高中物理 第三章第二节3.2弹力课件 新人教版必修1 .ppt

3 2弹力 1 形变是指物体形状的改变 比如物体被拉伸 压缩 扭转等 物体形状的改变是力的作用效果 2 弹簧测力计所挂物体越重 弹簧伸长的越长 说明弹簧受到的弹力越大 1 接触力 1 定义 相互接触的物体间产生的相互作用力叫接触力 如推力 拉力 压力 支持力等 2 分类 接触力按其性质可分为和 2 弹性形变和弹力 1 形变 物体在力的作用下或发生的改变 2 弹性形变 物体形变后 撤去作用力后 物体能的形变 3 弹力 发生形变的物体由于要恢复原状 对与它接触的物体所产生的作用力 4 弹力的方向 压力和支持力的方向总是于被压或被支持的物体 绳的拉力总是沿着而指向的方向 5 弹性限度 能够完全恢复到物体原来形状的形变量的 6 常见弹力 平时所说的压力 支持力和拉力都是 3 胡克定律 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成比 2 公式 f 其中k为弹簧的 单位 牛顿每米 符号 自我校对1 2 弹力摩擦力2 1 形状体积 2 完全恢复原来的形状 3 弹性 4 垂直绳绳收缩 5 最大限度 6 弹力3 1 正 2 kx劲度系数n m 1 关于弹力 下列说法中正确的是 a 通常所说的压力 支持力和绳子的拉力都是弹力b 压力和支持力的方向总是垂直于接触面c 轻杆一端所受的弹力的作用线一定与轻杆重合d 轻绳一端所受的弹力的作用线一定与轻绳重合 解析 压力 支持力 拉力都是以力的作用效果命名的 它们同属一种性质力 即弹力 故a正确 压力和支持力的方向总是垂直接触面指向被压或被支持的物体 所以b正确 绳子的拉力方向总是沿绳的收缩方向 故d正确 正解 abd2 如图所示 为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系 根据图象判断 正确的结论是 a 弹簧的劲度系数为2n mb 弹簧的劲度系数为200n mc 弹簧的原长为10cmd 弹簧伸长0 02m时 弹力的大小为4n 解析 弹簧处于原长时 弹簧的弹力应为0 由此可知弹簧原长为10cm 由图象可知当拉长5cm时 弹力为10n 可得劲度系数为200n m 弹簧伸长0 02m时 弹力的大小为4n 因此答案为bcd 正解 bcd 做一做课本本课时 问题与练习 中下图所示的实验 由这个实验你想到了什么 弹力的作用可以使物体发生形变 尽管我不能直接观察到玻璃瓶容积的变化 但玻璃瓶发生的微小形变能使水在塑料管中升降 由于管子直径非常细 所以升降变化十分明显 由此看来再坚硬的物体在外力作用下也能发生形变 只不过这种形变有时非常微小 不易被人察觉罢了 这项实验用的装置只要加上刻度就可以做成一支简易的测力计 找你的朋友们来比比看谁的手劲更大 一 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形变 两个条件必须同时满足才有弹力产生 2 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 看物体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 3 利用力的作用效果分析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 从而确定物体是否受到弹力 例1如图所示 光滑水平面上的球a靠在竖直墙壁上静止 试分析球a是否受地面和墙壁的弹力作用 点拨 假设不受弹力 a球还能处在现在的状态吗 解析 球同时与地面和竖直墙壁接触 下面分别讨论 假设水平面对球a无弹力作用 若去掉水平面 球a会下落 不可能处于原来的静止状态 所以水平面对a球有弹力作 用 而如果竖直墙壁对球a有弹力作用 此力会使球a向右运动 球不会静止 故可判定竖直墙壁对球a没有弹力产生 由以上分析可得地面对球a有弹力作用而竖直墙壁对球a无弹力作用 假如去掉竖直墙壁 球a仍会保持原来的静止状态 由此也可判定竖直墙壁对球a无弹力作用 1 如图甲 图乙所示 已知小球静止 甲中的细线竖直 乙中的细线倾斜 试判断图中小球所受弹力的施力物体及方向 解析 小球除受重力外 还受其他力的作用 图甲 图乙均可采用 假设法 分析 在两图中 若去掉细线 小球将下滑 则两细线中均有沿线方向的拉力 在图甲中若去掉斜面体 小球仍能在原位置保持静止状态 在图乙中若去掉斜面体 则小球不会在原位置静止 而向右下方运动 因此 图甲中小球受细绳向上的拉力 图乙中小球受细线斜向上的拉力和垂直斜面向上的弹力 二 弹力方向的确定方法1 常见弹力的方向 1 支持力的方向 垂直于支持面指向被支持的物体 2 压力的方向 垂直于接触面指向被挤压的物体 3 绳的拉力的方向 沿着绳而指向绳收缩的方向 4 弹簧弹力的方向 作用在与弹簧接触的物体上指向弹簧恢复原长的方向 2 根据接触面的情况判断弹力的方向弹力是接触力 不同的物体 不同的接触方式 弹力方向的判断 方法也不同 1 面与面接触 物体间的弹力的方向垂直于接触面指向受力的物体 2 点与面接触 物体间弹力的方向垂直于接触面 或接触面的切面 而指向受力物体 3 球与面接触 物体间弹力的方向在接触点与球心连线上 而指向受力物体 4 球与球相接触 弹力的方向垂直于过接触点的公切面 而指向受力物体 例2画出图中木棒所受弹力的方向 解析 点与面接触时的弹力方向过接触点垂直于接触面 或接触面的切面 而指向受力物体 2 画出图中a物体所受弹力的示意图 解析 如图所示 三 弹力大小的计算方法弹簧的弹力 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 也可能为缩短量 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 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 比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时 物体受绳向上的拉力和重力作用 根据二力平衡可知绳的拉力大小等于物体重力的大小 例3一根轻弹簧在10 0n的拉力的作用下 长度由原来的5 00cm伸长为6 00cm 那么当这根弹簧长度为4 20cm时 受到的压力有多大 弹簧的劲度系数为多大 点拨 胡克定律中的x是弹簧的形变量 并不是形变后弹簧的长度 所谓形变量是指弹簧形变后的长度l与弹簧的自由长度l0比较变化了多少 解析 已知弹簧原长l0 5 00cm 5 00 10 2m 在拉力f1 10 0n的作用下 伸长到l1 6 00cm 6 00 10 2m 根据胡克定律f1 kx1 k l1 l0 可得 当压力为f2时 弹簧被压缩到l2 4 20cm 4 20 10 2m 根据胡克定律f2 kx2 k l0 l2 1 00 103 5 00 4 20 10 2n 8 0n 即压力为8 0n 弹簧的劲度系数为1 00 103n m 3 如图所示 静止的弹簧测力计受到大小都为4n的拉力f1 f2的作用 弹簧测力计的示数为 a 0b 4nc 8nd 无法确定 解析 弹簧测力计受到的拉力即为弹簧测力计的示数 因此为4n 正解 b 弹力是接触力 但接触不一定有弹力 弹力是按力的性质命名的 常见的弹力有支持力 压力 拉力 浮力等 弹簧的劲度系数是弹簧本身的性质 与弹簧弹力 形变量无关 例 2010 济南模拟 如图所示 四个完全相同的弹簧都处于水平位置 它们的右端均受大小为f的拉力作用 而左端的情况各不相同 若弹簧的质量都可忽略