高一物理人教版必修一第三章第二节弹力学案中学教育中学学案_中学教育-中学学案.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 第二节 弹 力 学习目标：1.知道形变的概念及弹力产生的原因和条件，并会判断弹力的方向 2了解显示微小形变的方法 3掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法 重点难点：1.弹力方向的判断及弹力大小的计算 2弹力有无的判断 3胡克定律的理解及应用 课前自主学案 一、弹性形变和弹力 1接触力：通常所说的拉力、压力、支持力、阻力等都是_ 接触力按性质可归纳为弹力和摩擦力，它们在本质上都是由_引起的 2形变：物体在力的作用下_或_发生改变 3弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够_，这种形变叫做弹性形变 4弹力：发生形变的物体由于要_，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力 5弹性限

2、度：如果形变过大，超过一定限度，撤去作用力后物体的形变不能_，这个限度叫做弹性限度 弹力产生的条件有两个：(1)物体间相互接触；(2)在接触面上相互_ 二、几种弹力 弹力的方向总是与物体形变的方向_，具体如下：1压力的方向垂直于支持面而指向_物体；2支持力的方向垂直于支持面而指向_的物体；3绳拉力的方向沿绳指向绳_的方向；4轻杆的弹力不一定沿杆，要具体情况具体分析 说明：绳的弹力一定沿着绳，轻杆的弹力可能沿着杆，也可能不沿着杆 三、胡克定律 1 内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F 跟弹簧的伸长(或缩短)量 x 成_ 2表达式：F_.3劲度系数：公式中的比例系数 k，单位是 _.核心要点突

3、破 一、弹力是否存在的判断方法 1根据弹力产生的条件来判断，弹力产生的条件有两个：两物体相互接触;两物体存在弹性形变.两个条件必须同时满足才有弹力产生 2对于形变不明显的情况，可用以下两种方法来判断(1)利用假设法判断 可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉 看此物体还能否在原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(2)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，或使受力物体发生形变或改变受力物体的运动状态，看物体的受力是否与物体的运动状态相符合，从而确定物体所受弹力的有无 特别提醒：相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触

4、的物体间不一定存在弹力 即时应用(即时突破，小试牛刀)1关于弹力产生的条件，下列说法正确的是()A相互接触的物体间一定有弹力 B发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用 C先有弹性形变，后有弹力 D不接触的两物体之间不可能发生相互的弹力作用 解析：选 D.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弹力，只有两个物体接触并产生弹性形变时，两物体间才有弹力产生综上所述，只有 D 项正确 二、弹力方向的确定 弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在受力物体上，几种常见情况如下表：学习必备 欢迎下载 类型 方向 图示 接触方式 面与面 垂直公共接触面 点与面 过点垂直于面 点与点

5、 垂直于切面 类型 方向 图示 轻 绳 沿绳收缩方向 轻 杆 可沿杆 可不沿杆 轻弹簧 沿弹簧形变的反方向 特别提醒：判断弹力方向的方法是：先明确两物体之间作用的类型，再根据各种类型的特点来判断弹力的方向 即时应用 (即时突破，小试牛刀)2如图 321 为 P 物体对 Q 物体的压力示意图，有明显错误的是()图 321 解析：选 BCD.P 对 Q 物体的压力应作用在 Q 物体上且力的方向应垂直于接触面并指向 Q 物体，故 B、C、D 均是错误的 小形变的方法掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法重点难点弹力方向的判断及弹力大小的计算弹力有无的判断胡克定律的理解及应用课前自主学案一弹性形变和弹力接触力

6、通常所说的拉力压力支持力阻力等都是接触力按性质可归纳为力时能够这种形变叫做弹性形变弹力发生形变的物体由于要对与它接触的物体产生力的作用这种力叫弹力弹性限度如果形变过大超过一定限度撤去作用力后物体的形变不能这限度叫做弹性限度弹力产生的条件有两物体间相互接触在的方向垂直于支持面而指向的物体绳拉力的方向沿绳指向绳的方向轻杆的弹力不一定沿杆要具体情况具体分析说明绳的弹力一定沿着绳轻杆的弹力可能沿着杆也可能不沿着杆三胡克定律内容弹簧发生弹性形变时弹力的大小跟弹簧的学习必备 欢迎下载 三、弹力大小的计算方法 1弹簧的弹力(1)应用胡克定律 Fkx 求解 其中 x 为弹簧的形变量(可能为伸长量，也可能为缩短

7、量)，k 为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用 Fx 图象表示，如图 322，图线的斜率即为弹簧的劲度系数(3)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Fkx.2除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算，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 即时应用 (即时突破，小试牛刀)3如图 323 所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为 30的斜面上，杆的另一端固定一个重量是 2 N 的小球，小球

8、处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力()A大小为 2 N，方向平行于斜面向上 B大小为 1 N，方向平行于斜面向上 C大小为 2 N，方向垂直于斜面向上 D大小为 2 N，方向竖直向上 解析：选 D.由于小球处于静止状态，故小球受力平衡，弹性杆对小球的弹力 FNG2 N，方向竖直向上 课堂互动讲练 类型一：弹力存在与否的判断 例一：如图 324 所示，用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触，并保持静止，甲中细绳倾斜，乙中细绳呈竖直方向 判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用？图 324【思路点拨】根据物体所处的状态，利用“假设法”进行判断【精讲精析】法一：假设法假设两图中的斜面不存在，则甲图中小球无

9、法在原位置保持静止，乙图中小球仍静止，故甲图中小球受到斜面的弹力作用，乙图中小球不受斜面的弹力作用 法二：作用效果法如两图中斜面均对小球有弹力作用，则甲图中小球将仍能保持静止状态，乙图中小球则不能保持静止，所以乙图中小球不受斜面弹力作用，甲图中小球受到斜面弹力作用【答案】见精讲精析 变式训练 1 在图 325 中，A、B 两球间一定有弹力作用的是()图 325 解析：选 B.在具体判断有没有挤压时，我们用“拿去法”进行判断，在 A 中，若拿去 A 球，则 B 球静止不动，故 A、B 间没有挤压，故 A、B 间没有弹力在 B 中，若拿去 A 球，则 B 球向左动，存在相互挤压，存在弹力在 C 中

10、，若拿去 A 球，则 B 球静止，故 A、B 间没有挤压，没有弹力在 D 中，若拿去 A 球及容器壁，则 B 球向右动，故 B 对容器右壁有挤压，而对 A 球没有挤压，A、B 间没有弹力 类型二：弹力方向的确定 例二：在图326所示图中画出物体P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 P 处于静止状态，丁中物体 P(即球)在水平面上匀速滚动 图 326 小形变的方法掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法重点难点弹力方向的判断及弹力大小的计算弹力有无的判断胡克定律的理解及应用课前自主学案一弹性形变和弹力接触力通常所说的拉力压力支持力阻力等都是接触力按性质可归纳为力时能够这种形变叫做弹

11、性形变弹力发生形变的物体由于要对与它接触的物体产生力的作用这种力叫弹力弹性限度如果形变过大超过一定限度撤去作用力后物体的形变不能这限度叫做弹性限度弹力产生的条件有两物体间相互接触在的方向垂直于支持面而指向的物体绳拉力的方向沿绳指向绳的方向轻杆的弹力不一定沿杆要具体情况具体分析说明绳的弹力一定沿着绳轻杆的弹力可能沿着杆也可能不沿着杆三胡克定律内容弹簧发生弹性形变时弹力的大小跟弹簧的学习必备 欢迎下载【精讲精析】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 A 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 O，B 点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆斜向上；丙

12、中 A、B 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，所以 A 处弹力方向水平向右，B 处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中小球 P 不管运动与否，都属于平面与球面相接触，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 327 所示 图 327【答案】见精讲精析 变式训练 2 按下列要求画出图 328 中物体所受弹力的示意图 要求：甲斜面对物块的支持力 乙墙壁对球的支持力 丙大球球面对小球的支持力 解析：各物体所受支持力如图所示 类型三：胡克定律的应用 例三：将一根原长为 40 cm、劲度系数为 100 N/m 的弹簧拉长为 45 cm，此时弹簧的弹力为()A4

13、5 N B40 N C85 N D5 N【自主解答】由题知条件，根据原长 l040 cm，弹簧拉长后的长度 l45 cm，得 xll05 cm0.05 m，由胡克定律得：Fkx5 N.【答案】D【方法总结】要注意胡克定律 Fkx 中，x 是弹簧长度的变化量，而不是弹簧的长度，这一点容易出错 变式训练 3 在探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂 15 N 重物时，弹簧长度为 0.16 m；悬挂 20 N 重物时，弹簧长度为 0.18 m，则弹簧的原长 L0 和劲度系数 k 分别为()AL00.02 m，k500 N/m BL00.10 m，k500 N/m CL00.02 m，k250

14、 N/m DL00.10 m，k250 N/m 解析：选 D.由胡克定律 Fkx 可得，15k(0.16L0)，20k(0.18L0)解得：k250 N/m，L00.10 m，则选项 D 正确 1关于弹性形变的概念，下列说法中正确的是()A物体形状或体积的改变叫弹性形变 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 2(20XX 年宁德高一检测)下列说法中正确的是()A木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的 B拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木

15、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 3关于弹力的方向，下列说法正确的是()小形变的方法掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法重点难点弹力方向的判断及弹力大小的计算弹力有无的判断胡克定律的理解及应用课前自主学案一弹性形变和弹力接触力通常所说的拉力压力支持力阻力等都是接触力按性质可归纳为力时能够这种形变叫做弹性形变弹力发生形变的物体由于要对与它接触的物体产生力的作用这种力叫弹力弹性限度如果形变过大超过一定限度撤去作用力后物体的形变不能这限度叫做弹性限度弹力产生的条件有两物体间相互接触在的方向垂直于支持面

16、而指向的物体绳拉力的方向沿绳指向绳的方向轻杆的弹力不一定沿杆要具体情况具体分析说明绳的弹力一定沿着绳轻杆的弹力可能沿着杆也可能不沿着杆三胡克定律内容弹簧发生弹性形变时弹力的大小跟弹簧的学习必备 欢迎下载 A弹力方向一定垂直于接触面 B弹力方向不一定垂直于接触面 C轻质绳对物体的弹力方向一定沿着绳子离开物体的方向，因为绳子只会发生拉伸形变 D轻质绳对物体产生的弹力一定垂直于与绳相连的接触面 4(20XX 年西安高一检测)如图 329 球 A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球 A所受的弹力，以下说法正确的是()图 329 AA物体仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上 BA物体受两个

17、弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下 CA物体受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上 DA 物体受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下 5 一根轻弹簧在 10.0 N 的拉力作用下，长度由原来的 5.00 cm 伸长为 6.00 cm.那么当这根弹簧长度为 4.20 cm 时，受到的压力有多大？弹簧的劲度系数为多大？一、选择题 1(20XX 年运城高一检测)下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是()图 3210 A极限法 B放大法 C控制变量法 D等效替代法 2下列各种情况中，属于弹性形变的有()A撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变 B当你坐在椅子上时，椅面

18、发生的微小形变 C细钢丝被绕制成弹簧 D铝桶被砸扁 3关于胡克定律，下列说法正确的是()A由 Fkx可知，在弹性限度内弹力 F 的大小与弹簧形变量 x 成正比 B由 kFx可知，劲度系数 k 与弹力 F 成正比，与弹簧的长度改变量成反比 C弹簧的劲度系数 k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力 F 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)单位长度时弹力的大小 4(20XX 年西安高一检测)匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图3211 所示，小球下方与一光滑斜面接触 关于小球的受力，说法正确的是()图 3211 A重力和细线对它的拉力 B重力、细线对

19、它的拉力和斜面对它的弹力 C重力和斜面对球的支持力 D细线对它的拉力和斜面对它的支持力 5(20XX 年合肥高一检测)一物体静止在水平桌面上，则下列说法中正确的是()A物体对桌面的压力就是重力 B物体对桌面的压力使物体产生了形变 C桌面的形变对物体产生了支持力 D桌面对物体的支持力使桌面产生形变 6如图 3212 所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦力不计，物重 G1 N，则弹簧测力计 A和 B 的示数分别为()图 3212 A1 N,0 B0,1 N C2 N,1 N D1 N,1 N 小形变的方法掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法重点难点弹力方向的判断及弹力大小的计算弹力有无的判断胡克定律的

20、理解及应用课前自主学案一弹性形变和弹力接触力通常所说的拉力压力支持力阻力等都是接触力按性质可归纳为力时能够这种形变叫做弹性形变弹力发生形变的物体由于要对与它接触的物体产生力的作用这种力叫弹力弹性限度如果形变过大超过一定限度撤去作用力后物体的形变不能这限度叫做弹性限度弹力产生的条件有两物体间相互接触在的方向垂直于支持面而指向的物体绳拉力的方向沿绳指向绳的方向轻杆的弹力不一定沿杆要具体情况具体分析说明绳的弹力一定沿着绳轻杆的弹力可能沿着杆也可能不沿着杆三胡克定律内容弹簧发生弹性形变时弹力的大小跟弹簧的学习必备 欢迎下载 7(20XX 年济南高一检测)锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根

21、弹簧的自然长度都是 40 cm，某人用 600 N 的力把它们拉长至 1.6 m，则()A人的每只手受到拉力器的拉力为 300 N B每根弹簧产生的弹力为 150 N C每根弹簧的劲度系数为 93.75 N/m D每根弹簧的劲度系数为 500 N/m 8.如图 3213 所示，A、B 是两个相同的弹簧，原长 x010 cm，劲度系数 k500 N/m，如果图中悬挂的两个物体均为 m1 kg，则两个弹簧的总长度为()图 3213 A22 cm B24 cm C26 cm D28 cm 9(20XX 年宜昌高一检测)如图 3214 所示，A、B 两物体的重力分别是GA3 N，GB4 NA用细线悬挂

22、在顶板上，B 放在水平面上，A、B 间轻弹簧中的弹力 F12 N，则细线中的张力 F2及 B 对地面的压力 F3的可能值分别是()图 3214 A5 N 和 6 N B5 N 和 2 N C1 N 和 6 N D1 N 和 2 N 二、非选择题 10画出图 3215 中小球 A所受的弹力方向 图 3215 11如图 3216 所示为一轻质弹簧的长度 l 与弹力 F 大小的关系图象，试由图线确定：图 3216(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧长为 0.20 m 时弹力的大小 12如图 3217 所示，两木块质量分别为 m1和 m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为 k1和 k2，上面木

23、块压在弹簧上(但不拴接)，整个系统处于静止状态现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，求在这一过程中下面木块移动的距离 图 3217 课时训练选择题答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 小形变的方法掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法重点难点弹力方向的判断及弹力大小的计算弹力有无的判断胡克定律的理解及应用课前自主学案一弹性形变和弹力接触力通常所说的拉力压力支持力阻力等都是接触力按性质可归纳为力时能够这种形变叫做弹性形变弹力发生形变的物体由于要对与它接触的物体产生力的作用这种力叫弹力弹性限度如果形变过大超过一定限度撤去作用力后物体的形变不能这限度叫做弹性限度弹力产生的条件有两物体间相互接触在的方向垂直于支持面而指向的物体绳拉力的方向沿绳指向绳的方向轻杆的弹力不一定沿杆要具体情况具体分析说明绳的弹力一定沿着绳轻杆的弹力可能沿着杆也可能不沿着杆三胡克定律内容弹簧发生弹性形变时弹力的大小跟弹簧的