物理弹力沪科必修学习教案.pptx

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1、物理物理(wl)弹力沪科必修弹力沪科必修第一页，共32页。2 2弹力弹力(tnl)(tnl)的方向的方向压力和支持力的方向都压力和支持力的方向都 ，绳的拉力的方向，绳的拉力的方向 的方向的方向3 3胡克定律胡克定律(1)(1)弹力弹力(tnl)(tnl)的大小跟形变的的大小跟形变的 有关，形变越有关，形变越 ，弹力，弹力(tnl)(tnl)也越也越大，形变大，形变 ，弹力，弹力(tnl)(tnl)随之消失随之消失(2)(2)胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力(tnl)(tnl)跟跟 成正比，即成正比，即 ，式中，式中k k为弹簧的劲度系数，单位是为弹簧的劲度系

2、数，单位是 ，符号用，符号用 表示表示(3)(3)胡克定律表达式的适用条件：胡克定律表达式的适用条件：.垂直于接触面垂直于接触面沿绳要收缩沿绳要收缩(shu su)大小大小(dxio)为零为零形变量形变量Fkx牛每米牛每米N/m弹性限度内弹性限度内大大第1页/共32页第二页，共32页。一、弹性一、弹性(tnxng)形变形变 重点解读重点解读(1)定义：物体的形状或体积的改变叫形变定义：物体的形状或体积的改变叫形变(2)形变的种类：形变的种类：形变有拉伸形变形变有拉伸形变(或压缩形变或压缩形变)、弯曲形变、扭转形变等本节主要讨论拉伸、弯曲形变、扭转形变等本节主要讨论拉伸(或或压缩压缩)形变形变(

3、3)弹性弹性(tnxng)形变：物体在外力作用下发生形变，如果撤去外力后，形变能形变：物体在外力作用下发生形变，如果撤去外力后，形变能完全恢复，这种形变叫弹性完全恢复，这种形变叫弹性(tnxng)形变形变(4)弹性弹性(tnxng)限度：如果外力使物体的形变过大，超过一定限度，在撤去外限度：如果外力使物体的形变过大，超过一定限度，在撤去外力后，形变不能完全恢复，这个限度就叫弹性力后，形变不能完全恢复，这个限度就叫弹性(tnxng)限度限度第2页/共32页第三页，共32页。疑点辨析形变与弹性形变形变有弹性形变和非弹性形变之分(1)弹性形变：物体在形变后能够恢复原状，如弹簧(tnhung)、橡皮筋

4、等，这样的形变叫弹性形变(2)非弹性形变：物体在形变后不能恢复原状，如普通的泥巴第3页/共32页第四页，共32页。难点突破怎样观测微小(wixio)形变？物体受到外力作用都将发生形变，但是有好多形变是很不明显的，需要借助于仪器或其他辅助物才能观测，课本上介绍了两种最简单的方法是把一圆玻璃瓶装满水，瓶口用中间(zhngjin)插有细管(透明)的瓶塞塞住，如右图所示，用手挤压玻璃瓶，细管中的水就会上升，松开手，水面又降回原处想一想：如果换成扁玻璃瓶，按压“凸”面、“扁”面效果一样吗？第4页/共32页第五页，共32页。二、弹力产生的条件二、弹力产生的条件 要点梳理要点梳理发生弹性形变的物体由于恢复原

5、状而对与它接触的物体产生力的作用，这发生弹性形变的物体由于恢复原状而对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力种力叫做弹力可见，要产生弹力需同时满足两个条件：可见，要产生弹力需同时满足两个条件：物体间直接接触，物体间直接接触，接触处发接触处发生弹性形变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生弹性形变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定存在(cnzi)弹力，只有两物体接触处产生弹性形变时，两物体间才有弹力，只有两物体接触处产生弹性形变时，两物体间才有弹力产生当形变不明显难以直接判断时，可用弹力产生当形变不明显难以直接判断时，可用“假设法假设法”判定，所谓判

6、定，所谓“假设法假设法”就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力，画出假设状态下的就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力，画出假设状态下的受力图，判断受力情况与现实状态是否矛盾，若矛盾，假设不成立，则无受力图，判断受力情况与现实状态是否矛盾，若矛盾，假设不成立，则无弹力弹力第5页/共32页第六页，共32页。三、弹力的方向三、弹力的方向 重点重点(zhngdin)解读解读 (1)书与桌面间的弹力 如右图所示，一本书放在桌面上，书对桌面产向下的压力(弹力)，桌面对书产生向上(xingshng)的支持力(弹力)因为两者都发生了形变，桌面向下“凹”了，书向上(xingshng)“凹”了 弹力的方向与接触

7、面垂直第6页/共32页第七页，共32页。(2)绳与物的弹力(tnl)如右图所示，一个同学用绳子拉水平面上的小车，绳子、小车都发生形变，两者都产生(chnshng)了弹力这种情况，弹力的方向与绳在一条直线上 绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向绳的拉力作用在车上，绳的拉力就是车受到的力 如右图所示，绳吊起电灯，由于灯的重力作用，使绳发生微小形变，对与它接触的电灯产生弹力F1，即绳对灯有向上的拉力，方向(fngxing)沿绳向上由于灯把的微小形变，对与它接触的吊绳产生了弹力F2，即灯对绳的拉力，方向(fngxing)沿绳向下第7页/共32页第八页，共32页。难点突破 关于弹力方向的判定 (1)物体所受

8、弹力的方向总是指向该物体发生形变的方向，弹力的作用线总是通过(tnggu)两物体的接触点并沿其接触点共切面的垂直方向大致有以下几种情形：类型类型方向的判定方向的判定举例举例接接触触方方式式面与面与面面与接触面垂直与接触面垂直点与点与面面与接触面垂直且过与接触面垂直且过“点点”点与点与点点与公共切面垂直与公共切面垂直第8页/共32页第九页，共32页。(2)弹簧两端的弹力与其(yq)中心轴重合，指向弹簧恢复原状的方向(3)绳子只能受拉力而发生形变，即绳子只能承受拉力，则绳子拉物体的弹力的方向总是沿着绳子指向其收缩的方向(4)轻杆的弹力不一定沿杆的方向，中学阶段有两种轻杆模型第9页/共32页第十页，

9、共32页。四、胡克定律四、胡克定律 难点突破难点突破弹簧弹力与弹簧伸长量弹簧弹力与弹簧伸长量(或压缩量或压缩量)的关系的关系(1)胡克定律：实验表明，弹簧发生弹性胡克定律：实验表明，弹簧发生弹性(tnxng)形变时，弹力的大形变时，弹力的大小跟弹簧伸长小跟弹簧伸长(或缩短的长度或缩短的长度x成正比，即成正比，即Fkx)k称为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是称为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m.比较而言，比较而言，k越越大，弹簧越大，弹簧越“硬硬”；k越小，弹簧越越小，弹簧越“软软”(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用弹力与弹簧伸长量的关系可用Fx图象表示，如下图所示图象表示，如下

10、图所示第10页/共32页第十一页，共32页。对弹力的理解及其有无对弹力的理解及其有无(yu w)(yu w)的判断的判断 如右图所示，物体A静置于水平桌面上，下列关于物体所受作用力的说法中正确的是()A桌面受到的压力就是物体的重力(zhngl)B桌面受到的压力是由它本身发生了微小的形变而产生的C桌面由于发生了微小形变而对物体产生了垂直于桌面的支持力D物体由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力【解析】在此，压力大小和方向都与重力(zhngl)相同，但不能说压力就是重力(zhngl)，它们的施力物体和受力物体都不同，性质也不同桌面受到的压力是由物体下表面发生微小形变而产生的故C、D正确【

11、答案】CD第11页/共32页第十二页，共32页。1-1 (2010年济南省级示范高中联考)如右图所示，小车内有 一固定光滑(gung hu)斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，小车在水平面上做直线运动，细绳始终保持竖直关于小球的受力情况，下列说法正确的是()A若小车静止，绳对小球的拉力可能为零B若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C若小车向右运动，小球一定受两个力的作用D若小车向右运动，小球一定受三个力的作用第12页/共32页第十三页，共32页。【解析】若小车静止，则小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，【解析】若小车静止，则小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力和绳子的拉力，且

12、重力和拉力都沿竖直方向；如果受斜面的支持小球受重力和绳子的拉力，且重力和拉力都沿竖直方向；如果受斜面的支持力，则没法达到力，则没法达到(d do)平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力大小等于小球的重力，故为零，绳子的拉力大小等于小球的重力，故A项错误，项错误，B项正确；若小车向右项正确；若小车向右匀速运动时，小球受重力和绳子拉力作用；若小车向右做减速运动，则一定匀速运动时，小球受重力和绳子拉力作用；若小车向右做减速运动，则一定受斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故受斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能

13、不受绳子的拉力，故C、D项都项都不对不对【答案】【答案】B第13页/共32页第十四页，共32页。胡克定律胡克定律(h k dn l)的应用的应用如右图所示，一劲度系数为k的弹簧，下端悬挂(xungu)一重物，重物质量为m，平衡时物体在a位置现用力将物体由a向下拉长x至b位置，则此时弹簧的弹力为()AkxBmgkxCmgkxD以上说法(shuf)都不正确第14页/共32页第十五页，共32页。【解析】公式法：本题中给出的【解析】公式法：本题中给出的x并非在原长基础上的形变量，因此，弹并非在原长基础上的形变量，因此，弹力力Fkx.开始时，物体在位置开始时，物体在位置a静止，此时弹力与重力相等，即静止

14、，此时弹力与重力相等，即F1mg，由，由Fkx知，弹簧知，弹簧(tnhung)伸长量伸长量x1 .又因为拉力使弹簧又因为拉力使弹簧(tnhung)又伸长了又伸长了x，则弹簧则弹簧(tnhung)总的形总的形变量为变量为x1x x.故弹簧故弹簧(tnhung)弹力为弹力为k mgkx.巧解法：根据推论式巧解法：根据推论式Fkx，得，得Fkx.物体在外力作用下又伸长物体在外力作用下又伸长x时，拉时，拉力的大小为力的大小为Fkx.考虑到弹簧考虑到弹簧(tnhung)原来的弹力为原来的弹力为mg，故后来弹簧，故后来弹簧(tnhung)弹弹力为力为mgkx.【答案】【答案】B【误区警示】运用胡克定律时，

15、一定要注意公式【误区警示】运用胡克定律时，一定要注意公式Fkx中中x为弹簧为弹簧(tnhung)的形变的形变量，而非总长度且弹簧量，而非总长度且弹簧(tnhung)受到的力是拉力和压力时，表达式是不同的受到的力是拉力和压力时，表达式是不同的第15页/共32页第十六页，共32页。如右图所示，A、B两个物体的重力分别为GA=3 N，GB=4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力(tnl)F=2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力，有可能是()A1 N和6 NB5 N和6 NC1 N和2 N D5 N和2 N【解析】弹簧的弹力(tnl)为2 N，有两种可能的情形，拉

16、伸或压缩状态(1)拉伸状态，由A、B受力平衡可知，D正确(2)压缩状态，同理可知，A正确【答案】AD21第16页/共32页第十七页，共32页。关于弹力，下列说法中正确的是()A形变微小时，弹力很小B形变量越大，弹力就越大，弹力大小(dxio)总是与形变量成正比的C放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体所受的重力D通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力【指点迷津】当物体发生弹性形变时(即在弹性限度内)形变量越大，弹力越大，否则形变量越大，弹力不一定大，故选项B错误弹力的大小(dxio)是相对而言的，有的物体容易发生形变，虽形变量大，但产生的弹力可能小，而有的物体不容易发生形变，虽形变量微小，但

17、产生的弹力可能很大，故选项A错误第17页/共32页第十八页，共32页。通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是由于弹性形变而产生的，因此都是弹力，故选项D正确书对桌面的压力在大小和方向上都与重力相同，但它们不是同一性质的力，压力是弹力而且，它们的产生也不相同，压力是书发生形变而对桌面产生的力，它发生在书与桌面之间；而重力是由于地球对物体吸引而使物体所受的力，它发生在书与地球之间，故这两个力不是同一个力，即选项C错误接触面处形变微小(wixio)，不能因此说产生的弹力就很小同样，我们观察不到接触面处的形变时，不能因此而否认形变的存在，因为有些形变必须借助仪器或其他显示方法才能观察到【答案】D第18页

18、/共32页第十九页，共32页。三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径(zhjng)都相同的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a的重心位于球心，b、c的重心位于球心的正上方和正下方，如下图所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力方向是怎样的第19页/共32页第二十页，共32页。【指点迷津】相互作用的物体属于点接触，弹力的方向与过接触点的切【指点迷津】相互作用的物体属于点接触，弹力的方向与过接触点的切面垂直面垂直(chuzh)，且指向球心，与重心位置无关，故三种情况下弹力方向是一致，且指向球心，与重心位置无关，故三种情况下弹力方向是一致的的P、Q两点弹力方向的判定不要受重

19、心位置不同的影响，应由基本方法制定两点弹力方向的判定不要受重心位置不同的影响，应由基本方法制定【答案】如下图所示，三种情况下弹力方向都过球心【答案】如下图所示，三种情况下弹力方向都过球心第20页/共32页第二十一页，共32页。利用“替换法”和“假设法”判定弹力的有无 对于形变明显的情况，由形变情况直接判断，对于形变不明显的情况通常用“假设法”和“替换法”，有时要根据物体的运动状态(zhungti)直接判定.第21页/共32页第二十二页，共32页。假假设设法法思思路路假设将与研究对象接触的物体解除接触，假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变，判断研究对象的运动状态

20、是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力若运动状态改变，则此处一定存在弹力例例证证图中细线竖直、斜面光滑，图中细线竖直、斜面光滑，因去掉斜面体，小球的因去掉斜面体，小球的状态不变，故小球只受状态不变，故小球只受细线的拉力，不受斜面的支持力细线的拉力，不受斜面的支持力.第22页/共32页第二十三页，共32页。替替换换法法思路思路用细绳替换装置中的杆件，看能不能维用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说持原来的力学状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的明这个杆提供的是拉力；否则

21、，提供的是支持力是支持力例证例证图中轻杆图中轻杆AB、AC.用绳用绳替换替换AB，原装置状态不变，原装置状态不变，说明说明AB对对A施加的是拉力；施加的是拉力；用绳替换用绳替换AC，原状态不能，原状态不能维持，说明维持，说明AC对对A施加的是支持力施加的是支持力第23页/共32页第二十四页，共32页。状状态态法法思路思路由运动状态分析弹力，即物体的受由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律或牛顿第二定律)列方程，求解物体列方程，求解物体间的弹力间的弹力例证例证升降机以升

22、降机以a=g加速下降时加速下降时物体不受底板的弹力作用物体不受底板的弹力作用.第24页/共32页第二十五页，共32页。1关于弹性形变的概念，下列理解正确的是()A物体形状的改变B铁丝用力弯折后的形变C在外力停止作用后，能够(nnggu)恢复原状的形变D物体在外力作用下的形变【解析】弹性形变是指在外力停止作用后，能够(nnggu)恢复原状的形变，不是任何形变都一定能恢复原状的，如B中的铁丝【答案】C第25页/共32页第二十六页，共32页。2关于弹力，下列说法正确的是()A放在水平桌面上的书受到的支持力是由于书发生了形变而产生的B悬绳下端悬着的物体受到的绳的拉力是由于绳发生了形变而产生的C水平面上

23、并排放着的两个物体间无弹力作用D弹力是根据性质(xngzh)命名的力【答案】BD第26页/共32页第二十七页，共32页。3如右图所示，用两把相同的弹簧测力计A、B挂在一起，下端又挂上质量为m的物体C.已知每把弹簧测力计都是用质量为m0的外壳和轻质弹簧组成，g为当地重力加速度则弹簧测力计A、B的示数分别是()A(mm0)g，mgB(m2m0)g，mgC(mm0)g，(mm0)gD(m2m0)g，(mm0)g【解析】弹簧测力计的外壳与提环是固定(gdng)在一起的，如题图所示的情形，则A弹簧的弹力为(m2m0)g，而B弹簧的弹力为mg.【答案】B第27页/共32页第二十八页，共32页。5.如右图所

24、示，一根轻弹簧，其自由端B在未悬挂重物时，正对刻度尺的零刻线，挂上100 N重物时正对的刻线为20.试问(1)当弹簧分别挂50 N和150 N重物时，自由端所对刻度尺的读数应是多少(dusho)？(2)若自由端所对刻线是18，这时弹簧下端悬挂了多重的重物？第28页/共32页第二十九页，共32页。4.如右图所示，弹簧的劲度系数为k，小球重为G，平衡时球5.在A位置，今用力 F将小球向下拉长x至B位置，则此时(c sh)弹6.簧的弹力为()7.Akx BkxG8.CGkx D以上都不对9.【解析】此题很容易误解而选A项，但选项A是错的；其原因是x不是弹10.簧变化后的长度与未发生形变时弹簧长度的差

25、值(即不是弹簧的总形变量)，11.球在A位置时弹簧已经伸长了(令它为x)，这样Fbk(xx)kxkx.因12.为球在A位置平衡，有Gkx，所以FbkxG.故选项B是正确的13.【答案】B第29页/共32页第三十页，共32页。【解析【解析(ji x)】(1)设挂设挂50 N和和150 N重物时，自由端所对刻度尺的值分别是重物时，自由端所对刻度尺的值分别是x1、x2，由胡克定律：，由胡克定律：由由、可得：可得：x110 x230(2)设自由端所对刻线是设自由端所对刻线是18时，所挂重物为时，所挂重物为G，由胡克定律，由胡克定律得得G90 N【答案】【答案】(1)1030(2)90 N第30页/共32页第三十一页，共32页。第31页/共32页第三十二页，共32页。