人教必修1全国通用版：第3章-相互作用第3章-2---2-弹力- (2).ppt

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1、人教必修1全国通用版：第3章-相互作用第3章-2-2-弹力-第三章相互作用相互作用2弹力弹力返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版知道常见形变和弹性形变知道常见形变和弹性形变理解弹力的概念及产生条件理解弹力的概念及产生条件掌握胡克定律，会用公式掌握胡克定律，会用公式Fkx计算弹簧的弹力计算弹簧的弹力知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会判断它知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会判断它们的方向们的方向返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1 1课课前前预预习习2 2课课内内探探究究3 3素素养养提提升升4 4课课堂堂达达标标5 5课课时时作作业业返回导航第三章相互作

2、用物物理理必必修修 人人教教版版课课 前前 预预 习习返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1形变与弹性形变形变与弹性形变(1)形变：物体在力的作用下形变：物体在力的作用下_发生改变，叫作形变。发生改变，叫作形变。(2)弹弹性性形形变变：有有些些物物体体在在形形变变后后能能够够_，这这种种形形变变叫叫作作弹弹性性形变。形变。弹性形变与弹力弹性形变与弹力形状或体积形状或体积 恢复原状恢复原状 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版2弹力弹力(1)概概念念：发发生生_的的物物体体，由由于于要要恢恢复复_，对对与与它它_物体产生力的作用，这种力叫作弹力。物体产生力的作用，

3、这种力叫作弹力。(2)弹弹 性性 限限 度度：当当 形形 变变 超超 过过 一一 定定 限限 度度 时时，撤撤 去去 作作 用用 力力 后后，物物 体体_，这个限度叫弹性限度。，这个限度叫弹性限度。(3)弹力产生的条件：弹力产生的条件：两物体两物体_。有有_形变形变(接触处有挤压或拉伸接触处有挤压或拉伸)。形变形变 原状原状 接触的接触的 不能完全恢复原来的形状不能完全恢复原来的形状 接触接触 弹性弹性 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1常常见见弹弹力力：平平时时所所说说的的压压力力、支支持持力力和和拉拉力力都都是是弹弹力力。绳绳中中的的弹弹力力通通常常称为称为_。2弹力的

4、方向弹力的方向(1)压压力力和和支支持持力力的的方方向向_于于物物体体的的接接触触面面，指指向向被被压压或或被被_的物体。的物体。(2)绳的拉力沿着绳而指向绳绳的拉力沿着绳而指向绳_的方向。的方向。常见的几种弹力常见的几种弹力张力张力 垂直垂直 支持支持 收缩收缩 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1内内容容：弹弹簧簧发发生生弹弹性性形形变变时时，弹弹力力的的大大小小F跟跟_成正比。成正比。2表表达达式式：F_，其其中中k为为弹弹簧簧的的_，单单位位：牛牛顿顿每每米，符号米，符号_，它的大小反映了弹簧的软硬程度。，它的大小反映了弹簧的软硬程度。胡克定律胡克定律弹簧伸长弹簧伸长

5、(或缩短或缩短)的长度的长度x kx 劲度系数劲度系数 N/m 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版判一判判一判(1)所有形变在撤去外力后都能够恢复原来的形状。所有形变在撤去外力后都能够恢复原来的形状。()(2)两个接触的物体间一定存在弹力。两个接触的物体间一定存在弹力。()(3)若两物体间存在弹力，则它们一定接触。若两物体间存在弹力，则它们一定接触。()(4)支持力的方向垂直于物体的接触面。支持力的方向垂直于物体的接触面。()(5)弹簧的弹力总是与其形变量成正比。弹簧的弹力总是与其形变量成正比。()返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解解析析：头头顶顶受受到到

6、的的压压力力的的施施力力物物体体是是坛坛子子，受受力力物物体体是是头头顶顶，它它产产生生的的直直接原因是坛的形变，间接原因是物体受到的重力，接原因是坛的形变，间接原因是物体受到的重力，A项正确。项正确。A 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版答案：答案：30N解解析析：由由胡胡可可定定律律可可知知，80N能能使使弹弹簧簧伸伸长长40个个刻刻度度，伸伸长长一一个个刻刻度度对对应应的的拉拉力力是是2N，若若要要指指针针正正对对刻刻度度20，需需要要弹弹簧簧伸伸长长15个刻度，此时的弹力应为个刻度，此时的弹力应为30N。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版课课 内内

7、探探 究究返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版体体育育课课上上一一学学生生将将足足球球踢踢向向斜斜台台，如如图图所所示示，足足球球与与斜斜台台之之间间有有相相互互作作用用的弹力吗？若有，则斜台给足球的弹力方向如何？的弹力吗？若有，则斜台给足球的弹力方向如何？探究一弹力的产生及弹力方向的判定探究一弹力的产生及弹力方向的判定提提示示：有有；足足球球所所受受弹弹力力方方向向垂垂直直于于斜斜台台指向足球。指向足球。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1产生弹力必备的两个条件：产生弹力必备的两个条件：(1)两物体间相互接触；两物体间相互接触；(2)发生弹性形变。发生弹性形

8、变。2判断弹力有无的常见方法：判断弹力有无的常见方法：(1)直直接接判判定定：对对于于发发生生明明显显形形变变的的物物体体(如如弹弹簧簧、橡橡皮皮条条等等)，可可根根据据弹弹力力产生的条件由形变直接判断。产生的条件由形变直接判断。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版(2)对于形变不明显的情况，通常用以下方法来判定：对于形变不明显的情况，通常用以下方法来判定：a假假设设法法：假假设设将将与与研研究究对对象象接接触触的的物物体体撤撤去去，判判断断研研究究对对象象的的运运动动状状态态是是否否发发生生改改变变，若若运运动动状状态态不不变变，则则此此处处不不存存在在弹弹力力；若若运运动动

9、状状态态改改变变，则则此此处一定存在弹力。处一定存在弹力。b替替换换法法：可可以以将将硬硬的的、形形变变不不明明显显的的施施力力物物体体用用软软的的、易易产产生生明明显显形形变变的的物物体体来来替替换换，看看能能不不能能维维持持原原来来的的力力学学状状态态。如如将将侧侧壁壁、斜斜面面用用海海绵绵来来替替换换，将硬杆用轻弹簧将硬杆用轻弹簧(橡皮条橡皮条)或细绳来替换。或细绳来替换。c状状态态法法：因因为为物物体体的的受受力力必必须须与与物物体体的的运运动动状状态态相相吻吻合合，所所以以可可以以依依据据物体的运动状态由相应的规律物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡知识等如二力平衡知识等)来判断物

10、体间的弹力。来判断物体间的弹力。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版3弹力的方向：弹力的方向：(1)弹弹力力的的方方向向总总与与引引起起物物体体形形变变的的外外力力方方向向相相反反，与与施施力力物物体体恢恢复复原原状状的的方向相同。方向相同。(2)常见的三种接触方式常见的三种接触方式返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版常常见见三三类类弹弹力力的方向的方向返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版特特别别提提醒醒：(1)接接触触的的物物体体间间不不一一定定存存在在弹弹力力，但但两两物物体体间间若若有有弹弹力力，则则它它们一定接触。们一定接触。(2)压压力

11、力、支支持持力力的的方方向向都都垂垂直直于于接接触触面面，确确定定它它们们方方向向的的关关键键是是找找准准它它们们的接触面或接触点的切面。的接触面或接触点的切面。(3)轻轻杆杆的的弹弹力力方方向向具具有有不不确确定定性性，一一般般要要根根据据物物体体的的运运动动状状态态结结合合平平衡衡条条件确定轻杆的弹力方向。件确定轻杆的弹力方向。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解题指导：解题指导：判断弹力方向应把握以下三种情况：判断弹力方向应把握以下三种情况：(1)当面当面(或曲面或曲面)接触，弹力垂直于面。接触，弹力垂直于面。(2)绳

12、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)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。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解解析析：甲甲属属于于绳绳的的拉拉力力，应应沿沿绳绳指指向向绳绳收收缩缩的的方方向向，因因此此弹弹力力方方向向沿沿绳绳向向上上；乙乙中中A点点属属于于点点与与球球面面相相接接触触，弹弹力力应应垂垂直直于于球球面面的的切切面面斜斜向向上上，必必过过球球心心O，B点点属属于于点点与与杆杆相相接接触触，弹弹力力应应垂垂直直于于杆杆斜斜向向上上；丙丙中中A、B两两点点都都是是球球面面与与平平面面相

13、相接接触触，弹弹力力应应垂垂直直于于平平面面，且且必必过过球球心心，所所以以A处处弹弹力力方方向向水水平平向向右右，B处处弹弹力力垂垂直直于于斜斜面面向向左左上上方方，且且都都过过球球心心；丁丁中中小小球球P不不管管运运动动与与否否，都都是是属属于于平面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球心，即向上。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所示。它们所受弹力的示意图如图所示。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版B 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解解析析：判判断断a、b两两球球间间有有无无弹弹力力，要要依依据据弹弹力力

14、产产生生的的两两个个条条件件：一一是是相相互互接接触触；二二是是发发生生弹弹性性形形变变。四四个个选选项项中中都都满满足足了了接接触触这这一一条条件件，但但是是否否发发生生了了形变难于观察，这时可以利用形变难于观察，这时可以利用“假设法假设法”来判断。来判断。在在A图图中中，若若拿拿去去a球球，则则b球球仍仍静静止止不不动动，故故a、b间间没没有有挤挤压压，即即a、b间间没没有有弹弹力力。在在B图图中中，若若拿拿去去a球球，则则b球球将将向向左左运运动动，故故a、b间间存存在在相相互互挤挤压压，故故a、b间间存存在在弹弹力力。在在C图图中中，若若拿拿去去a球球，则则b球球静静止止，即即a、b间

15、间没没有有挤挤压压，即即a、b间间没没有有弹弹力力。在在D图图中中若若拿拿去去斜斜面面a，则则b球球可可能能静静止止，即即a、b间间可可能能没没有有挤挤压，即压，即a、b间可能没有弹力。故间可能没有弹力。故a、b间一定有弹力的是间一定有弹力的是B图。图。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版如图所示，轻弹簧的一端固定于竖直木板上，另一端与一光滑小球连接。如图所示，轻弹簧的一端固定于竖直木板上，另一端与一光滑小球连接。(1)小球是否一定受到弹簧的弹力作用？小球是否一定受到弹簧的弹力作用？(2)若若弹弹簧簧处处于于被被拉拉长长状状态态，则则弹弹簧簧越越长长(在在弹弹性性限限度度中中)

16、，弹弹力力越越大大还还是是越越小？小？提示：提示：(1)不一定不一定(2)越大越大探究二弹力大小的计算探究二弹力大小的计算返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1弹簧的弹力弹簧的弹力(1)应用胡克定律应用胡克定律Fkx求解。求解。其其中中x为为弹弹簧簧的的形形变变量量(可可能能为为伸伸长长量量ll0，也也可可能能为为缩缩短短量量l0l)；k为为弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数，k只只与与弹弹簧簧本本身身有有关关，由由弹弹簧簧本本身身的的材材料料、长长度度、粗粗细细、匝匝数数等等因因素决定。它反映了弹簧的软硬程度，素决定。它反映了弹簧的软硬程度，k越大，弹簧越硬，其长度越难改变。越大，

17、弹簧越硬，其长度越难改变。(2)弹弹力力与与弹弹簧簧伸伸长长量量的的关关系系可可用用Fx图图象象表表示示，如如图图，图图线线的的斜斜率率即即为为弹弹簧的劲度系数。簧的劲度系数。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版(3)由由于于F1kx1，F2kx2，故故FF2F1kx2kx1k(x2x1)kx，因因此，弹簧上弹力的变化量此，弹簧上弹力的变化量F与形变量的变化量也成正比关系，即与形变量的变化量也成正比关系，即Fkx。2非弹簧的弹力大小的计算非弹簧的弹力大小的计算弹弹力力的的大大小小与与物物体体的的形形变变程程度度有有关关，一一般般要要借借助助物物体体的的运运动动状状态态所所遵遵循

18、循的的物理规律求解。物理规律求解。比比如如悬悬挂挂在在竖竖直直细细绳绳上上的的物物体体处处于于静静止止状状态态时时，物物体体受受绳绳向向上上的的拉拉力力和和重重力作用。根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小。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。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版特特别别提提醒醒：(1)无无论论是是应应用用胡胡克克定定律律计计算算弹弹簧簧弹弹力力大大小小还还是是判判断断弹弹簧簧弹弹力力方方向，都要注意弹簧是被拉伸，还是被压缩。向，都要注意弹簧是被拉伸，还是被压缩。(2)物物体体不不处处于于平平衡衡状状态态时时，物物体体所所受受的的

19、拉拉力力或或支支持持力力不不等等于于物物体体所所受受的的重重力。力。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版C 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解题指导：解题指导：求解此题应特别注意，球在求解此题应特别注意，球在A处时弹簧已经伸长了一定长度。处时弹簧已经伸长了一定长度。解解析析：球球在在A位位置置时时弹弹簧簧已已经经伸伸长长了了(令令它它为为x)，这这样样有有FBk(xx)kxkx，因球在，因球在A位置平衡，即位置平衡，即Gkx，所以，所以FBGkx，故，故C正确。正确。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版B 返回导航第三章相互作用物物理理必必修

20、修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1实验原理实验原理(1)弹弹簧簧受受力力会会发发生生形形变变，形形变变的的大大小小与与受受到到的的外外力力有有关关。沿沿着着弹弹簧簧的的方方向向拉拉弹弹簧簧，当当形形变变稳稳定定时时，弹弹簧簧的的弹弹力力与与使使它它发发生生形形变变的的拉拉力力在在数数值值上上是是相相等等的的。用用悬悬挂挂法法测测量量弹弹簧簧的的弹弹力力，利利用用的的是是弹弹簧簧静静止止时时弹弹簧簧的的弹弹力力与与挂挂在在弹弹簧簧下下面面的的钩码的重力相等。钩码的重力相等。(2)弹弹簧簧的的长长度度可可用用刻刻度度尺尺直直接接测测出出，伸伸长长量量可可由由弹弹

21、簧簧拉拉长长后后的的长长度度减减去去弹弹簧的原长来计算。簧的原长来计算。探究三实验：探究弹力和弹簧伸长的关系探究三实验：探究弹力和弹簧伸长的关系返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版(3)建建立立坐坐标标系系，以以纵纵坐坐标标表表示示弹弹力力大大小小F，以以横横坐坐标标表表示示弹弹簧簧的的伸伸长长量量x，在在坐坐标标系系中中描描出出实实验验所所测测得得的的各各组组(x、F)对对应应的的点点，用用平平滑滑的的曲曲线线连连接接起起来来，根根据实验所得的图线，就可探究弹力大小与伸长量间的关系。据实验所得的图线，就可探究弹力大小与伸长量间的关系。2实验器材实验器材轻弹簧、钩码轻弹簧、钩码

22、(一盒一盒)、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版3实验步骤实验步骤(1)按图安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度按图安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。(2)在弹簧下悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力。在弹簧下悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力。(3)增增加加钩钩码码的的个个数数，重重复复上上述述实实验验过过程程，将将数数据据填填入入表表格格，以以F表表示示弹弹力力，l表示弹簧的总长度，表示弹簧的总长度，xll0表示弹簧的伸长量。

23、表示弹簧的伸长量。1234567F/N0l/cmx/cm0返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版5注意事项注意事项(1)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度。所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度。(2)每每次次所所挂挂钩钩码码的的质质量量差差尽尽量量大大一一些些，从从而而使使坐坐标标上上描描的的点点尽尽可可能能稀稀一一些些，这样作出的图线更精确。这样作出的图线更精确。(3)测测弹弹簧簧长长度度时时，一一定定要要在在弹弹簧簧竖竖直直悬悬挂挂且且处处于于平平衡衡状状态态时时测测量量，刻刻度度尺尺要

24、保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。(4)描描点点画画线线时时，所所描描的的点点不不一一定定都都落落在在一一条条曲曲线线上上，但但应应注注意意一一定定要要使使各各点均匀分布在曲线的两侧。点均匀分布在曲线的两侧。(5)记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版钩码质量钩码质量(g)0306090120150弹簧总长度弹簧总长度(cm)6.007.008.009.0010.0011.00返回导航第三章相互

25、作用物物理理必必修修 人人教教版版(1)写出该图线的数学表达式写出该图线的数学表达式F_N；(2)图线与横轴的交点的物理意义是图线与横轴的交点的物理意义是_；(3)该弹簧的劲度系数该弹簧的劲度系数k_N/m；(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是图线延长后与纵轴的交点的物理意义是_。(30L1.8)弹簧原长弹簧原长 30 弹簧被压缩弹簧被压缩1cm时的弹力为时的弹力为0.3N 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解析：解析：描点作图，图象如图所示。描点作图，图象如图所示。(1)由图象可以得出图线的数学表达式为由图象可以得出图线的数学表达式为F(30L1.8)N；(2)图图线线

26、与与横横轴轴的的交交点点表表示示，弹弹簧簧所所受受弹弹力力F0时时弹弹簧簧的的长长度度，即即弹弹簧簧的的原原长；长；(3)图线的斜率即为弹簧的劲度系数图线的斜率即为弹簧的劲度系数k30N/m；(4)图图线线延延长长后后与与纵纵轴轴的的交交点点表表示示弹弹簧簧长长度度为为5cm时时的的弹弹力力，此此时时弹弹簧簧被被压压缩了缩了1cm，即表示弹簧被压缩，即表示弹簧被压缩1cm时的弹力为时的弹力为0.3N。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版为完成实验，还需要的实验器材有：为完成实验，还需要的实验器材有：_。实验中需要测量的物理量有

27、：实验中需要测量的物理量有：_。图图(2)是是弹弹簧簧所所受受弹弹力力F与与弹弹簧簧伸伸长长长长度度x的的Fx图图线线，由由此此可可求求出出弹弹簧簧的的劲度系数为劲度系数为_N/m，图线不过原点的原因是由于，图线不过原点的原因是由于_。刻度尺刻度尺 弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量 200 弹簧有自重弹簧有自重 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版素素 养养 提提 升升返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版分析求解三步走分析求解三步走(1)找截距找截距图象在横轴的截距表示弹簧的原长。图象在横轴的截距表示弹簧的原长。(2)求斜率求斜率图象的斜率表示弹簧的劲度系数。图象的斜率表示弹簧的劲度系数。(3)列方程列方程恰当选取图象上的点列方程或方程组。恰当选取图象上的点列方程或方程组。同时注意坐标轴对应物理量的单位。同时注意坐标轴对应物理量的单位。弹簧弹簧Fx图象问题的解题技巧图象问题的解题技巧返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版200 7.5 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版课课 堂堂 达达 标标返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版课课 时时 作作 业业谢谢大家！结结 语语