长江作业（教师用书）高中物理 第三章 相互作用学案 新人教版必修1.doc

【长江作业】（教师用书）2015-2016学年高中物理 第三章 相互作用学案 新人教版必修11重力基本相互作用学习目标1.理解力的概念，知道力的物质性及其作用效果2.知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图(重点)3.知道重力产生的原因、重力的方向，会计算重力(重点)4.知道重心的概念及其确定方法(难点)5.了解四种相互作用力和力的图示先填空1运动状态的变化物体的运动状态用速度来描述只要物体的速度变化了，不管是大小还是方向改变了，都说这个物体的运动状态发生了变化2力(1)定义：物理学中把物体与物体之间的相互作用称做力(2)作用效果使物体的运动状态发生变化；使物体产生形变3力的矢标性力是矢量，既有大小又有方向力的大小可以用弹簧测力计测量国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是n.4力的三要素大小、方向和作用点5力的表示(1)力的图示：能表示出力的大小、方向和作用点(2)力的示意图：只表示出力的作用点和方向再思考1力可以离开物体而独立存在吗？【提示】不能任何力都有它的施力物体和受力物体2要完整的表示某一力需要表示出哪些方面？【提示】需表示出力的大小、方向、作用点这三个方面，这种表示方法叫力的图示后判断1只有接触的物体间才会有力的作用()2一个物体对另一个物体施加力的作用，但不会受到对方的力的作用()3力的作用效果仅由力的大小决定()重力先填空1产生：由于地球的吸引而使物体受到的力2大小：gmg其中g是自由落体的加速度，一般计算中g取9.8 m/s2.3方向：竖直向下4重心：从效果上可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫物体的重心形状规则的均匀物体重心在其几何中心处，质量分布不均匀的物体，重心位置与形状和质量分布有关再思考1试画出以下甲、乙两图中物体a、b所受重力的示意图 甲 乙图311【提示】甲、乙两图中物体a、b所受重力的示意图所示：2如图312所示，身体素质和技术相当的跳高运动员，为什么采用“背越式”的要比采用“跨越式”的成绩好呢？图312【提示】跳高运动员在越过横杆时，“背越式”运动员的重心比“跨越式”运动员的重心升高的高度低，因此运动员越过相同高度的横杆，“背越式”跳法要比“跨越式”容易些后判断1重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上()2地球对物体有吸引力，而物体对地球无吸引力()3物体的重心可以用悬挂法确定()四种相互作用先填空1万有引力：在宇宙中，相互吸引的作用力存在于一切物体之间，强度随物体间距离增大而减弱2电磁相互作用：电荷和电荷，磁体和磁体间的相互作用3强相互作用：在原子核内把质子和中子紧密地保持在一起的作用力，它的作用范围约1015m，超出这个界限该力已经不存在了4弱相互作用：在放射现象中起作用的力，作用范围与强相互作用相同，但强度只有强相互作用的1012倍再思考1质子带正电，但质子(与中子一起)却能聚在一起构成原子核，这是为什么？【提示】因为质子与质子间，质子与中子间，中子与中子间存在强相互作用2强相互作用有何特点？【提示】只存在于原子核内部，是一种短程力，作用范围约1015m，大小远大于万有引力后判断1万有引力只发生在天体与天体之间，质量小的物体(如人与人)之间无万有引力()2强相互作用只发生在宇宙天体等宏观物体之间()3强相互作用就是非常小的物体间的相互作用()预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4学生分组探究一对力的进一步理解(深化理解)第1步探究分层设问，破解疑难1成语“孤掌难鸣”隐含了什么道理？【提示】“孤掌难鸣”即一个巴掌拍不响，反映了力的作用是相互的2用力拉弹簧时，弹簧伸长了一定的长度，这体现了力的什么作用效果？【提示】用力拉弹簧，使它变长，形状发生了改变，表明力可以使物体发生形变第2步结论自我总结，素能培养1力的四个性质(1)物质性：力是物体对物体的作用，脱离物体而独立存在的力是不存在的，一个力一定同时具有受力物体和施力物体(2)相互性：物体之间力的作用是相互的，只要一个物体对另一个物体施加了作用力，另一个物体也一定会对这个物体施加反作用力(3)同时性：发生相互作用的两个物体a与b，a对b作用的同时，b也一定对a发生作用(4)矢量性：力是矢量，不仅有大小，而且有方向2力的作用效果(1)静力效果使物体的形状发生改变(形变)，如把物体拉伸、压缩、扭转、剪切等(2)动力效果改变物体的运动状态，即改变物体的速度根据力的作用效果判断物体是否受力，是受力分析的基本方法第3步例证典例印证，思维深化下列说法中正确的是()a“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的b网球运动员用力击球，网球受力后飞出，网球受力的施力物体是人c每个力都必有施力物体和受力物体d只有直接接触的物体间才有力的作用【思路点拨】解答本题时应把握以下三点：(1)找不到施力物体的力是不存在的(2)力的作用是相互的，受力物体同时也是施力物体(3)力可以分为接触力和非接触力两大类【解析】力是物体对物体的作用，任何力都有它的施力物体和受力物体，a错误，c正确网球受力的施力物体是球拍，b错误有些力如重力、磁力等物体间不接触就可以发生作用，d错误，故选c.【答案】c关于力的理解的两个误区(1)误认为力可以没有施力物体或受力物体实际上力是物体与物体间的相互作用，任何力同时具有施力物体与受力物体(2)误认为只有相互接触的物体间才存在作用力实际上有些力可以发生在不接触的物体间，如重力、磁力等第4步巧练精选习题，落实强化1(2014包头高一检测)下列有关力的说法中正确的是()a力的产生离不开施力物体，但可以没有受力物体b力的产生离不开受力物体，但可以没有施力物体c力是物体对物体的作用，如果找不到施力物体或受力物体，这个力就不存在d不接触的物体间也可以产生力的作用例如，磁铁吸引铁钉，可见力可以离开物体单独存在【解析】任何力都有它的施力物体和受力物体，只有施力物体而没有受力物体，或只有受力物体，没有施力物体的力是不存在的，a、b错误磁铁吸引铁钉，说明不接触的物体之间也可以产生力的作用，力不能离开物体单独存在，任何力都有它的施力物体或受力物体，c对，d错误【答案】c2(2015杭州高一检测)关于力的作用效果的说法中正确的是()a物体的运动状态发生变化，一定受到外力作用b物体的运动状态不发生变化，一定不受外力作用c力对物体的作用效果完全由力的大小决定d物体受到力的作用后，一定同时出现形变和运动状态发生变化现象【解析】力是改变物体运动状态的原因，物体的运动状态发生变化，物体一定受到外力的作用，a正确弹簧受外力被拉伸稳定后，发生了形变，但运动状态并没有发生变化，b、d不正确力的作用效果由力的大小、方向、作用点三要素共同决定，c错误【答案】a学生分组探究二力的图示和力的示意图(深化理解)第1步探究分层设问，破解疑难1要用作图法准确地表示一个力，是作力的图示呢，还是作力的示意图？【提示】由于力的图示可以同时表示出力的三要素，而力的示意图只能表示出力的作用点和方向，不能准确表示出力的大小，故采用力的图示法表示力较为准确2在力的示意图中，力的三要素中哪一个要素不能准确地反映？【提示】力的示意图重点描述力的作用点和力的方向，并不能严格描述力的大小第2步结论自我总结，素能培养1力的图示与力的示意图的区别：力的图示能表示力的三要素，精确表示力时经常用到；力的示意图只能表示力的作用点和方向，在对物体的受力情况进行分析时经常用到2力的图示与力的示意图的画法：作图步骤力的图示力的示意图选标度选定标度(用某一长度表示一定大小的力)画线度从作用点开始沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段即可标方向在线段的末端标出箭头，表示方向在线段的末端标出箭头，表示方向第3步例证典例印证，思维深化如图313所示，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313【思路点拨】解答该题可按以下顺序进行：选标度画线段判方向、加箭头【解析】画力的图示，要严格按照以下步骤进行(1)选定标度：此题选单位长度的线段表示2n的力(2)从力的作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，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的线段(3)在线段上加箭头表示力的方向画力的示意图：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fn10n即可，如图丙所示【答案】见解析力的图示应用1力的图示的应用：力的图示反映了力的三要素，用作图法解决力的问题时经常用到用力的图示把力表示出来，这是一种科学方法，通过这种方法，把力译成几何语言，能更直观和形象地表示力2力的图示法口决：要想表示力，方法很简单，选好比例尺，再画一线段，长短表大小，箭头表方向，注意线尾巴，放在作用点第4步巧练精选习题，落实强化3(2015南京高一检测)图314表示的是小车所受外力f的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是() af1和f2bf1和f4cf1和f3、f4 d都不相同图314【解析】如图示的四个力中只有f1和f4的大小相等，方向相同，对小车的作用效果相同，b正确【答案】b4图315甲、乙中a的重量均为10n，画出它们所受重力的图示图315【解析】选定标度：此题用单位长度的线段表示2n的力从作用点(重心)沿力的方向画一线段，根据选定的标度，线段长短和力的大小成正比，线段上加刻度，如图所示，沿竖直向下的方向画一段五倍于标度的线段在线段上加箭头表示力的方向【答案】见解析学生分组探究三重力与重心(拓展延伸)第1步探究分层设问，破解疑难1重力的大小与物体的运动状态的变化有关吗？【提示】无关重力的大小是由物体的质量和物体的所处的地理位置共同决定的，与物体的运动状态及其变化无关2物体的重心一定在物体的几何中心吗？【提示】物体重心的位置与物体的形状及质量分布均有关，不一定在物体的几何中心第2步结论自我总结，素能培养1对重力的理解(1)重力与万有引力的关系重力是地球的万有引力在地球表面附近的一种表现，是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，但由于地球自转的影响，重力并不等同于万有引力(2)重力大小同一地点，物体重力的大小与其质量成正比，即gmg，其中g为当地的重力加速度不同地点，同一物体在地面上所在位置的纬度越高，所受重力越大；在地球上空的位置海拔越高，重力越小(3)重力方向重力的方向总是竖直向下，竖直向下不等同于垂直于支撑面向下，也不等同于指向地球球心2对重心的理解(1)重心是重力的等效作用点，并非物体的全部重力都作用于重心(2)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如一个圆形平板的重心在板上，而一个铜环的重心就不在环上(3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关，但一个物体的质量分布或形状发生变化时，其重心在物体上的位置可能发生变化(4)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上；对形状不规则的薄物体，可用支撑法或悬挂法来确定其重心第3步例证典例印证，思维深化关于重力的大小及重心的位置，以下说法中正确的是()a重力是物体本身具有的力，大小与物体的质量成正比b静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其所受的重力c重力只作用在物体的重心上，重心的位置总在物体的几何中心d重力是由于地球对物体的吸引而产生的，重力的施力物体是地球【解析】重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，而不是物体本身具有的力，物体重力的计算式gmg，其中g的值与物体所处的地理位置有关，同一地点，g值相同，物体的重力与物体的质量成正比，不同地点，不同高度，g值一般不同，因此，不能说物体的重力大小与物体的质量成正比，选项a错误；静止在水平面上的物体，对水平面的压力大小等于物体的重力，选项b错误；重心是物体所受重力的等效作用点，重心的位置与物体的形状和质量分布均有关，只有形状规则、质量均匀分布时，重心的位置才总在物体的几何中心，故选项c错误；由重力的产生可知，选项d正确【答案】d在处理重力的有关问题时，容易产生的4种错误(1)重力与地球对物体的引力相同(2)重力的方向垂直于支撑面(3)重力的重心必在物体上(4)重力的大小与物体运动状态有关第4步巧练精选习题，落实强化5关于地面上物体的重力，下列说法正确的是()a只有静止时，物体才受重力b物体对地面的压力就是物体的重力c弹簧测力计和杆秤都能称量物体的重力大小d同一地点，物体的重力与其质量成正比【解析】物体是否受重力与运动状态无关，a错误；物体对地面的压力与物体的重力的施力物体和受力物体不同，故不是一个力，b错误；杆秤的原理是杠杆原理，只测质量不测重力，c错误；在同一地点g为常数，由gmg可知，重力与质量成正比，d正确【答案】d6(2014绍兴一中高一检测)下列说法中正确的是()a地球对物体的吸引力就是重力b重心不一定在物体上c形状规则的物体其重心一定在物体的几何中心d当物体浮出水中时，所受重力比在地面上时要小【解析】地球对物体的吸引力产生重力，但引力不等同于重力，a错重心可以在物体上，也可能不在物体上，b对形状规则而且质量分布均匀的物体的重心才位于其几何中心，c错在同一位置，物体的重力为一常量，与它所处运动状态或环境无关，d错【答案】b确定重心的方法重心与人类的生产、生活有着密切的联系如给货车装载货物时，要考虑重心的高低、左右、前后位置对货车稳度、能量损失的影响；体育运动格斗比赛时，重心低不易被击倒；爬山走下坡时要放低重心，可增加身体的稳定性如图316所示的abc是木匠用的曲尺，它是用粗细不同、质量分布均匀、ab和bc质量相等的木料做成的d是ac连线的中点，e是ab的中点f和bc的中点g连线的中点，则曲尺的重心在()ab点bd点ce点dg点图316【解析】由于质量分布均匀，f为ab边重心的位置，g为bc边重心的位置则该曲尺重心为f与g连线的中点，即e点【答案】c先看名师指津1利用二力平衡寻找重心的方法原理：二力平衡时，两个力等大反向方法一：(支撑法)轴对称的碗、碟等，它们的重心在中垂线上，它们的重心可用二力平衡的方法找到，用一个手指将碟子挑起静止，即可找到其重心方法二：(悬挂法) 薄板形物体的重心可用悬挂法确定如图317所示，先在a点把板悬挂起来，物体静止时，物体所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上，所以物体的重心一定在通过a点的竖直线ab上然后在c点把物体悬挂起来，同理知，物体的重心一定在通过c点的竖直线cd上，ab和cd的交点o，就是薄板的重心位置图3172质量分布均匀的物体的重心，可由几何关系确定形状或质量分布发生变化时，重心会随之变化再演练应用如图318所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，在水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会() a一直下降b一直上升c先升高后降低d先降低后升高图318【解析】当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心下降，球壳和水共同的重心也下降；后来一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心下降，球壳和水共同的重心却升高；最后，水流完时，重心又回到球心故球壳和水的共同重心先降低后升高，d正确【答案】d课时作业(十一)全员参与基础练1(多选)下列关于力的说法中，正确的是()a只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用b力是不能离开物体而独立存在的，一个力既有施力物体，又有受力物体c一个物体先对别的物体施加力后，才能受到其他物体的作用力d物体的施力和受力是同时的【解析】有些力如重力、磁力等不需接触就可以产生，a错力的作用具有相互性和同时性，一个物体对别的物体施加作用力的同时，也一定受其他物体对它的作用力，一个力既有施力物体，又有受力物体，b、d对，c错【答案】bd图3192在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛，如图319是某壮汉正通过绳索拉汽车运动，则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是()a壮汉、汽车b壮汉、绳索c绳索、汽车 d汽车、绳索【解析】汽车所受拉力的施力物体是绳索，受力物体是汽车，c正确【答案】c3(多选)下列关于物体间相互作用的说法中正确的是()a地面上物体受到重力是引力在地球表面附近的一种表现b爬山时越向上爬，感觉越吃力，这是因为自己的体重增加了c科学家在研究原子核的构成时发现了弱相互作用d科学家在研究原子核放射现象中发现了弱相互作用【解析】地面上物体受到的重力是由于地球的吸引而产生，是引力在地球表面附近的一种表现，a正确同一物体的重力在同一个地点不变，b错误科学家在研究原子核衰变放射现象中发现了弱相互作用，c错误，d正确【答案】ad4(2014哈尔滨三中高一期末)关于地球上的物体，下列说法中正确的是()a物体静止时不受重力作用b物体只有落向地面时才受到重力作用c物体落向地面时比物体上抛时所受的重力小d物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物体是否运动及怎样运动无关【解析】重力是由地球的吸引而产生的，不管物体静止还是运动，也不管物体上升还是下落，地面附近同一物体的重力大小、方向都不会发生改变，重力的大小可由公式gmg求出可见，重力大小仅与物体的质量m有关，与运动状态无关，故d正确【答案】d5(2014济宁高一检测)关于物体的重力，下列说法正确的是()a重力的方向总是垂直地面向下b重力可以用弹簧测力计测量c物体在地球任何地方重力大小都相等d挂在绳子上静止的物体，它受到的重力就是绳子对它的拉力【解析】重力的方向总是竖直向下，也可以表述为垂直水平面向下，a错弹簧测力计可以测量力的大小，包括重力的大小，b对同一物体，处在地球表面的不同位置，重力大小一般不同，c错用绳子悬挂处于静止状态的物体，所受重力等于绳子对它的拉力大小，但两力性质不同，d错【答案】b6(多选)(2014青岛二中高一期末)一个物体所受重力在下列哪些情况下会发生变化()a把它从赤道拿到南极 b把它送到月球上去c把它放到水里 d改变它的运动状态【解析】根据重力的计算公式gmg知：它的大小不但与物体的质量有关，而且也与重力加速度的大小有关，而重力加速度的大小与地球上的位置、离地面的高度有关，不同的天体上重力加速度不同，所以正确的答案是a、b.【答案】ab7如图3110所示为两个力的图示，则以下说法中正确的是()图3110af1f2，是因为表示两个力的线段一样长bf1f2，是因为表示f1的标度大cf1f2，是因为f1具有两个标准长度，而f2有三个标准长度d无法比较，是因为两图示没有标明一个标准长度所表示的力的大小是多少【解析】因两图都没有标度，所以无法确定力的大小【答案】d8(多选)一个重20n的物体沿着斜面下滑，在下图中关于物体受到的重力的图示正确的是()【解析】重力竖直向下，画力的图示时，标度可以任意选取【答案】ad超越自我提升练图31119足球运动员已将足球踢向空中，如图3111所示，下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中，正确的是(g为重力，f为脚对球的作用力、f阻为阻力)()abcd【解析】足球在向斜上方飞行的过程中，脚对球已经没有作用力，球只受重力和空气阻力，重力的方向竖直向下，空气阻力的方向与球的运动方向相反，故选b.【答案】b10(多选)如图3112所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识可以得出的结论是()图3112a物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点b重力的方向总是垂直向下的c物体重心的位置与物体形状和质量分布有关d物体只有重心受重力作用，其他部分不受重力作用【解析】重力作用在物体的各部分，重心是物体所受重力的等效作用点，a正确，d错误；重力的方向总是竖直向下的，b错误；物体的形状和质量分布影响物体的重心位置，c正确【答案】ac11一个质量为60 kg的人，在地球上的重力为588 n，在月球上的重力为98 n该人在地球上的弹跳高度为0.5 m那么，他在月球上的弹跳高度为多少？【解析】人在地球和月球上的质量相等，由gmg得地球表面的自由落体加速度g m/s29.8 m/s2月球表面的自由落体加速度g m/s21.63 m/s2设人在地球上的弹跳高度为h，在月球上的弹跳高度为h，人跳起时的初速度为v0由v2v2ax和v0得，解得hh0.5 m3.0 m.【答案】3.0 m图311312如图3113所示，把一个平放着的、边长为l的均质立方体绕bc棱翻转，使对角面abcd处于竖直平面内，则它的重心位置升高了多少？【解析】均质立方体的重心位于中心，也就是对角面abcd两对角线ac、bd的交点o，立方体平放时o点离地面的高度h.当把立方体绕bc棱翻转到使对角面abcd处于竖直平面内时，o点离地的高度等于o点到bc棱的距离，即等于对角面边长ab或cd的一半，故后来o点离地的高度hl，所以翻转后这个均质立方体的重心位置升高了hhhlll.【答案】l2弹力学习目标1.了解形变、弹性形变、弹性限度等概念2.知道弹力产生的原因和条件(重点)3.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向(重点、难点)4.知道影响弹力大小的因素，理解胡克定律，了解科学研究的方法(重点)弹性形变和弹力先填空1形变(1)形变：物体在力的作用下形状或体积的变化(2)弹性形变：物体形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变(3)弹性限度当形变超过一定限度时，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度2弹力(1)定义：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(2)方向压力和支持力的方向垂直于物体的接触面绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向再思考1如图321，弹簧被压缩后能使小车向右运动，橡皮泥被压缩后不能使小车向右运动，弹簧和橡皮泥被压缩后产生的效果为什么会不同？图321【提示】弹簧被压缩后发生弹性形变，由于恢复原状，对小车产生弹力，使小车向右运动橡皮泥被压缩后发生的形变不能恢复原状，对小车没有弹力，所以橡皮泥被压缩后不能使小车向右运动2如图322所示的情景中，运动员、箭、小车的运动状态为什么能发生变化？【解析】运动员、箭、小车的运动状态发生变化是因为受到了跳板、弓弦或弹簧对它弹力的作用后判断1若两物体间存在弹力，则它们一定接触()2只要物体接触，物体间就存在弹力()3平常我们说的物体间的压力和支持力都是弹力，绳中的张力叫绳的弹力()胡克定律先填空1内容弹簧发生弹性形变时，弹力的大小f跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比2公式fkx，其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号n/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度3适用条件：在弹簧的弹性限度内再思考1能否将胡克定律表述为“弹簧发生弹性形变时，弹力的大小f跟弹簧的长度成正比”？为什么？【提示】不能公式fkx中的x指的是弹簧的伸长或缩短的长度(形变量)，而不是弹簧的长度2由fkx，得k总结出“ k与弹力f成正比，与弹簧的形变量x成反比”对吗？为什么？【提示】不对k的大小只与弹簧本身组成有关，与f和x的大小无关对同一个弹簧，f增大，x就增大，f与x的比值不变后判断1弹簧的弹力总是与其形变量成正比()2对某一只弹簧，把它拉的越长，其劲度系数k越大()3弹簧的劲度系数与弹力大小无关()预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4学生分组探究一弹力有无的判断(深化理解)第1步探究分层设问，破解疑难1如图323所示：物体a、b并排静止在光滑水平面上，a、b之间有弹力吗？图323【提示】a、b间无弹力，因为a、b两物体并排接触，物体没有发生弹性形变，不满足产生弹力的条件2两物体相互挤压或拉伸时，施力物体和受力物体都发生了形变，弹力是由哪个物体发生形变产生的？【提示】弹力是由施力物体发生弹性形变引起的例如，放在桌子上的书本，受到桌子的支持力是由施力物体桌面发生弹性形变引起的第2步结论自我总结，素能培养1直接法对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生的条件判断(1)物体间相互接触(2)发生弹性形变注意：两个条件必须同时满足才有弹力产生2特殊法第3步例证典例印证，思维深化在下列各图中，a、b两球间一定有弹力作用的是()a b c d【思路点拨】解答本题可按以下思路进行分析：【解析】a、c图中若拿去b球，a球均静止不动，故a、b间无弹力作用，b图中若拿去b球，悬挂a球的细绳将会变成竖直方向，故a、b间一定有弹力作用，d图中a、b两球在上面小球的压力下有向两侧运动的趋势，a、b两球相互间应无弹力作用，故b正确【答案】b判断弹力有无的两大误区1误认为只要有接触一定存在弹力作用，而忽略了弹力产生的另一个条件发生弹性形变2误认为有形变一定有弹力，忽略了弹性形变与范性形变(撤去外力后不能恢复原状的形变)的区别第4步巧练精选习题，落实强化1如图324所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是()(a)(b)(c)324a各容器的侧壁对钢球均无弹力作用b各容器的侧壁对钢球均有弹力作用c量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用d口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用【解析】钢球与容器的侧壁接触，是否有弹力作用就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以觉察，只能借助假设法判断假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容器底部对它的支持力作用，钢球仍将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立 (a)(b)(c)我们也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图如图所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以原假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用因此，本题正确选项为a.【答案】a2如图325所示，一小球用两绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则关于小球受弹力个数正确的是() a1个b2个c3个d4个图325【解析】解答该题可用消除法，若撤去绳1球的状态不变，即绳1无弹力，同理可判断绳2有弹力，由此知a正确【答案】a学生分组探究二弹力方向的确定(深化理解)第1步探究分层设问，破解疑难1弹力的方向可以与物体的接触面平行吗？【提示】弹力的方向只能垂直于两物体的接触面，不能与接触面平行2弹力的方向与哪个物体形变的方向相反？【提示】弹力的方向与施力物体形变的方向相反第2步结论自我总结，素能培养1弹力方向的特点发生弹性形变的物体，由于要恢复原状产生弹力，弹力的方向由施力物体的形变的方向决定，总是与施力物体形变的方向相反 2.弹力产生的三种接触方式类型弹力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垂直于切面3常见三类模型的弹力方向类型弹力方向图示轻绳沿绳指向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第3步例证典例印证，思维深化请在图326中画出杆或球所受的弹力(a)(b)(c)(d)326(a)杆靠在墙上(b)杆放在半球形的槽中(c)球用细线悬挂在竖直墙上(d)点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，1、2、3点在同一竖直线上【解析】(a)杆靠在墙上，挤压墙壁和地面，因此受到墙对杆的弹力与墙垂直，受到地面对杆的弹力与地面垂直，如图甲所示(b)杆放在半球形的槽中，c处为杆与球面的接触点，d处为支撑点，所以c处弹力垂直于其切面指向球心，d处弹力垂直于杆斜向上如图乙所示(c)球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子斜向上如图丙所示(d)当重心不在球心处时，弹力作用也必通过球心o，如图丁所示 .应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心甲乙丙丁【答案】见解析图三种情况下弹力的方向1平面与平面接触时，弹力的方向与接触平面垂直2点与平面接触时，弹力的方向与接触平面垂直3点与曲面接触时，弹力与曲面的切平面垂直第4步巧练精选习题，落实强化3(2015连云港高一检测)如图为p物体对q物体的压力的示意图，其中正确的是()abcd【解析】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【答案】a图3274(2014古田一中高一检测)如图327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为2 n的小球，小球处于静止状态，则关于弹性杆对小球的弹力，下列结论正确的是()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】小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态，由二力平衡知识可知，杆对小球的弹力与重力等大、反向【答案】d学生分组探究三弹力大小的计算(拓展延伸)第1步探究分层设问，破解疑难1当你用力拉一个弹簧时，所用的拉力越大则弹簧越长，因此弹力的大小与弹簧的长度有关，这种说法对吗？【提示】不对，决定弹簧弹力大小的是弹簧的劲度系数和形变量，而不是弹簧的长度2弹簧的形变量是指弹簧后来状态的长度与开始状态的长度之差吗？【提示】不是，弹簧的形变量是指弹簧后来状态的长度与弹簧原长的差值大小第2步结论自我总结，素能培养1弹簧的弹力(1)对公式fkx的理解公式中x为弹簧的形变量(可能为伸长量ll0，也可能为缩短量l0l)；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、匝数等因素决定图328(2)fx图象fx图象的斜率即为弹簧的劲度系数由于f1kx1，f2kx2，故ff2f1kx2kx1k(x2x1)kx，因此，弹簧上弹力的变化量f与形变量的变化量也成正比关系2弹力大小的计算(1)公式法：用fkx计算(适用于弹簧类弹性体弹力的计算)(2)平衡法：如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳竖直向上的拉力和竖直向下的重力作用根据二力平衡得到绳的拉力大小等于物体重力的大小第3步例证典例印证，思维深化(2015潍坊高一检测)一轻弹簧在10.0 n的拉力作用下，长度由原长5.00 cm伸长为6.00 cm.则(1)弹簧的劲度系数为多大？(2)当该弹簧长度为4.20 cm时，弹簧的弹力有多大？【思路点拨】(1)注意弹簧是处于伸长状态还是压缩状态？(2)同一弹簧在伸长状态和压缩状态的劲度系数相同【解析】(1)由fkx得f1k(l1l0)即k1103 n/m.(2)当该弹簧长度为4.20 cm时，弹簧处于压缩状态，此时弹簧的弹力f2k(l0l2)1103(5.004.20)102 n8 n.【答案】(1)1103 n/m(2)8 n第4步巧练精选习题，落实强化5(2014宜昌高一检测)一根轻质弹簧一端固定，用大小为f1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为f2的力拉弹簧，平衡时长度为l2，弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为()a.bc. d【解析】由胡克定律fkx得，式中x为形变量，设弹簧原长为l0，则有f1k(l0l1)，f2k(l2l0)，联立方程组可以解得k，所以a项正确【答案】a图3296如图329所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重为g，平衡时球在a处，今用力f压球使弹簧缩短x，球至b处，则此时弹簧的弹力为()akxbkxgcgkxd以上都不对【解析】设球在a处时弹簧已压缩了x，球平衡时弹力fagkx，球在b处时，弹簧又压缩了x，球再达平衡时弹力fbk(xx)gkx，故选b【答案】b弹簧fx图象问题的解题技巧在弹性限度内，弹簧的弹力f1与弹簧的形变量x之间成正比，其关系图线为一条过原点的直线，但弹力f与弹簧的长度l之间满足线性关系，其图线为一倾斜且不过原点的直线(2014衡水高一检测)某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小f和弹簧长度l的关系如图3210所示，则由图线可知：图3210(1)弹簧的劲度系数为_ n/m.(2)当弹簧被压缩，弹力大小为5 n时，弹簧的长度为_ cm.【解析】(1)由图读出，弹簧的弹力f0时，弹簧的长度为l010 cm，即弹簧的原长为10 cm，由图读出弹力为f110 n，弹簧的长度为l15 cm，弹簧压缩的长度x1l0l15 cm0.05 m，由胡克定律得弹簧的劲度系数为k200 n/m.(2)弹簧的弹力为5 n，弹簧的形变量x2.5 cm，弹簧的原长为10 cm，弹簧处于压缩状态，所以弹簧的长度为7.5 cm.【答案】(1)200(2)7.5先看名师指津fx图象问题求解“三步走”1找截距图象在横轴的截距表示弹簧的原长；2求斜率图象的斜率表示弹簧的劲度系数；3列方程恰当选取图象上的点列方程或方程组，同时注意坐标轴对应物理量的单位再演练应用一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图3211所示 .下列表述正确的是()aa的原长比b的长ba的劲度系数比b的大ca的劲度系数比b的小d测得的弹力与弹簧的长度成正比图3211【解析】由胡克定律知fk(ll0)，其中k为劲度系数，在fl图象上为直线的斜率由图象知kakb，即a的劲度系数比b的大，b正确，c错误a、b两图线与l轴的交点为弹簧的原长，则a、b的原长分别为l1和l2，从图象看出l1l2，故a错误弹力f与弹簧的长度l是线性关系而不是正比关系，故d错误【答案】b课时作业(十二)全员参与基础练1关于弹性形变，下列说法正确的是()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【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；钢筋用力弯折后，无法恢复到原来形状，不属于弹性形变，b错误【答案】c2(2014肇庆期末)如图3212所示，甲、乙两根金属弹簧除粗细不同外其他均相同，对它们的劲度系数，下列说法正确的是()甲乙图3212ak甲k乙bk甲k乙ck甲k乙 dk甲、k乙的大小无法判断【解析】弹簧的劲度系数表示弹簧“软”“硬”程度，甲、乙两根金属弹簧除粗细不同外其他均相同，甲弹簧比乙弹簧粗，所以甲弹簧的劲度系数大于乙弹簧的劲度系数，即k甲k乙，故选项a正确【答案】a3书放在桌面上，会受到桌面对它的弹力作用，产生这个弹力的直接原因是()a书的形变b桌面的形变c书所受到的重力d桌面所受到的重力【解析】书受到的向上的弹力，是由桌面形变产生的；而桌面受到向下的压力是由书形变产生的【答案】b图32134(多选)(2014阜阳二中期末)如图3213所示，轻弹簧的两端各受20 n拉力f的作用，弹簧伸长了10 cm(要弹性限度内)那么下列说法中正确的是()a弹簧所受的合力为零b弹簧所受的合力为20 nc该弹簧的劲度系数k为200 n/md根据公式kf/x，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力f的增大而增大【解析】以弹簧为研究对象，受到水平向左、水平向右的拉力f均为20 n，合力为零，选项a正确，选项b错误；由fkx得k200 n/m，弹簧的劲度系数k的大小与弹簧的材料有关，与外力无关，选项c正确，选项d错误【答案】ac5(多选)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的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比b由k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的大小和弹簧伸长(或缩短)的长度x的大小无关d弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧单位长度时弹力的大小【解析】在弹性限度内，弹簧的弹力与伸长量(或压缩量)遵守胡克定律fkx，故选项a正确；弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定，与弹力f及弹簧伸长(或缩短)的长度x无关，故选项c对，b错；由胡克定律得k，可理解为弹簧每伸长(或缩短)单位长度时弹力的值与k值相等，故选项d错误【答案】ac图32146(2015天津南开附中高一检测)一个球形物体o静止放在光滑的水平地面上，并与竖直墙壁相接触，a、b两点是球与墙和球与地面的接触点，则下列说法正确的是()a物体受三个力，重力、地面对物体的支持力、墙壁对物体的弹力b物体受两个力，重力、地面对物体的支持力c物体受两个力，重力、物体对地面的压力d物体受三个力，重力、物体对地球的引力、物体对地面的压力【解析】地面光滑且水平，球形物体处于静止状态时，与球只接触无挤压，故墙壁对物体的弹力为零，球形物体只受重力、地面对物体的支持力两个力作用，b正确【答案】b图32157(2014福州一中高一检测)体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球，如图3215所示，试分析篮球与地面作用时，地面给篮球的弹力方向为()a斜左上b斜右上c