第三章2公开课.docx

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1、知识探究2弹力知识内容弹力考试要求必考加试CC课时要求1 .知道形变和弹性形变，知道常见的弹力种类.2 .知道弹力产生的条件，会判断弹力的有无及弹力的方向.3 .理解劲度系数的物理意义，掌握胡克定律并能用此定律解决有 关问题.4 .知道“探究弹力大小与弹簧伸长量的关系”的实验原理和方法.新知探究点点落实一、弹性形变和弹力导学探究（1）如图1所示，取一个扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口, 使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？（2）用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了深深的脚印（形变），这两 种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？用手拉弹簧，弹簧

2、会对手产生一个拉力（如图2所示），这个拉力是如何产生的？答案（1）用手捏玻璃瓶，管中水面上升.说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小了.（2）橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状（非弹性形变），玻璃瓶的形 变在撤去外力后能恢复原状（弹性形变）.弹簧受到拉力后发生形变（伸长），发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力.知识梳理弹性形变和弹力形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化.弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变.非弹性形变：外力撤去后不球，即斜向左上方，故D正确.4 .一只松鼠站在倾斜的树枝上，那么树枝对松鼠的弹力的方向为（）A.竖直向上B.竖直向下C.垂

3、直树枝斜向上D.沿树枝方向答案C解析支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体，选项C正确.5 .关于弹簧的劲度系数k,以下说法中正确的选项是（）A.与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，左值也越大B.由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关C与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，值越小D.与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变程度都无关答案B6 .如图2所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计, 平衡时各弹簧的弹力分别为Q、&、其大小关系是（）图2图2A.F = F2=尸3B.Fi = &FiF?答案A解析 对小球受力分析，左边装置中小球受到重力mg和

4、弹簧的弹力E作用，根据平衡条件 可知，Fi=mg;其他两个装置中弹簧上弹力等于细线上拉力，对小球受力分析，根据平衡条 件可知细线上拉力等于小球重力，那么有尸2 =尸3 =帆?.因此，F=F2=F3=mg,选项A正确， 其他选项均错.7 .一根轻质弹簧一端固定，用大小为乃的力压弹簧的另一端，平衡时长度为人 改用大小为 F2的力拉弹簧,平衡时长度为/2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（）尸2一尸1尸2十尸1A /2/1B, /2+/jC.出+尸l2lD.F2F1/2+/1答案C解析根据胡克定律有：Fi = k（loh）, F2 = k（hlo）,由两式可解得：k=F2+F1h-

5、l二、多项选择题8 .以下各种情况中，属于弹性形变的有（）A.撑竿跳高运发动起跳中，撑竿的形变9 .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.铝桶被砸扁答案AB解析 “撑竿的形变”、“椅面发生的微小形变”均能恢复原状，是弹性形变；“细钢丝被 绕制成弹簧”不能恢复原状，“铝桶被砸扁”不能恢复原状，是非弹性形变,应选项A、B正 确，C、D错误.10 在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比拟普遍，如图3所示的跳水运动就是 一个实例.请判断以下说法正确的选项是（）图3图3A.跳板发生形变，运发动的脚没有发生形变B.跳板和运发动的脚都发生了形变C.运发动受到的支持力，是跳板发

6、生形变而产生的D.跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的答案BC解析 发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，发生形变的 物体是施力物体.B、C正确.11 .在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的选项是（）A.弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等答案AB二、非选择题11 .在图4中画出物体A所受弹力的示意图.A答案如图所不12根轻弹簧的伸长量犬跟所受的外力方之间的关系图象如

7、图5所示,(1)求弹簧的劲度系数匕假设弹簧原长4)=60 cm,当把弹簧压缩到40 cm长时，需要多大的压力?假设弹簧原长/。=60 cm,如果用600 N的拉力拉弹簧(仍在弹性限度内),弹簧长度/是多少?答案(1)1 500 N/m (2)300 N (3)100 cm解析(1)由题图可知当弹簧受外力尸i = 9X1()2n时弹簧的伸长量xi=0.6 m故k=故k=Fi 9X102Nxi 0.6 m=1 500 N/m.(2)当把弹簧压缩到40 cm长时,弹簧的形变量多=(0。-0.4)m=0.2m弹力为 F2=te=l 500 N/mX0.2m=300N故需用300 N的压力(3)由 F3

8、 = kx3,得3 =1 500 N/m=0.4 m=40 cm故弹簧的长度 /=/()+尤3 = 60 cm+40 cm= 100 cm.能完全恢复原状的形变.（2）弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体不能（填“能”或“不能”）完全恢 复原来的形状，这个限度叫做弹性限度.弹力：发生形变的物体,由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力.（4）弹力产生的条件：两物体相互接触；发生弹性形变.即学即用以下关于弹力的几种说法，其中正确的选项是（）A.只要两物体接触就一定产生弹力B.静止在水平地面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D

9、.只要物体发生形变就一定有弹力产生答案C解析 两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力，A、D错误.静止在水平地面上的物体所受 重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，B错 误，C正确.二、几种弹力导学探究（1）一铁块放在海绵上，铁块和海绵都发生了形变，从而在它们之间产生了弹力, 如图3所示.海绵对铁块的支持力是如何产生的？方向怎样？铁块对海绵的压力是怎样产生 的？方向怎样？V/7/图3如图4所示，用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块.橡皮绳对物块的拉力是怎样产生 的？方向怎样？答案（1）海绵对铁块的支持力：海绵发生弹性形变，对与它接触的铁块产生力的作用，方 向

10、垂直于接触面向上（如图甲）.铁块对海绵的压力：铁块发生弹性形变，对与它接触的海绵产生力的作用，方向垂直接触 面向下（如图乙）.（2）由于橡皮绳发生形变，对与它接触的物块产生力的作用，方向沿绳指向绳收缩的方向（沿绳 斜向右上）.知识梳理几种弹力的方向压力、支持力的方向：总是垂直于接触面,假设接触面是曲面，那么垂直于接触面的切线;假设 接触面是球面，弹力方向延长线或反向延长线过球必（2）绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向.即学即用（多项选择）以下说法正确的选项是（）A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的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

11、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答案CD解析 木块受到的弹力是由桌面发生形变而产生的，A错.木头受到的弹力是由细竹竿发生形 变而产生的，B错.由细绳弹力的方向可知C对.电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生 的，D对.三、胡克定律导学探究一根弹簧，把它拉长不同的长度，什么情况下更费力？答案拉得长时更费力.知识梳理对胡克定律的理解（1）内容：在弹性限度内,弹簧弹力的大小尸跟弹簧伸长（或缩短）的长度X成亚也（2）公式：F=kx.（3）说明应用条件：弹簧发生形变时必须在弹性限度内.x是弹簧

12、的形变量，而不是弹簧形变后的长度.女为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定, 与弹力F的大小和伸长量x无关.F-x图象是一条过原点的倾斜直线（如图5所示），直线的斜率表示弹簧的劲度系数左弹簧弹力的变化量尸与形变量的变化量Ax也成正比，即F=kx.即学即用关于胡克定律，以下说法不正确的选项是（）A.由歹=依可知，在弹性限度内弹力尸的大小与弹簧形变量x成正比B.由攵=亍可知，劲度系数左与弹力歹成正比，与弹簧的形变量成反比C弹簧的劲度系数攵是由弹簧本身的性质决定的，与弹力厂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

13、弹力的大小答案B解析 在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律b=，A正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定，与弹力歹及形变量x无关，B错，C正确；由胡克定律得攵=CV可理解为弹簧伸长（或缩短）单位长度时受到的弹力的值与攵相等，D正确.重点难点个个击破典例精析一、物体间弹力有无的判断例1 （多项选择）两个光滑的木板固定为如图6所示的结构，其中下面的木板水平，小球A放于 其中，且与两木板都接触，那么（）A.两个木板对A都有弹力作用B.只有下面的木板对A有弹力作用C.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后，A球受两木板的弹力作用D.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后，A球仅受左边木板的弹力作用

14、解析 假设撤去上面的木板，那么A仍会静止不动，但撤去下面的木板，4会掉下去，故B项 正确，同理可判断C项正确.答案BC针对训练 以下图中小球均处于静止状态，。、人板都和小球接触.A图中匕板在竖直位置，B、 C图中板均在水平位置.那么小球同时受到、h板对它的弹力作用的是（）AahB答案A 技巧点拨弹力有无的判断方法（1）假设法：假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变,假设运 动状态不变，那么此处不存在弹力；假设运动状态发生改变，那么此处一定存在弹力.替换法：可以将硬、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能 不能维持原来的力学状态.如将侧壁、斜面用

15、海绵来替换，将硬杆用轻弹簧（橡皮条）或细绳来 替换.（3）状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由 相应规律（如二力平衡知识等）来判断物体间的弹力.二、弹力方向确实定例2分别画出图7甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图.（甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上, 乙中小球用细绳拴着静止在桌角上，丙中杆一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在光滑墙 壁上）总结提升.根据物体的形变方向判断：弹力方向与物体形变方向相反，作用在迫使这个物体发生形变 的那个物体上.1 .根据物体的运动情况，利用平衡条件判断.三、胡克定律例3 一根轻质弹簧，当它受到10 N的拉力时长度为12 cm,

16、当它受到25 N的拉力时长度为 15cm.问：弹簧不受力时的自然长度为多长？该弹簧的劲度系数为多大？（弹簧始终在弹性限 度内）解析 设弹簧的劲度系数为,原长为/（）,根据胡克定律尸=依，有为=奴/1-/O）, f2=ki2- /（）.由以上两式相比可得答=卜2 h/（）代入数据解得/o= 10 cm=0.1 m,1 A仁注=逅音7 N/m = 500 N/m.答案 0.1m 500 N/m总结提升L轻弹簧有压缩和拉伸形变，既能产生压力，又能产生拉力，方向沿弹簧的轴线方向.2 .如果题目中只告诉弹簧的形变量，并没有指出是伸长还是压缩，或只告诉弹簧弹力的大小， 并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压

17、缩状态，就要分别进行讨论.3 .轻弹簧的一端空载时弹力为零，不空载时两端弹力必然相等.四、探究弹力大小与伸长量的关系例4某同学在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，先把弹簧自然悬挂，待弹簧静止 时，长度记为人然后弹簧下端挂上祛码盘时，长度记为人在祛码盘中每次增加10 g祛码, 依次记录弹簧的长度；如图8是该同学根据记录的数据作出的图象，纵轴是祛码的质量，横轴是弹簧长度与 的差值(填“L。”或LJ(2)由图可知弹簧的劲度系数为 N/m.(X 10-3 kg)7()605()103()20x/( x 10-2 m)x/( x 10-2 m)1()6 8 10 12 14解析(1)充分利用测量数据

18、和图象，根据公式尸=攵&, Ax是弹簧的形变量，可知横轴是 弹簧的长度与心的差值；A 60 义0-X 9 8(2)根据胡克定律公式尸=AAx,有 k= a , = 1 o x/ 1 n_2N/m=4.9 N/m.1Z X 1U -答案上(2)4.9总结提升实验原理与方法(1)如图9甲所示，在弹簧下端悬挂钩码时，弹簧会伸长，平衡时弹簧的弹力与所挂钩码受到 的重力大小相等.弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出，其伸长量x可以用 弹簧的长度减去原长来求得.（2）建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小尸，以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出 实验所测得的各组（x,尸对应的点，用平滑的曲线连

19、接起来，根据实验所得的图线，就可探 究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系.当堂检测巩固反应达标检测1 .以下有关物体所受的弹力及形变的说法正确的选项是（）A.有弹力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后，形变完全消失B.有弹力作用在物体上，物体不一定发生形变C.弹力作用在硬物体上，物体不发生形变；弹力作用在软物体上，物体才发生形变D.一切物体受到弹力都要发生形变，撤去弹力后，形变不一定完全消失答案D解析 力是物体间的相互作用，弹力的施力物体和受力物体都会发生形变，故B项错误；发 生形变后的物体，当撤去外力后，有些能完全恢复原状，有些不能完全恢复原状，A项错误, D项正确；不管是硬物体还是软物体

20、，只要有弹力作用，都会发生形变，C项错误.2 .画出图10中静止物体A所受弹力的示意图.答案见解析图 解析 支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，物体A所受弹力的示意图如下图.3 .如图11所示，一根轻质弹簧的原长为20 cm,竖直悬挂着，当用15 N的力向下拉弹簧时,量得弹簧长24 cm.问:图11弹簧的劲度系数为多少？(2)假设把它竖立在水平桌面上，用30N的力竖直向下压时，弹簧长为多少？答案(1)375 N/m (2)12 cm解析(1)当弹簧受向下的15N的拉力作用时，由胡克定律知R=Z(/i - /o),即15 =网。24 0.2).解得劲度系数攵=蕊 N/m

21、= 375 N/m当用30N的力竖直向下压时，设弹簧长为办，由胡克定律知Fz=k(l。一b)30整理得 /2=/。一丁=0.2 m_m = 0.12 m= 12 cm. K3 ID4 .在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖 直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总 长L的关系图象，如图12所示，根据图象回答以下问题：弹簧的原长为.(2)弹簧的劲度系数为.(3)分析图象，总结出弹簧弹力方与弹簧总长L之间的关系式为.答案(1)10 cm (2)1 000 N/m(3)F=1 000(-0.10)N解析 钩码的重力等于

22、其对弹簧的拉力，又根据胡克定律/=履=%(乙一)，所以图线在横轴40上的截距表示弹簧原长，斜率表示弹簧的劲度系数，故L()=10cm,攵=c/一八N/m (14 - 1U) A 1 (J=1 000 N/m,即 F=1 OOO(L-O.IO) N.强化训练拓展提升40分钟课时作业一、单项选择题1 .关于弹性形变，以下说法正确的选项是（）A.物体形状的改变叫弹性形变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，叫弹性形变答案C解析 弹性形变指物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变，C正确，A、D错误；钢 筋用

23、力弯折后，无法恢复到原来形状，不属于弹性形变，B错误.2 .以下关于弹力的表达中错误的选项是（）A.压力、拉力、支持力都是弹力B.压力和支持力的方向总是垂直于接触面C轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在沿绳、杆的直线上D.轻杆不同于轻绳，弹力的方向可以不沿杆答案c解析 弹力包括压力、拉力、支持力，其中绳的拉力总沿绳收缩的方向，压力、支持力的方 向总与接触面垂直，故A、B正确；杆不同于绳，杆可以发生拉伸形变、压缩形变和弯曲形 变，所以杆的弹力方向不一定沿杆，要具体问题具体分析，C错误，D正确.3体育课上一学生将足球踢向斜台，如图1所示，以下关于足球和斜台作用时斜台给足球的 弹力方向的说法正确的选项是（）A.沿v的方向B.沿02的方向C.先沿。的方向后沿V2的方向D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向答案D解析 足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用，足球所受弹力的方向垂直于斜台指向足