高中物理 3.2弹力6课件 新人教版必修1.ppt

第2节弹力 1 知识识记 2 一 接触力1 定义 相接触的物体间产生的相互作用力 如 拉力 压力 支持力 摩擦力等 2 分类 按性质可分为弹力和摩擦力两类 二 弹性形变和弹力1 形变和弹性形变 1 形变 物体在力的作用下形状或体积发生改变 叫做形变 2 弹性形变 有些物体在形变后能够恢复原状的形变 2 弹力的定义 产生条件及弹性限度 1 定义 发生弹性形变的物体由于要恢复原状 对与它接触的物体产生的作用力 2 产生条件 物体间直接接触和接触处发生形变 3 弹性限度 能够完全恢复原来形状的物体的形变量的最大限度 3 三 几种弹力由于绳子被拉长而对被拉物体产生的弹力 通常叫拉力 方向 沿绳而指向绳收缩的方向 2 支撑面间的弹力 1 支持力 由于支撑面发生形变 对被支撑的物体产生的弹力 方向 垂直于支撑面 指向被支撑的物体 2 压力 由于被支撑的物体发生形变 对支撑物产生的弹力 方向 垂直于支撑面 指向被压的物体 4 3 杆的弹力杆既可以对物体施加拉力 也可以对物体施加支持力 而且所施加的弹力的方向不一定沿杆的方向 4 弹簧的弹力 1 产生 弹簧伸长时 产生对物体的拉力 弹簧压缩时 产生对物体的压力 2 方向 拉力和压力均指向弹簧恢复形变的方向 5 四 胡克定律1 内容 弹簧发生弹性形变时 弹力f的大小跟弹簧伸长 或缩短 的长度x成正比 2 公式 f kx 其中k称为弹簧的劲度系数 单位是牛顿 米 符号是n m 3 弹力f与弹簧的伸长 或缩短 量x的关系如图3 2 1所示 图线的斜率表示弹簧的劲度系数 6 15分钟随堂验收 7 1 关于形变 下列说法正确的是 a 物体形状的改变叫弹性形变b 物体受到外力作用后发生的形状改变叫弹性形变c 物体在外力去掉后能恢复原状的形变叫弹性形变d 任何物体在外力的作用下都能发生形变 不发生形变的物体是不存在的答案 cd解析 弹性形变必须在撤去外力后能恢复原 8 2 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有弹力d 只有发生弹性形变的物体才会对跟它接触的物体产生弹力答案 d解析 弹力产生的条件是 直接接触并发生弹性形变 二者缺一不可 a c只满足一个方面 故a c错误 而b只说相互吸引 只能说明有力存在 但不一定是弹力 9 3 一辆拖拉机停在水平地面上 下列关于拖拉机和地面受力的叙述中正确的是 a 地面受到了向下的弹力 这是因为地面发生了弹性形变 拖拉机没有发生形变 所以拖拉机不受弹力b 地面受到了向下的弹力 是因为地面发生了弹性形变 拖拉机受到了向上的弹力 是因为拖拉机也发生了形变c 拖拉机受到向上的弹力 是因为地面发生了形变 地面受到向下的弹力 是因为拖拉机发生了形变d 地面所受压力的方向与地面的形变方向相同 拖拉机所施压力的方向与拖拉机的形变方向相反答案 cd 10 解析 此题主要考查弹力的产生问题 根据弹力的定义 发生弹性形变的物体 由于要恢复原来的形状 会对跟它接触的物体产生一个力的作用 这个力就叫做弹力 实际上 具有弹力作用的两个物体都发生了弹性形变 也都给对方一个弹力的作用 一些学生容易将弹力的施力物体和受力物体搞混 本题正是为了防止这种错误而设置的 关于题目中的拖拉机和地面的受力 正确的理解是 由于地面发生了向下的形变 所以地面在想要恢复原状的同时 就给了拖拉机一个向上的弹力作用 由于拖拉机的车轮发生了向上的形变 所以拖拉机就给与之接触的地面一个向下的弹力 11 4 关于胡克定律的下列说法 正确的是 a 拉力相同 伸长也相同的弹簧 它们的劲度系数相同b 劲度系数相同的弹簧 弹簧的伸长相同c 知道弹簧的劲度系数 就可以算出任何拉力下的弹簧伸长d 劲度系数和拉力 伸长没有关系 它只决定于弹簧的材料 长短 弹簧丝的粗细答案 ad 12 解析 根据胡克定律可知a正确 劲度系数相同 如果弹力不同 当然其伸长量不同 b错误 如果超出了弹性限度 胡克定律不成立 这时就无法求出伸长量 弹簧的劲度系数由弹簧本身的材料 长短 弹簧丝的粗细来决定 与外界因素无关 13 5 请在图3 2 2中画出杆或球所受的弹力 图中o为球心 o 为重心 答案 见图3 2 3 14 解析 题图 a 杆在重力作用下a b两处都产生挤压作用 故a b两点处对杆有弹力 弹力方向与接触点的平面垂直 如上图 a 所示 题图 b 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斜向上 如上图 b 所示 题图 c 当重心不在球心处时 弹力作用线也必通过球心o 应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心 如上图 c 所示 15 45分钟课时作业 16 一 选择题1 关于物体对水平支持面的压力f 下列说法中正确的是 a f就是物体的重力b f是由于支持面发生微小形变产生的c f的作用点在物体上d f的作用点在支持面上答案 d 17 解析 压力是支持面受到的力 不是重力 故a错 压力f属于弹力 是由物体的弹性形变引起的 故b错 f是物体对支持面的力 作用点在支持面上 故c错 d对 18 2 下列叙述中错误的是 a 压力 支持力和拉力都是弹力b 压力和支持力的方向总是垂直接触面c 轻绳 轻杆上产生的弹力方向总是在沿着绳 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答案 c解析 杆不同于绳 杆可以发生拉伸形变 压缩形变和弯曲形变 所以杆的弹力方向不一定在沿杆的直线上 要具体情况具体分析 19 3 如图3 2 4所示 有一个光滑的小球用细线悬吊着 小球的下面与斜面接触 细线保持竖直状态 关于小球受力的个数 下列说法正确的是 a 1个b 2个c 3个d 2个或3个答案 b 20 解析 斜面与球已经接触 是否有弹力就看接触处是否有微小形变 微小形变是看不出来的 只能借助于假设法判断 21 假设撤去斜面 即假设球不受斜面的弹力 看球是否还能保持题设的 静止 状态 若能 说明球不受斜面的弹力作用 若不能 则说明球受斜面的弹力作用 本题中撤去斜面 小球仍静止 说明小球与斜面间没有弹力 若细线不是竖直的 如图3 2 5所示 小球靠在光滑斜面上 斜面对球肯定有弹力作用 因为假设撤去斜面 小球将向右方摆动 不会再保持原来的静止状态 此情景中小球受斜面的弹力作用 22 4 关于弹簧的劲度系数 下列说法中正确的是 a 与弹簧受的拉力有关b 与弹簧发生的形变有关c 由弹簧本身决定 与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关d 与弹簧本身特征 所受拉力大小 形变的大小都有关答案 c 23 5 如图3 2 6所示 一根弹簧其自由端b在未悬挂重物时指针正对刻度 0 在弹性限度内 当挂上100n重物时指针正对刻度50 若要指针正对刻度25 应挂的重物是 a 30nb 40nc 50nd 由于劲度系数k不知道无法计算答案 c 24 解析 设刻度盘上每小格表示弹力大小为f0 则 100n 50f0 f0 2n 若要指针对应刻度线25 应挂的重物的重力为25f0 25 2n 50n 所以c项正确 25 6 如图3 2 7 a b 所示 是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力f之间的关系图 下列说法中正确的是 26 a 弹簧的劲度系数是2n mb 弹簧的劲度系数是2 103n mc 当弹簧受f2 800n的拉力作用时 弹簧伸长量为x2 40cmd 当弹簧伸长量为x1 20cm时 弹簧产生的拉力是f1 200n答案 bc 27 解析 在弹簧的f x图象中 斜率表示劲度系数k 即故选项a错b对 当f2 800n时 由f kx得所以选项c对 当x1 20cm时 f1 kx1 2 103 20 10 2n 400n 故选项d错 28 7 如图3 2 8所示 下列各图中的物体a均处于静止状态 受到弹力作用的说法正确的是 29 a 图甲中地面是光滑水平的 a与b间存在弹力b 图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为 a对两斜面均有压力的作用c 图丙中地面光滑且水平 a与竖直墙壁有力的作用d 图丁中a受到斜面b对它的支持力的作用答案 bcd解析 图甲中对b进行受力分析 b球受重力和弹力的作用 二力平衡b球静止 不可能再受到a对b的弹力的作用 b选项中采用假设法 若除去左侧的斜面 a将运动 去掉右侧的斜面 a也将运动 所以两斜面对球a均有力的作用 c选项由物体的平衡条件知外力f与竖直墙壁对它的作用力平衡 墙对物体a有力的作用 d选项由弹力产生的条件 a与b接触且挤压 二者之间有弹力的作用 30 8 如图3 2 9所示 弹簧秤和细线的重力不计 一切摩擦不计 重物的重力g 10n 则弹簧秤a和b的读数分别是 31 a 10n 20nb 10n 10nc 10n 0d 0 0答案 b解析 以弹簧秤a作为研究对象 弹簧秤是静止的 左右两边的细线对弹簧秤的拉力大小均等于物体的重力10n 同理 以弹簧秤b作为研究对象 弹簧秤是静止的 左右两边的细线对弹簧秤的拉力大小均等于物体的重力10n 弹簧的形变是受10n拉力而产生的 所以读数均为10n 32 9 如图3 2 10所示 一劲度系数为k的弹簧 下端悬挂一重物 重物质量为m 平衡时物体在a位置 现用力将物体向下拉长x至b位置 则此时弹簧的弹力为 a kxb mg kxc mg kxd 以上说法都不正确答案 b 33 解析 解法1本题中给出的x并非在原长基础上的形变量 因此 弹力f kx 开始时 物体在位置a静止 此时弹力与重力平衡 即f1 mg 由f kx知 弹簧伸长量又因为拉力使弹簧又伸长了x 则弹簧总的形变量为 故弹簧弹力为解法2由于f kx 则 f k x 物体在外力作用下又伸长x时 拉力的大小增加了kx 考虑到弹簧原来的弹力为mg 故后来弹簧弹力为mg kx 34 10 如图3 2 11所示 a b为两根相连的轻质弹簧 它们的劲度系数分别为ka 1 103n m kb 2 103n m 原长分别为la 6cm lb 4cm 在下端挂一物体g 物体受到的重力为10n 平衡时 35 a 弹簧a下端受的拉力为4n b下端受的拉力为6nb 弹簧a下端受的拉力为10n b下端受的拉力为10nc 弹簧a的长度变为7cm b的长度变为4 5cmd 弹簧a的长度变为6 4cm b的长度变为4 3cm答案 bc解析 两根弹簧串联时所受拉力处处相等 而整个系统处于平衡状态 所受的拉力为10n 由胡克定律可以求得 xa 1cm xb 0 5cm 所以l a 7cm l b 4 5cm 36 二 非选择题11 一根长为6cm的橡皮条 上端固定 下端悬挂0 5n的物体时 长度变为8cm 要使橡皮条长度再增加1cm 需要再挂多重的物体 不超出橡皮条的弹性限度 答案 0 25n 37 解析 橡皮条在拉伸形变时 可利用胡克定律来计算 当悬挂0 5n的物体时 由胡克定律得 f1 kx 又因为x l l0 2cm f1 g 所以设橡皮条再伸长 l 1cm时 需要再挂物体 g 则有 f2 k l l l0 g g g f k l 0 25n 38 2 如图3 2 12为