤去外力就能恢复原状形变后撤去外力就能恢复原状,属于弹性形变。属于弹性形变。面包形变的特点是面包形变的特点是:形变后撤

21、去外力不能恢复原状形变后撤去外力不能恢复原状,属于非弹性形变。属于非弹性形变。任务任务3 3 弹力的产生弹力的产生【生活情境生活情境】如图所示如图所示,设置了如下四种情境。设置了如下四种情境。【问题探究问题探究】(1)(1)如图甲所示如图甲所示:物体物体A A、B B并排静止在光滑水平面上并排静止在光滑水平面上,A,A、B B之间有弹力吗之间有弹力吗?提示提示:在图甲中在图甲中,若移走物体若移走物体A,A,物体物体B B仍然静止仍然静止,或者移走物体或者移走物体B,B,物体物体A A仍然静止仍然静止,说明虽然说明虽然A A、B B接触接触,但相互之间没有弹力的作用。但相互之间没有弹力的作用。(

22、2)(2)如图乙所示如图乙所示:光滑物体光滑物体C C、D D叠放在光滑水平面上叠放在光滑水平面上,处于静止状态处于静止状态,C,C、D D之间有之间有弹力吗弹力吗?提示提示:在图乙中在图乙中,如果将物体如果将物体D D快速撤出快速撤出,物体物体C C会立即下落会立即下落,这说明这说明D D阻止了阻止了C C的下的下落落,说明说明C C、D D之间有弹力的作用。之间有弹力的作用。(3)(3)如图丙所示如图丙所示,在光滑水平面上在光滑水平面上,用力推动小车向左压弹簧用力推动小车向左压弹簧,弹簧对小车有弹力弹簧对小车有弹力作用吗作用吗?提示提示:松手后松手后,压缩弹簧的小车被弹出压缩弹簧的小车被弹

23、出,这说明弹簧对小车有弹力作用。这说明弹簧对小车有弹力作用。(4)(4)如图丁所示如图丁所示,用力推动小车向左压橡皮泥用力推动小车向左压橡皮泥,松手后橡皮泥对小车还有弹力作松手后橡皮泥对小车还有弹力作用吗用吗?提示提示:压缩橡皮泥的小车不被弹出压缩橡皮泥的小车不被弹出,这说明橡皮泥对小车没有弹力作用。这说明橡皮泥对小车没有弹力作用。(5)(5)弹簧和橡皮泥分别发生的形变有什么特点弹簧和橡皮泥分别发生的形变有什么特点?弹簧形变的特点是弹簧形变的特点是:_;:_;橡皮泥形变的特点是橡皮泥形变的特点是:_:_。(6)(6)从上述问题中从上述问题中,我们可以得出弹力产生的条件是什么我们可以得出弹力产生

24、的条件是什么?产生弹力的条件产生弹力的条件:_;_:_;_。弹簧形变后撤去外力能恢复原状弹簧形变后撤去外力能恢复原状,属于弹性形变属于弹性形变橡皮泥形变后撤去外力不能恢复原状橡皮泥形变后撤去外力不能恢复原状,属于非弹性形变属于非弹性形变物体间直接接触物体间直接接触接触处发生弹性形变接触处发生弹性形变【结论生成结论生成】1.1.形变形变:概念概念物体的形状或体物体的形状或体积发积发生改生改变变分分类类按形式分按形式分:拉伸拉伸(压缩压缩)形形变变、弯曲形、弯曲形变变、扭、扭转转形形变变按效果分按效果分:弹弹性形性形变变、非、非弹弹性形性形变变特点特点任何物体都能任何物体都能发发生形生形变变有的形

25、有的形变变明明显显,有的形有的形变变极其微小极其微小,可以借助放大法可以借助放大法观观察微小形察微小形变变2.2.弹力产生的条件弹力产生的条件:3.3.判断弹力是否存在的两种方法判断弹力是否存在的两种方法:(1)(1)定义法。根据弹力产生的条件直接进行判断定义法。根据弹力产生的条件直接进行判断,如果具备弹力产生的如果具备弹力产生的“两个条两个条件件”,则接触面之间存在弹力则接触面之间存在弹力,否则否则,不存在弹力。不存在弹力。(2)(2)假设法。假设法。假设无弹力假设无弹力:假设物体在某一接触处不存在弹力假设物体在某一接触处不存在弹力,看物体是否在该位置保持原看物体是否在该位置保持原来的状态来

26、的状态,从而判断物体在该处是否受到弹力作用。从而判断物体在该处是否受到弹力作用。假设有弹力假设有弹力:就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力,画出假画出假设状态下的受力图设状态下的受力图,判断受力情况与原来状态是否矛盾判断受力情况与原来状态是否矛盾,若矛盾若矛盾,则不存在弹力则不存在弹力,若不矛盾若不矛盾,则此弹力存在。则此弹力存在。【拓展延伸拓展延伸】用放大法观察物体的微小形变用放大法观察物体的微小形变(1)(1)观察圆玻璃瓶的微小形变。观察圆玻璃瓶的微小形变。如图所示如图所示,取一个圆玻璃瓶取一个圆玻璃瓶,里面盛满水里面盛满水,用穿

27、有透明细管的橡皮塞封口用穿有透明细管的橡皮塞封口,使水面使水面位于细管中位于细管中,用手捏玻璃瓶用手捏玻璃瓶,玻璃瓶发生形变玻璃瓶发生形变,容积减小容积减小,水受挤压水受挤压,细管中水面细管中水面上升上升,松开手后松开手后,形变恢复形变恢复,水面落回原处。水面落回原处。(2)(2)观察扁玻璃瓶的微小形变。观察扁玻璃瓶的微小形变。将将(1)(1)中的圆玻璃瓶换成扁玻璃瓶中的圆玻璃瓶换成扁玻璃瓶,其横截面为矩形其横截面为矩形,如图甲所示如图甲所示,如果用手沿图乙如果用手沿图乙方向挤压玻璃瓶方向挤压玻璃瓶,玻璃瓶发生形变玻璃瓶发生形变,容积减小容积减小,可观察到细管中水面上升可观察到细管中水面上升;

28、如果用手如果用手沿图丙方向挤压玻璃瓶沿图丙方向挤压玻璃瓶,玻璃瓶发生形变玻璃瓶发生形变,容积增大容积增大,可观察到细管中水面下降可观察到细管中水面下降,松松手后手后,形变恢复形变恢复,水面回到原位置。水面回到原位置。(3)(3)设计这个实验的原理是放大法设计这个实验的原理是放大法,在有些现象、变化、待测量十分微小的情况下在有些现象、变化、待测量十分微小的情况下,往往采用放大法往往采用放大法,物理学中不少重大发现利用了放大法。物理学中不少重大发现利用了放大法。【典例示范典例示范】如图所示如图所示,半径不同的半径不同的P P、Q Q两球紧靠着并静止放置在光滑的水平地面上两球紧靠着并静止放置在光滑的

29、水平地面上,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.PA.P、Q Q两球之间存在有弹力两球之间存在有弹力B.B.球对水平地面的压力就是球所受的重力球对水平地面的压力就是球所受的重力C.C.球对水平地面的压力是球发生微小形变产生的球对水平地面的压力是球发生微小形变产生的D.D.球受到水平地面的支持力是球发生微小形变产生的球受到水平地面的支持力是球发生微小形变产生的【解析解析】选选C C。对。对Q Q受力分析受力分析,若若P P对对Q Q有弹力有弹力,Q,Q不会处于静止状态不会处于静止状态,所以所以A A错误错误;压力大小等于重力压力大小等于重力,但是它们性质不同但是它们性质不同,所以所以B B错

30、误错误;所有压力都是由形变产生的所有压力都是由形变产生的,球发生微小形变对水平地面有压力球发生微小形变对水平地面有压力,所以所以C C正确正确;球受到水平地面的支持力是水平地面发生微小形变产生的球受到水平地面的支持力是水平地面发生微小形变产生的,所以所以D D错误。错误。【素养训练素养训练】1.20191.2019年年3 3月月7 7日日,国际泳联世界跳水系列赛北京站比赛中国际泳联世界跳水系列赛北京站比赛中,曹缘搭档谢思埸获得双人三曹缘搭档谢思埸获得双人三米跳板冠军。如图所示为曹缘与谢思埸的跳水起跳动作。下列说法正确的是米跳板冠军。如图所示为曹缘与谢思埸的跳水起跳动作。下列说法正确的是()A.

31、A.跳板发生形变跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变运动员的脚没有发生形变B.B.跳板和运动员的脚都发生了形变跳板和运动员的脚都发生了形变C.C.运动员受到的支持力运动员受到的支持力,是运动员的脚发生形变而产生的是运动员的脚发生形变而产生的D.D.跳板受到的压力跳板受到的压力,是跳板发生形变而产生的是跳板发生形变而产生的【解析解析】选选B B。运动员起跳时。运动员起跳时,跳板和运动员的脚都会受到力的作用跳板和运动员的脚都会受到力的作用,所以都会发生形变所以都会发生形变,A,A项错误项错误,B,B项正确项正确;运动员受到的支持力运动员受到的支持力,是跳板发生形变产生的是跳板发生形变产生的,C,C

32、项错误项错误;跳板受到的跳板受到的压力压力,是运动员的脚发生形变产生的是运动员的脚发生形变产生的,D,D项错误。项错误。2.(2.(多选多选)如图所示如图所示,图中的物体图中的物体A A均处于静止状态。下列关于弹力的说法正确的均处于静止状态。下列关于弹力的说法正确的是是()A.A.图甲中地面是光滑水平的图甲中地面是光滑水平的,A,A与与B B间存在弹力间存在弹力B.B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为、,A,A对两斜面均有压力的作用对两斜面均有压力的作用C.C.图丙中图丙中A A受到斜面受到斜面B B对它的弹力的作用对它的弹力的作用D.D.图丁中图丁中A A

33、受到斜面受到斜面B B对它的弹力的作用对它的弹力的作用【解析解析】选选B B、C C。图甲中。图甲中,A,A物体一定受到竖直向下的重力和地面竖直向上的支物体一定受到竖直向下的重力和地面竖直向上的支持力持力,因为因为A A物体静止物体静止,所以不可能再受到所以不可能再受到B B对对A A斜向右下方的弹力作用斜向右下方的弹力作用,故故A A错误错误;图乙中图乙中,若除去左侧的斜面若除去左侧的斜面,A,A将运动将运动,若去掉右侧的斜面若去掉右侧的斜面,A,A也将运动也将运动,所以两斜面所以两斜面对对A A物体均有支持力作用物体均有支持力作用,故故B B正确正确;图丙中图丙中,A,A受到竖直向下的重力

34、受到竖直向下的重力,细线对细线对A A的拉的拉力力,方向沿细线斜向右上方方向沿细线斜向右上方,为保持静止为保持静止,A,A一定受到斜面一定受到斜面B B对它的支持力对它的支持力,方向垂方向垂直于斜面指向左上方直于斜面指向左上方,故故C C正确正确;图丁中图丁中,A,A一定受到竖直向下的重力一定受到竖直向下的重力,细线对细线对A A竖直竖直向上的拉力向上的拉力,若若A A与斜面间有弹力与斜面间有弹力,则方向垂直于斜面指向左上方则方向垂直于斜面指向左上方,物体物体A A不可能保不可能保持静止持静止,故故D D错误。错误。【补偿训练补偿训练】“弹跳鞋弹跳鞋”源于中国高跷源于中国高跷,由德国人研制开发

35、由德国人研制开发,被全球媒体誉为被全球媒体誉为“世界十大绿色发明之一世界十大绿色发明之一”。该鞋运用仿生学原理该鞋运用仿生学原理,根据袋鼠的腿仿制而成。弹跳鞋是一种主要由弹簧操控变形的曲形弹跳根据袋鼠的腿仿制而成。弹跳鞋是一种主要由弹簧操控变形的曲形弹跳器器,它运动的形式是垂直地面的它运动的形式是垂直地面的,可获得更好的跳跃和速跑能力。当人们穿着弹跳鞋获得向上的可获得更好的跳跃和速跑能力。当人们穿着弹跳鞋获得向上的弹力时弹力时,关于该弹力关于该弹力,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.该弹力是弹簧发生拉伸形变产生的该弹力是弹簧发生拉伸形变产生的B.B.该弹力是弹簧发生压缩形变产生的该弹

36、力是弹簧发生压缩形变产生的C.C.该弹力是人的脚发生形变产生的该弹力是人的脚发生形变产生的D.D.该弹力的施力物体是地面该弹力的施力物体是地面【解析解析】选选B B。该弹力是由于弹簧发生压缩形变产生的。该弹力是由于弹簧发生压缩形变产生的,压缩产生向上的弹力压缩产生向上的弹力,施力物体是弹簧施力物体是弹簧,B,B正确。正确。主题三弹力的方向主题三弹力的方向【生活情境生活情境】如图所示如图所示,瓶子放在桌面上瓶子放在桌面上,尝试画出弹力的方向。尝试画出弹力的方向。弹簧弹力的方向以及轻杆的弹力方向。弹簧弹力的方向以及轻杆的弹力方向。【问题探究问题探究】1.1.面与面接触中弹力的方向面与面接触中弹力的

37、方向(1)(1)如图甲所示如图甲所示,把装有水的瓶子放在桌面上。瓶子受到的弹力是由哪个物体发把装有水的瓶子放在桌面上。瓶子受到的弹力是由哪个物体发生形变而产生的生形变而产生的?方向如何方向如何?提示提示:瓶子受到的弹力是桌面发生形变而产生的瓶子受到的弹力是桌面发生形变而产生的,方向垂直桌面向上。方向垂直桌面向上。(2)(2)桌面受到的弹力是由哪个物体发生形变而产生的桌面受到的弹力是由哪个物体发生形变而产生的?方向如何方向如何?试在图甲中分试在图甲中分别画出瓶子和桌面受到的弹力。别画出瓶子和桌面受到的弹力。提示提示:桌面受到的弹力是瓶子发生形变而产生的桌面受到的弹力是瓶子发生形变而产生的,方向垂

38、方向垂直桌面向下直桌面向下,力的示意图如图所示。力的示意图如图所示。2.2.弹簧弹力的方向弹簧弹力的方向:(1)(1)如图乙、丙所示如图乙、丙所示,在弹簧下端和弹簧上端分别固定物块在弹簧下端和弹簧上端分别固定物块m,m,都处于静止状态。都处于静止状态。乙图中弹簧对物块的弹力沿什么方向乙图中弹簧对物块的弹力沿什么方向?提示提示:乙图中弹簧被拉伸乙图中弹簧被拉伸,所以弹簧弹力方向竖直向上所以弹簧弹力方向竖直向上,指向弹簧收缩的方向。指向弹簧收缩的方向。(2)(2)丙图中弹簧对物块的弹力沿什么方向丙图中弹簧对物块的弹力沿什么方向?提示提示:丙图中弹簧被压缩丙图中弹簧被压缩,所以弹簧弹力方向竖直向上所

39、以弹簧弹力方向竖直向上,背离弹簧压缩的方向。背离弹簧压缩的方向。3.3.轻杆中的弹力方向轻杆中的弹力方向:丁图中三个重物均静止丁图中三个重物均静止,则杆则杆A A、B B、C C的弹力方向如何的弹力方向如何?请分析并画出弹力的示请分析并画出弹力的示意图。意图。提示提示:丁图中丁图中A A杆给重物的弹力杆给重物的弹力F F类同于绳子的作用类同于绳子的作用,为拉力为拉力,方向沿杆向上方向沿杆向上,如图如图a a所示所示;丁图中丁图中B B杆给重物的弹力杆给重物的弹力F F类同于支持力类同于支持力,方向沿杆向上方向沿杆向上,如图如图b b所示所示;丁图丁图中中C C杆给重物的弹力杆给重物的弹力F F

40、并不沿着杆并不沿着杆,根据二力平衡判断出根据二力平衡判断出F F的方向应竖直向上的方向应竖直向上,如如图图c c所示。所示。【结论生成结论生成】1.1.几种常见弹力的方向几种常见弹力的方向:类类型型方向方向示意示意图图接接触触方方式式面与面面与面垂直公共接触面指向被支持物体垂直公共接触面指向被支持物体 点与面点与面过过点垂直于面指向被支持物体点垂直于面指向被支持物体 点与点点与点垂直于公共切面指向受力物体且垂直于公共切面指向受力物体且力的作用力的作用线线一定一定过过球球(圆圆)心心 类类型型方向方向示意示意图图轻绳轻绳沿沿绳绳收收缩缩方向方向 轻轻杆杆可沿杆可沿杆 可不沿杆可不沿杆 轻弹轻弹簧

41、簧沿沿弹弹簧形簧形变变的反方向的反方向 2.2.判断弹力方向的一般步骤判断弹力方向的一般步骤:(1)(1)判定物体之间弹力作用的类型。判定物体之间弹力作用的类型。(2)(2)判定产生弹力的物体。判定产生弹力的物体。(3)(3)判定物体形变的方向。判定物体形变的方向。(4)(4)判定物体产生的弹力方向。判定物体产生的弹力方向。3.3.杆、弹簧与非弹性绳受力特点比较杆、弹簧与非弹性绳受力特点比较:杆杆既可受拉力既可受拉力,又可受又可受压压力力一般形一般形变变量量是微小的是微小的形形变变消失或改消失或改变变几乎不几乎不需要需要时间时间弹弹簧簧既可受拉力既可受拉力,又可受又可受压压力力非微小形非微小形

42、变变形形变变消失或改消失或改变变需要一需要一段段时间时间,即在改即在改变变的瞬的瞬间间,弹弹力保持不力保持不变变绳绳仅仅能受拉力能受拉力一般形一般形变变量量是微小的是微小的形形变变消失或改消失或改变变几乎不几乎不需要需要时间时间【典例示范典例示范】请在图中画出杆或球所受的弹力。请在图中画出杆或球所受的弹力。(a)(a)杆靠在墙上。杆靠在墙上。(b)(b)杆放在半球形的槽中。杆放在半球形的槽中。(c)(c)球用细线悬挂在竖直墙上。球用细线悬挂在竖直墙上。(d)(d)点点1 1、2 2、3 3都可能是球的重心位置都可能是球的重心位置,点点2 2是球心是球心,1,1、2 2、3 3点在同一竖直线上。

43、点在同一竖直线上。【解题指南解题指南】解答本题时应明确以下三点解答本题时应明确以下三点:(1)(1)若为面面若为面面(或曲面或曲面)接触接触,弹力垂直于面。弹力垂直于面。(2)(2)绳上弹力沿绳并指向绳收缩方向。绳上弹力沿绳并指向绳收缩方向。(3)(3)与球面接触的弹力方向延长线或反向延长线过球心。与球面接触的弹力方向延长线或反向延长线过球心。【解析解析】本题考查对弹力方向的判定本题考查对弹力方向的判定,关键是熟悉各种接触中的弹力方向。关键是熟悉各种接触中的弹力方向。(a)(a)杆在重力作用下对杆在重力作用下对A A、B B两处都产生挤压作用两处都产生挤压作用,故故A A、B B两处对杆都有弹

44、力两处对杆都有弹力,弹力方向与接触弹力方向与接触点的平面垂直。如图甲所示。点的平面垂直。如图甲所示。(b)(b)杆对杆对C C、D D两处都有挤压作用两处都有挤压作用,因因C C处为曲面处为曲面,D,D处为支撑点处为支撑点,所以所以C C处弹力垂直于其切面指向处弹力垂直于其切面指向球心球心,D,D处弹力垂直于杆斜向上。如图乙所示。处弹力垂直于杆斜向上。如图乙所示。(c)(c)球挤压墙壁且拉紧绳子球挤压墙壁且拉紧绳子,所以墙对球的弹力与墙面垂直所以墙对球的弹力与墙面垂直;绳子对球的弹力沿绳子斜向上。绳子对球的弹力沿绳子斜向上。如图丙所示。如图丙所示。(d)(d)当重心不在球心处时当重心不在球心处

45、时,弹力作用也必通过球心弹力作用也必通过球心2,2,如图丁所示。应注意不要错误地认为弹力如图丁所示。应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心。作用线必定通过球的重心。答案答案:见解析图见解析图【素养训练素养训练】1.1.体育课上一学生将足球踢向斜台体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示。下列关于斜台给足球的弹力方向如图所示。下列关于斜台给足球的弹力方向的说法正确的是的说法正确的是()A.A.沿沿v v1 1的方向的方向B.B.先沿先沿v v1 1的方向后沿的方向后沿v v2 2的方向的方向C.C.沿沿v v2 2的方向的方向D.D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向沿垂直于斜台斜向左上方的方向

46、【解析解析】选选D D。支持力是弹力。支持力是弹力,方向总是垂直于接触面方向总是垂直于接触面,并指向被支持物并指向被支持物,所以斜所以斜台给足球的弹力的方向为垂直斜台向左上方方向。台给足球的弹力的方向为垂直斜台向左上方方向。D D符合题意符合题意,A,A、B B、C C不符合题不符合题意。意。2.2.一杆搁在矮墙上一杆搁在矮墙上,关于杆受到的弹力的方向关于杆受到的弹力的方向,图中正确的是图中正确的是()【解析解析】选选D D。F FN1N1的方向没有垂直于杆的方向没有垂直于杆,A,A不符合题意不符合题意;F;FN1N1的方向没有垂直于杆的方向没有垂直于杆,而而F FN2N2的方向没有垂直于接触

47、面的方向没有垂直于接触面,B,B不符合题意不符合题意;F;FN2N2的方向没有垂直于接触面的方向没有垂直于接触面,C,C不不符合题意符合题意;两力均垂直于接触面两力均垂直于接触面,并指向受力物体并指向受力物体,D,D符合题意。符合题意。主题四主题四 弹簧弹力的大小弹簧弹力的大小【生活情境生活情境】如图所示如图所示,拉伸和压缩弹簧拉伸和压缩弹簧,观察弹簧形变现象。观察弹簧形变现象。【问题探究问题探究】1.1.图甲表示弹簧处于原长状态。图乙表示弹簧处于拉伸状态。图丙表示弹簧处图甲表示弹簧处于原长状态。图乙表示弹簧处于拉伸状态。图丙表示弹簧处于压缩状态。请结合甲、乙、丙图分析在公式于压缩状态。请结合

48、甲、乙、丙图分析在公式F=kxF=kx中中,x,x表示的是弹簧的长度吗表示的是弹簧的长度吗?若不是若不是,它表示什么意义它表示什么意义?图甲中弹簧的原长为图甲中弹簧的原长为l0 0;图乙中在拉力图乙中在拉力F F的作用下弹簧的作用下弹簧的长度为的长度为l1 1;图丙中在压力图丙中在压力FF的作用下的作用下,弹簧的长度为弹簧的长度为l2 2,则则F F和和FF分别等于多分别等于多少少?提示提示:不是。不是。x x表示的是弹簧伸长的长度或缩短的长度表示的是弹簧伸长的长度或缩短的长度,而不是弹簧的长度而不是弹簧的长度,图乙图乙中弹簧伸长量为中弹簧伸长量为(l1 1-l0 0),),图丙中弹簧压缩量为

49、图丙中弹簧压缩量为(l0 0-l2 2),),所以所以F=k(F=k(l1 1-l0 0),),F=k(F=k(l0 0-l2 2)。2.2.弹簧弹力的变化量弹簧弹力的变化量FF与形变量的变化量与形变量的变化量xx是否也成正比关系是否也成正比关系?试证明。试证明。提示提示:成正比。由于成正比。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=k(x=k(x2 2-x-x1 1)=kx,)=kx,所以弹所以弹簧的弹力的变化量簧的弹力的变化量FF与形变量的变化量与形变量的变化量xx也成正比。也成正比。3.3

50、.若以弹力和弹簧形变量分别作为纵轴和横轴建立若以弹力和弹簧形变量分别作为纵轴和横轴建立F-xF-x图像图像,图像的斜率表示图像的斜率表示什么物理意义什么物理意义?如果弹簧如果弹簧1 1、2 2的的F-x F-x 图像如图所示图像如图所示,哪根弹簧的劲度系数较大哪根弹簧的劲度系数较大?提示提示:由胡克定律由胡克定律F=kxF=kx可得可得k=,k=,所以所以F-xF-x图像的斜率表示弹簧的劲度系数图像的斜率表示弹簧的劲度系数,斜斜率越大率越大,劲度系数越大劲度系数越大,弹簧越硬。由图可知弹簧越硬。由图可知:图像图像1 1的斜率较大的斜率较大,所以弹簧所以弹簧1 1的劲的劲度系数较大。度系数较大。