2013-2014学年高中物理人教版必修一同步辅导与检测课件：3.2弹力.ppt

金品质高追求 我们让你更放心 ！ 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 第二课时课时 弹弹力 相互作用 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 我国古代有“后羿射日”的民间传说，汉代有“但使龙城 飞将在，不叫胡马度阴山”的飞将李广，三国时有“辕门射戟 ”的吕布、“百步穿杨”的黄忠，唐朝有“将军三箭定天山，壮 士长歌入汉关”的薛仁贵，隋朝有“一箭双雕”的长孙晟，元 代有“只识弯弓射大雕”的铁木真 这些英雄人物，创千秋功业，留万世英名，靠的就是 强弓劲箭一张弯弓何以产生如此威力？ 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 1知道什么是弹力以及弹力产生的条件 2知道弹簧的弹力跟其伸长的长度成正比 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 知识清单 弹力和弹性形变 1形变：物体在力的作用下_和_发生 改变，叫做形变 2弹性形变：有些物体在形变后能够_，这种 形变叫做弹性形变 3弹性限度：如果_过大，超过一定限度，撤去作 用力后，物体就不能_，这个限度叫做弹性限度 4弹力：_的物体由于要恢复原状而对 _的物体产生力的作用，这种力叫做弹力 1形状 体积 2.恢复原状 3.形变 完全恢复原 来的形状 4.发生弹性形变 与它接触 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 综合拓展 1弹力产生条件：两物体接触；有弹性形变( 接触处是否挤压或拉伸)二者缺一不可 2弹力是接触力(物体相互接触时才能产生的力称 为接触力) 3弹力有无的判断方法 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 据物体的运动状态直接判定. 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 假 设 法 思 路 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，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 例 证 图中细线竖 直、斜面光滑， 因去掉斜面体，小球的状态 不变，故小球只受细线的拉 力，不受斜面的支持力 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 替 换 法 思 路 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，则说明这个杆提供 的是拉力；否则，提供的是支持力 例 证 图中轻杆AB，AC.用绳替 换AB，原装置状态不变， 说明AB对A施加的是拉力； 用绳替换AC，原状态不能 维持，说明AC对A施加的 是支持力. 特别提示：注意弹力的产生条件有两点，缺一不可 ，除了接触外，还应分析接触处有无弹性形变，有的问题 不容易看出接触处是不是发生了弹性形变，可以采用假设 法 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 尝试应用 1关于弹力的产生说法正确的是( ) A只要两物体接触就一定产生弹力 B只要两物体相互吸引就一定产生弹力 C只要物体发生形变就一定有弹力产生 D只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体 产生弹力作用 D 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 2A、B二球紧挨着放在水 平面上，如右图所示，其间是否 有弹力作用？ 答案：A、B两球间无弹力作用 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 知识清单 几种常见弹力 压力和支持力都是_力，它们的方向都 _于物体的接触面；拉力也是_力，绳 的拉力沿着绳而指向绳_的方向 弹 垂直 弹 收缩 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 1支持面的弹力 面面接触(包括平面与平面、弧面与平面、弧面与 弧面)之间的弹力的方向：如下图的甲、乙是面与面相接 触，物体A所受到的弹力的方向垂直于接触面；丙图是 圆弧(或球面)与平面接触，柱体(或球体)所受到的平面的 弹力过弧面(或球面)与平面接触点与平面垂直并指向圆 心(或球心)；丁图是弧面与弧面(或球面与球面)接触，弹 力方向一定通过两弧面的圆心(或球心)的接触点，即垂 直于过接触点的切线(实际上是切面) 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 点线接触或点面接触：戊图与己图是两杆所受到的 弹力方向点线接触(如两图中的两个A点)、点面接触(如 戊图中的B点)、点与弧面(或球面)接触(己图中C点)，均 与过接触点的切线(或切面)垂直 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 综合拓展 2绳的弹力 绳状(或链条状)物体只能承受拉力，其形变方向与该 处的线状物的切线方向一致在庚图中重物A所受的拉力 与沿绳伸长(即形变)方向相反；在辛图中绳对A点的作用力 方向即为过A点的切线方向 3杆的弹力 杆对物体的弹力不同于绳，绳只能提供沿绳方向的拉 力，而杆具有压、拉、挑等作用因此杆的弹力方向并不 一定沿杆的方向 归纳： 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 类型方向的判定举例 接 触 方 式 面与面与接触面垂直 点与面 与接触面垂直且 过“点” 点与点与公共切面垂直 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 轻绳沿收缩的方向 轻杆 拉伸时沿收缩的方 向，压缩时 沿伸 长的方向 特别提示：杆的弹力的方向不一定沿杆的方向 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 尝试应用 1关于弹力的方向，下列说法正确的是( ) 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 BC 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 2如右图所示，绳倾斜拉住棒，则地面给棒的弹 力方向如何？ 答案：垂直于地面向上 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 知识清单 胡克定律 胡克定律：实验表明，弹簧发生_时，弹力的大 小F跟_(或_)的长度x成正比，即F _. 式中的k称为弹簧的_，单位是_，符号 用_表示 这个规律是英国科学家_发现的，叫做胡克定律 弹性形变 弹簧伸长 缩短 kx 劲度系数 牛顿每米 N/m 胡克 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 综合拓展 1关于胡克定律，要注意以下几点： (1)定律的成立是有条件的，这就是弹簧发生“弹性形变” ，即必须在弹性限度内 (2)表达式中的k是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软 ”“硬”程度，在国际单位制中k的单位为“N/m” (3)由于弹簧的形变量x通常以“cm”为单位，而劲度系数k 又往往以“N/m”为单位，因而在应用上式时要注意将各物理 量的单位统一到国际单位制中 (4)上述胡克定律的表达式Fkx，仅表示弹簧的弹力与 弹簧形变量之间的大小关系，若同时要表示弹力方向与弹簧 形变方向相反，则表达式可写成Fkx. 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 2弹力与弹簧伸长量的关 系可用Fx图象表示，如右图，图 象中的斜率表示弹簧的劲度系数 3胡克定律的另一种表达形式 设劲度系数为k的弹簧，在形变量为x1、x2时产生的弹 力分别为F1、F2，则根据胡克定律Fkx，有F1kx1，F2 kx2. 两式相减，有F1F2k(x1x2)，即Fkx. 上式表明：弹簧发生弹性形变时，弹力的变化量F 跟弹簧长度的变化量x成正比 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 特别提示：1.弹簧的形变量x，是指弹簧的伸长量 或缩短量，而不是弹簧的长度 2弹簧的劲度系数k，它表示了弹簧固有的力学 性质，大小由弹簧本身的物理条件决定，如材料、长度 、截面积等切勿认为k与F成正比 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 尝试应用 1由胡克定律Fkx可知：kF/x，则下列判断中 正确的是( ) AF越大，k越小 Bx越大，k越小 Ck与x和F均无关 D在弹性限度内，对于一个弹簧无论是拉长或缩 短，k值不变 CD 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 2如下图所示，甲、乙两人分别用200 N的力拉 弹簧秤的秤钩和拉环，则弹簧秤的示数为( ) A400 N B0 N C100 N D200 N D 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 弹力有无的判断 如下图所示，已知小球静止，甲中的细线 竖直，乙中的细线倾斜，试判断图中小球所受弹力的方 向 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 解析：小球除受重力外，还受其它力的作用甲、乙 两图中均可采用“假设法”分析：在两图中，若去掉细线，则 小球将下滑，故两细线中均有沿线方向的拉力；在甲图中若 去掉斜面体，小球仍能在原位置保持静止状态；在乙图中若 去掉斜面体，则小球不会在原位置静止 答案：甲图中小球受细绳向上的拉力；乙图中受细线 斜向上的拉力和垂直斜面向上的弹力 名师点睛：因微小形变产生的弹力需借助于假设法判 断即假设接触的两物体间没有弹力，分析由此得出的是否 符合题意，如符合，则说明假设成立，物体间不存在弹力， 反之，则存在弹力 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 变式训练 1如右图所示，球放在两块固定 的光滑夹板之间，板1倾斜，板2恰好水 平，球静止，试分析小球的受力情况 解析：假设存在法假设板1对小球有弹力作用， 则小球的受力图如下图乙，小球不可能静止，故假设 不成立，即F不存在，小球的受力图如下图甲 甲 乙 答案：受力如图甲 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 弹力的方向 如右图所示，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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 解析：选小球为研究对象，根据二力平衡条件可知 ，弹性杆对小球的弹力与小球的重力等大反向，弹力大小 为2 N，方向竖直向上 答案：D 名师点睛：绳只能产生拉伸形变，所以绳上的弹力 方向只能沿绳并且指向绳子收缩的方向 轻杆和绳不同，它既可以产生拉伸形变，也可以产 生压缩形变、弯曲形变和扭转形变，因此杆的弹力方向不 一定沿杆 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 变式训练 2一氢气球下系一小重物G，重物只在重力和绳 的拉力F作用下做匀速直线运动，不计空气阻力和风力 的影响，而重物匀速运动的方向如下图中箭头所示的虚 线方向，图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的 是( ) A 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 胡克定律 如下图所示，两根相同的轻弹 簧S1、S2，劲度系数皆为k4102 N/m，悬挂 的重物质量分别为m12 kg和m24 kg，若不 计弹簧质量，取g10 m/s2，则S1、S2平衡时 的伸长量分别为( ) A5 cm,10 cm B10 cm,5 cm C15 cm,10 cm D10 cm,15 cm 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 名师点睛：重物处于平衡状态时，悬挂重物的弹簧 弹力大小等于下面所悬挂重物的重力大小计算弹簧的伸 长量时，注意将单位化为国际单位 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 变式训练 3健身用的拉力器弹簧，每根长0.5 m，把它拉到1.0 m长时需拉力100 N，若在拉力器上并列装了5根这样的弹 簧，把它拉到1.7 m长时，需多大的拉力？(弹簧均在弹性 限度内) 答案：1200N 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 探究弹力与弹簧伸长关系的实验 某同学用如右图所示装 置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验 他先测出不挂砝码时弹簧下端指针 所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂 上砝码，并逐个增加砝码，测出指针 所指的标尺刻度，所得数据列表如下 ：(重力加速度g9.8 m/s2) 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 砝码质 量m/102 g 01.002.003.004.005.006.007.00 标尺刻度 x/102 m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.6042.0054.50 (1)根据所测数据，在下图所示的坐标纸上作出弹簧指针 所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系图线 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) (2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在_N 范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧 的劲度系数为_N/m. 解析：(1)根据题目中所测量的数据进行描点，然后 用平滑的曲线(或直线)连接各点，在连接时应让尽量多的 点落在线上(偏差比较大的点舍去)不在线上的点尽量平 均分配在线的两侧，如下图 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) (2)根据所画图象可以看出，当m5.00102 g0.5 kg时 ，标尺刻度x与砝码质量m成正比例函数关系，所以当F4.9 N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律由胡克 定律Fkx可知，图线的斜率的大小在数值上等于弹簧的 劲度系数k，即 答案：(1)见解析 (2)4.9 N 25.0 N/m 名师点睛：在物理学中经常用图象处理物理问题，应 用图象的好处是：直观、方便作图象时，首先根据测量 数据描点，然后用平滑的曲线将各点连接起来，在连接时 应让尽量多的点落在线上，误差较大的点舍去，不在线上 的点尽量均匀分布在两侧 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修1 1 ( (配配人教版人教版) 变式训练 4用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度