探究形变与弹力的关系学案

1 / 12 探究形变与弹力的关系学案 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 m 探究形变与弹力的关系学案（粤教版必修 1） 1形变：物体在力的作用下 _发生改变的现象 2弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够完全_的形变 3弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复 _，这个限度叫弹性限度 4弹力：发生 _的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力 5弹力的产生条件 (1)两物体 _； (2)发生 _ 6常见弹力 平时所说的 _、 _和 _都是弹力，绳中的弹力通常称为 _ 7弹力的方向 (1)压力和支持力的方向 _于两物体的接触面 (2)绳的拉力方向沿着绳且指向绳 _的方向 8胡克定律 2 / 12 (1) 内容：在弹性限度内，弹簧弹力 F 的大小与_成正比 (2)公式： _，其中 k 为弹簧的 _，单位：牛顿每米，符号： _，它的大小反映了弹簧的软硬程度 9物理学中用一带有 _的线段来表示力， _的方向表示力的方向，得到的图称为 _；用线段的长度表示力的大小，线段的箭头指向力的方向，箭尾 (或箭头 )表示力的作用点，得到的图叫做 _ 一、弹性形变 问题情境 1压缩弹簧、海绵，用手弯曲竹片，我们能明显地观察到什么现象？ 2我们用力拉弹簧直到不能再伸长会看到什么现象？ 要点提炼 1物体在力的作用下形状或 _发生改变的现象，叫做形变 2物体发生形变后在撤去外力时能够恢复原状，这种形变叫做 _形变 3 / 12 3弹性限度：如果形变过大，超过了一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度弹簧在使用过程中不能超过其弹性限度 二弹力 问题情境 你用扁担挑过水吗？打过弹弓吗？玩过蹦蹦床吗？练过拉力器吗？总结一下，在这些活动中你感受到了什么样的作用力？在物理学中把它们叫做什么力？ 要点提炼 1定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的 物体会产生力的作用，这种力叫做弹力 2弹力产生的条件： (1)物体直接相互 _； (2)物体发生 _ 3弹力的方向：跟物体恢复形状的方向 _ (1)一般情况：凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力；支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体 (2)一般情况：凡是一根线 (或绳 )对物体的拉力，都是这根线 (或绳 )因为发生形变而对物体产生的弹力；拉力的方向总是沿线 (或绳 )的方向 4 / 12 (3)弹力方向的特点：由于弹力的方向跟接触面垂直，面 面接触、点面接触时弹力的方向都是垂直于接触面的 弹力的大小：与形变大小有关一般来说形变越大，弹力越大 三、胡克定律 要点提炼 1胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力 F 的大小与弹簧的_成正比，即 F kx，其中 k 是弹簧的劲度系数，单位的符号是 N/m. 2注意的问题 (1) 胡 克 定 律 的 成 立 是 有 条 件 的 ， 就 是 弹 簧 发 生“_” ，即必须在弹性限度内 (2)F kx 中的 x 是弹簧的 _，是弹簧的伸长 (或缩短 )的长度，而不是弹簧的长度 (3)F kx 中的 k 是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的软硬程度，大小由弹簧本身的性质决定，与弹力的大小 _ (4)在应用 F kx 时，要把各物理量的单位统一到国际单位制中 (5)公式 F kx 可作为胡克定律的推论使用，式中 F 、x 分别表示弹力变化量和形变变化量 (6)判断弹簧弹力的方向时，要注意弹簧是被拉伸还是被压缩或两者均有可能，计算弹簧弹力大小的方法一般是根据胡5 / 12 克定律，有时也根据平衡条件来计算 . 例 1 关于弹力的产生，下列说法正确的是 ( ) A只要两物体相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产生弹力 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 听课记录 例 2 如图 1 所示，一个球放在 “V” 形两光滑面 Ac 和 AB上，处于静止状态，请画出球所受的弹力 图 1 变式训练 1 如图 2 所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在 o 点，重心在 P 点，静止在竖直墙和桌边之间试画出小球所受弹力 图 2 例 3 竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为 4N 的物体时弹簧长度为 12cm；挂重为 6N 的物体时弹簧长度为 13cm， 则弹簧原长为 _cm，劲度系数为 _N/m. 6 / 12 听课记录 图 3 变式训练 2 如图 3 所示， A、 B 两物体的重力分别是 GA3N， GB 4N A 用细线悬挂在顶板上， B 放在水平面上， A、B 间轻弹簧中的弹力 F 2N，则细线中的张力 FT 及 B 对地面的压力 FN 的可能值分别是 ( ) A 5N 和 6NB 5N 和 2N c 1N 和 6ND 1N 和 2N 图 4 例 4 如图 4 所示，叠放的物体 A、 B 静止于水平地面上，物体 A 对物体 B 的压力是 10N，试画出这个力的图示和示意图 图 5 例 5 如图 5 所示，一个质量分布均匀的球放在互成 120角的两块光滑平面之间，保持静止状态，球与水平面 AB 相切于 a 点，与倾斜面 Ac 相切于 b 点，试分析球的受力情况，画出球的受力示意图 7 / 12 图 6 变式训练 3 如图 6 所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，小球静止，绳 1 倾斜，绳 2 恰好竖直，则小球所受的作用力有 ( ) A 1 个 B 2 个 c 3 个 D 4 个 【即学即练】 1下列有关弹力的一些说法中，正确的是 ( ) A只有弹簧才有可能施加弹力 B施加弹力的物体一定有形变 c墨水瓶放在课桌上，墨水 瓶对课桌施加了弹力，但墨水瓶并没发生形变 D压力就是竖直向下压的力 2将一本书放在水平桌面上静止，则下面说法中正确的是( ) A书对桌面的压力就是书受的重力，施力物体是地球 B书对桌面的压力是弹力，在数值上等于书受的重力 c书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的 D书能静止，是由于书的重力大于桌面对书的支持力 3下列叙述中错误的是 ( ) A压力、支持力和拉力都是弹力 8 / 12 B压力和支持力的方向总垂直于接触面 c轻绳、轻杆上产生的弹力总是在沿绳、杆的直线上 D 轻杆不同于轻绳，弹力的方向可以不在沿杆的直线上 4画出图中小球或杆所受弹力的示意图 参考答案 课前自主学习 1形状 2.恢复原状 3.原来的形状 4弹性形变 5.(1)接触 (2)弹性形变 6压力 支持力 拉力 张力 7 (1)垂直 (2)收缩 8 (1)弹簧的伸长 (或缩短 )量 x(2)F kx 劲度系数 N/m 9箭头 箭头 力的示意图 力的图示 核心知识探究 一、 问题情境 1观察到形状或体积发生了改变 2弹簧被拉直后不能恢复原长 要点提炼 1体积 2.弹性 二、 9 / 12 问题情境 它们是压力、拉力、支持力等，都是接触力，在物理学中叫弹力日常生活中，推、拉、提、压是弹力常见的表现形式 要点提炼 2 (1)接触 (2)弹性形变 3.相同 三、 要点提炼 1伸长 (或缩短 )量 x 2 (1)弹性形变 (2)形变量 (3)无关 解题方法探究 例 1 D 例 2 如下图所示 解析 由于球受到竖直向下的重力作用，一定与 AB 面和 Ac面相互挤压，所以球一定受到两斜面的弹力作用，弹力的方向与斜面形变的方向相反，分别垂直于 AB 面和 Ac 面指向球体 此题也可以用假设法判断，假设去掉其中一个斜面则球都不能静止，由此可知两斜面对球都有弹力作用 变式训练 1 如图所示 解析 由于弹力的方向总是垂直于接触面，在 A 点，弹力10 / 12 F1 应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心 o；在 B 点弹力 F2 垂直于墙面，因此也沿半径指向球心 o. 例 3 10 200 解析 弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律得知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即 F kx，其中 k 为劲度系数， x 为弹簧伸长量， x 在数值上等于伸长后总长度 L 减去原长 L0，即 x L L0.改 变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数 设弹簧的原长为 L0，劲度系数为 k，设挂 G1 4N 的重物时弹簧的长度为 L1，挂 G2 6N 的重物时弹簧的长度为 L2，则L1 12cm， L2 13cm，由胡克定律得： G1 k(L1 L0) G2 k(L2 L0) 代入数据解得： L0 10cm， k 200N/m 即弹簧原长为 10cm，劲度系数为 200N/m. 变式训练 2 Bc 例 4 见解析 解析 (1)画力的图示： 选定标度：此题用 2mm 长的线段表示 2N 的力 从作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度11 / 12 和力的大小成正比，线段上加刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示，从 o 点 (用 o 点代替 B 物体 )竖直向下画一段五倍于标度 (即 10mm)的线段； 在线段上加箭头表示力的方向 (2)画力的示意图：从作用点或从 B 的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明 FN 10N 即可，如图丙所示 例 5 见解析 解析 解法一 放在水平面上的球，由于受到重力的作用而挤压水平面，使水平面和球同时发生微小形变水平面 AB由于发生微小的压缩形变后要恢 复原状，对球产生垂直于水平面向上的弹力 Fa.球与倾斜面 Ac 相切于 b 点，球是否受到Ac 面对它的弹力作用呢？假设把 Ac 面轻轻地从左侧拆除，将观察到球仍保持静止状态现球与 Ac 面虽然在 b 点接触，但不相互挤压，不发生形变，故 Ac 面对球没有弹力作用综上所述，球受到重力 G 和水平面 AB 对它的支持力 Fa 两个力的作用，保持静止状态，满足二力平衡的条件， Fa G，受力示意图如图甲所示 甲 乙 解法二 假设法 假设所有与研究对象接触的物体都施加了弹力，画出假设