高中物理 第三章 研究物体间的相互作用 第一节 探究形变与弹力的关系课件 粤教版必修1.ppt

第一节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 第三章 知识点一 知识点二 考向一 考向二 随堂基础巩固 课时跟踪训练 考向三 知识点三 1 产生形变的物体由于要恢复原状 会对与它接触的物体产生力的作用 这种力叫做弹力 2 弹力产生的条件 两物体相互接触 接触面之间发生弹性形变 3 压力和支持力的方向都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 4 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 1 认识形变 1 物体发生变化简称为形变 物体的形变可以分为形变 拉伸形变 形变和扭曲形变等 2 形变产生的原因是物体受到了的作用 3 显示微小形变的方法有多种 常用的有 机械放大法 光学放大法 电子放大法等 压缩 弯曲 形状 力 2 弹性与弹性限度 1 弹簧具有的性质称为弹性 2 任何物体受到后都会产生形变 撤去外力后 物体能的形变 称为 3 物体发生弹性形变的最大形变量叫做 恢复原状 外力作用 完全恢复原状 弹性形变 弹性限度 1 关于弹性形变的概念 下面理解正确的是 a 物体形状的改变叫做弹性形变b 一根铁丝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 能够恢复原状的形变叫做弹性形变d 物体在外力的作用下发生的形变叫做弹性形变 解析 弹性形变是撤去外力作用后物体能恢复原状的形变 并非所有的形变都是弹性形变 因而选项a d错误 铁丝用力弯折后 撤去外力 并不能恢复到原来的形状 因而不属于弹性形变 选项b错误 显然选项c正确 答案 c 自学教材 1 弹力的概念产生的物体由于要恢复原状 会对与它的物体产生力的作用 这种力称为弹力 2 弹力的方向绳子对物体拉力 即绳子产生的弹力 方向总是指向绳子的方向 压力的方向垂直于接触面指向的受力物体 支持力的方向垂直于接触面指向的物体 形变 接触 被压 收缩 被支持 3 弹力的大小 胡克定律在内 弹簧弹力f的大小与弹簧的伸长 或缩短 量x成正比 其表达式为 比例系数k叫做弹簧的 单位n m x为弹簧的形变量 单位 m f kx 弹性限度 劲度系数 重点诠释 1 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 物体间相互接触并且发生弹性形变 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 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 利用力的作用效果判断 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 2 弹力的方向 1 弹力的方向总与引起物体形变的外力方向相反 2 常见弹力的方向 3 判断弹力方向应把握以下三种情况 当与面 或曲面 接触时 弹力垂直于接触面或接触面的切面 绳上的弹力沿绳并指向绳收缩的方向 与球面接触的弹力方向的延长线或反向延长线过球心 3 弹力的大小 1 弹簧的弹力 应用胡克定律f kx求解 其中x为弹簧的形变量 可能为伸长量l l0 也可能为缩短量l0 l k为弹簧的劲度系数 弹力与弹簧伸长量的关系可用f x图像表示 如图3 1 1所示 图线的斜率即为弹簧的劲度系数 图3 1 1 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 平衡类问题可用力的平衡方程求解 2 双选 关于弹力的方向 下列说法中正确的是 a 放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的b 放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的c 将物体用绳吊在天花板上 绳所受物体的弹力方向是竖直向上的d 物体间相互挤压时 弹力的方向垂直接触面指向受力物体 解析 放在水平桌面上的物体所受弹力为支持力 其方向垂直于桌面向上 故a正确 放在斜面上的物体所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上 故b错 d正确 绳子对物体的拉力总是沿绳子收缩的方向 而物体对绳子的弹力方向指向绳子伸长的方向 故c错 答案 ad 自学教材 1 力的示意图用一带箭头的线段表示力 线段的箭头指向 箭尾 或箭头 表示力的 2 力的图示用线段的长度表示力的 线段的箭头指向力的方向 箭尾 或箭头 表示力的作用点 力的方向 作用点 大小 重点诠释 1 画力的图示应遵循以下步骤 选定标度 画出某一长度的线段表示一定大小的力 并把该线段所表示的力的大小写在该线段的上方 画一个方块或一个点表示受力物体 并确定力的作用点 从力的作用点开始 沿力的作用方向画一线段 根据所选标度和力的大小确定线段的长度 并在线段上加上刻度 垂直于力线段的小短线 在表示力的线段的末端画上箭头表示力的方向 在箭头的旁边标出表示这个力的字母或数值 2 力的图示体现了力的三要素 力的大小 方向和作用点 图3 1 2 3 如图3 1 2所示 物体a对物体b的压力是8n 试画出这个力的图示 并说明施力物体和受力物体 解析 1 选定标度 此题选5mm长的线段表示2n的力 2 从作用点向力的方向画一线段 线段长短根据选定的标度和力的大小画出 线段上加刻度 如图所示 从o点竖直向下画一段四倍于标度的线段 20mm 3 在线段末端加箭头表示力的方向 压力的施力物体是a 受力物体是b 答案 见解析 例1 如图3 1 3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3 1 3 审题指导 解决此题的关键有两点 1 理解弹力产生的条件 接触 形变 2 可根据假设法或状态法分析 解析 假设法 假设两图中的斜面不存在 则甲图中小球无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 乙图中小球不受斜面的弹力 状态法 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 甲图中小球受到弹力作用 答案 见解析 借题发挥 弹力是接触力 弹力与形变相生相伴 判断是否存在弹力要抓住 接触 形变 二者缺一不可 图3 1 4 1 匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球 如图3 1 4所示 小球下方与一光滑斜面接触 关于小球的受力 下列说法正确的是 a 重力和细线对它的拉力b 重力 细线对它的拉力和斜面对它的弹力c 重力和斜面对它的支持力d 细线对它的拉力和斜面对它的支持力 解析 如果斜面对小球产生弹力 小球不会处于平衡状态 所以斜面对小球不会产生弹力 a选项正确 答案 a 例2 在图3 1 5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3 1 5 解析 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所示 答案 见解析图 2 画出图3 1 6中物体a受到的弹力的示意图 图3 1 6 解析 分析此类问题的关键是确定接触面 弹力垂直于接触面指向受力物体 绳子的弹力沿绳子指向绳子收缩的方向 答案 如图所示 例3 一根弹簧原长为12cm 在弹性限度内挂2n的物体时长16cm 则 1 挂1n的物体时弹簧多长 2 弹簧的长度为22cm时 弹簧悬挂的物体重多少 思路点拨 首先弄清弹簧伸长的长度与弹簧的长度 原长的关系 其次要先求出弹