高中物理 探究形变与弹力的关系课件 粤教版选修32.ppt

案学1探究形变与弹力的关系 蹦极时 人自身所受重力让其下落 被拉伸的蹦极绳又会产生向上的力 把人拉上去 正是在这上上下下的振荡中蹦极者才体验到了前所未有的刺激 当用手提拉弹簧时 手会感到弹簧产生的向下 拉 的作用力 在压缩弹簧时也会感受到弹簧产生的向上 顶 的作用力 吉他 古筝等弦乐器演奏者在演奏时 手都要拨弄琴弦 才能发出动听的乐音 上紧的钟表发条 束在头上的橡皮筋 凹陷的沙发 形变和弹力在我们的生活中无处不在 学点1认识形变 弹性与弹性限度 物体在外力的作用下形状或体积的改变统称形变 弯曲的枝条 直尺 揉捏中的泥巴等都发生了形变 形变分两种形式 1 形状的改变 如橡皮条拉紧时由短变长 橡皮泥可以任意改变其形状 撑杆跳高运动员撑杆时杆的由直变曲 越过横杆后杆的由曲变直 包括压缩形变 拉伸形变 弯曲形变和扭曲形变等 2 体积的改变 如用力捏海绵使其发生的形变 物体发生形变后在撤去外力时能够恢复原状 这样的形变叫弹性形变 如前面提到的弯曲的直尺 拉长的橡皮条 撑杆跳的撑杆等都是弹性形变 发生弹性形变的物体 当形变达到某一值时 即使撤去外力 物体形状不能完全恢复 称这种现象为超过了物体的弹性限度 例1 关于弹性形变的概念 下列说法正确的是 a 物体形状的改变叫弹性形变b 将一根钢筋用力弯折后的形状的改变是弹性形变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 严格按弹性形变的概念去判断题目中的各种现象 从而得出正确选项 要注意物理概念的准确性及严密性 物体发生形变 撤去外力后 物体不能恢复原状 这种形变称为范性形变 下列说法正确的是 a 软的物体发生的形变叫范性形变 硬的物体发生的形变叫弹性形变b 钢丝 弹簧等物体发生的形变一定是弹性形变c 弹簧也可能发生范性形变d 弹性物体不可能发生范性形变 1 1 c c 学点2探究弹力 1 弹力 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 这种力叫弹力 2 弹力产生的条件 物体直接相互接触 物体发生形变 3 弹力的方向 跟物体恢复原状的方向相同 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 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 收缩的方向 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 4 弹力的大小 与形变大小有关 下列关于弹力产生条件的叙述正确的是 a 只要两个物体接触就一定产生弹力b 两个接触的物体间不一定产生弹力c 发生形变的物体才产生弹力d 相互接触的两个物体间可能产生弹力 2 例 关于弹力的产生 下列说法正确的是 a 只要两物体相互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 只要两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 解析 此题根据弹力的产生条件 接触并产生弹性形变 二者缺一不可 a 都只有弹力产生条件的一个方面 而b说明有 相互吸引 只能证明有力存在 不一定是弹力 故正确答案选d b d 学点3胡克定律 实验 在一个后面附有刻度的弹簧上面挂钩码 当钩码的数量增加时 弹簧的伸长量增大 弹簧的弹力增大 把读出的数据记录在教材所绘的表格中 分析实验数据可以得到胡克定律 胡克定律的内容 在弹性限度内 弹簧弹力的大小与弹簧的伸长 或缩短 量成正比 胡克定律的表达式 为形变量 弹簧的劲度系数k由弹簧本身决定 其单位为 n m 胡克定律还可以表示成 即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比 硬 弹簧 是指弹簧的值较大 在同样的力的作用下形变量较小 例3 一根弹簧在弹性限度内 用 n的力拉时 其长度为20cm 用 n的力压时 其长度为12cm 这根弹簧的自然长度是多少 答案 17cm 解析 在弹性限度内 弹簧伸长量或缩短量与受到的外力成正比 可设弹簧原长为cm 弹簧每受到1n的作用力变化的长度为 cm 由题中给出的两个条件可得 20cm 3 12cm 5解得 17cm 量得一只弹簧测力计3n和5n两刻度线之间的距离为2 5cm 求 1 此弹簧测力计3n 5n刻度线与零刻度线之间的距离 2 此弹簧测力计所用弹簧的劲度系数 1 3 75cm 6 25cm 2 80n m 3 4 例4 关于弹力 下列说法中正确的是 a 形变微小时 弹力很小b 形变量越大 弹力就越大 弹力大小总与形变量成正比c 放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体所受的重力d 通常所说的压力 支持力和绳的拉力都是弹力 解析 弹力的大小与形变量有关 形变量越大 弹力就越大 但弹力与形变量的定量关系一般都很复杂 不一定是简单的正比关系 故选项 错误 并且 弹力的大小是相对而言的 有的物体容易发生形变 虽形变量大 但产生的弹力可能小 而有的物体不容易发生形变 虽形变量微小 但产生的弹力可能很大 故选项 错误 书对桌面的压力在大小和方向上都与重力相同 但它们不是同一性质的力 压力是弹力 而且 它们的产生也不相同 压力是书发生形变而对桌面产生的力 它发生在书与桌面之间 而重力是由于地球对物体的吸引而使物体所受的力 它发生在书与地球之间 故这两个力不是同一个力 即选项 错误 通常所说的压力 支持力和绳的拉力都是由弹性形变产生的 因此都是弹力 故选项 正确 一木箱放在水平地面上 下列关于木箱和地面受力的叙述中正确的是 a 地面受到了向下的弹力 是因为地面发生了弹性形变 木箱没有发生形变 所以木箱不受弹力b 地面受到了向下的弹力 是因为地面发生了弹性形变 木箱受到了向上的弹力 是因为木箱也发生了形变c 地面受到了向下的弹力 是因为木箱发生了弹性形变 木箱受到了向上的弹力 是因为地面也发生了弹性形变d 以上说法都不正确 c 1 弹力的产生是有条件的 请结合生活中的经验和体会探究弹力是怎样产生的 点拨 可以结合生活中的感性经验 如折弯树枝 拉弹力器 压桌面等去思考 能否总结产生弹力的条件 物体之间要相互接触 同时物体还要发生弹性形变 形变后的物体为了恢复原来的形状 就会对与它接触的物体产生弹力作用 2 怎样用 假设法 判断弹力是否存在 点拨 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 只有两物体接触处产生