第一节.形变与弹力.ppt

第一节探究形变与弹力的关系 一 认识形变 1 定义 物体形状或体积发生的改变叫做形变 2 形变的种类 压缩形变 拉伸形变 弯曲形变 扭曲形变 问 坐在椅子上 椅子会有形变吗 人坐在椅子上 椅子也会有形变 只是形变很小 我们肉眼很难看清楚 常态 观察微小形变 1 结论 一切物体受力都会发生形变 观察微小形变 2 松手后 松手后 松手后 弹簧将恢复原状 海绵球将恢复原状 弹簧将恢复原状 三个物体都具有弹性什么是弹性 弹性限度定义 如果形变过大 超过一定的限度 撤去作用力后 物体就不能完全恢复原来的状态 这个限度叫做弹性限度 橡皮筋受力过度被拉断 弹簧不能恢复原长 撤去外力后 物体能够恢复原状的形变叫做弹性形变 1 弹性形变 二 弹性与弹性限度 弹性定义 物体具有恢复原状的性质称为弹性 2 非弹性形变 撤去外力后 物体就不能完全恢复原来的状态叫非弹性形变 三 弹力 1 定义 产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力的作用 这种力叫做弹力 2 弹力产生的条件 1 相互接触 2 发生弹性形变 由于桌面形变要恢复原状 桌面对书的支持力F支 由于书形变要恢复原状 书对桌面的压力F压 物体间的弹力是一对相互作用力 练习巩固 下列说法正确的是 A 物体在外力作用下发生的形变一定都是弹性形变 B 只要两物体接触就一定产生弹力 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有弹力产生 D 1 接触面产生的弹力方向 垂直于接触面 指向受力物体 4 弹力的方向 2 物体受到绳 线 链条等产生的弹力的方向 沿绳子指向绳收缩的方向 分析绳产生的弹力方向 F 3 物体受到弹簧的弹力的方向 总是沿弹簧指向弹簧恢复形变的方向 B 拉弹簧 A 拉弹簧 C 压弹簧 分析弹簧产生的弹力方向 F F 4 杆产生的弹力方向 由平衡条件判断 均处于静止状态 轻杆受力特点 1 可拉可压 2 杆所受的力不一定沿杆的方向 可能沿任意方向 总结 F F 弹力的方向 与施力物体形变方向相反 弹力有无的判断 对于微小形变 假设法 A B 光滑水平面并排放着静止的木块A B 假设A B间有弹力 以B为研究对象 B受力 B不可能静止 所以A B间没有弹力 思考 A B间有弹力吗 判断球与斜面间有无弹力 去挡板法 无弹力 练习 判断球有无受到弹力 光滑球静止在水平地面 光滑球静止在水平地面 各种接触面间的弹力方向判断 面面接触 垂直于接触面指向受力物体 点面接触 光滑斜面 过接触点垂直平面指向受力物体 点点接触 与过接触点的切面垂直并指向受力物体 分析A球受到的弹力 总结 1 弹簧两端的弹力方向 与弹簧中心轴线重合 指向弹簧恢复原状方向 2 轻绳 或橡皮条 对物体的弹力方向 沿绳指向绳收缩的方向 3 面面接触 垂直于接触面指向受力物体 4 点与面接触 过接触点垂直平面指向受力物体 5 点与点接触 与过接触点的切面垂直并指向受力物体 作业 请在图中画出杆及球所受的弹力 画钩码所受到的弹力 N1 N2 N1 N2 F2 F1 N1 N2 N2 N1 N1 N2 F1 F2 F3 F 5 弹力的大小 弹力的大小与形变的大小有关 形变越大 弹力越大 形变消失 弹力消失 实验与探究 探究弹力与伸长量的关系 实验目的 1 探究弹力与弹簧伸长的定量关系 2 学会利用列表法 图象法研究物理量之间的关系 实验原理 1 如图1所示 在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长 平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等 图1 弹力的测量 F 拉力 G 重力 当物体静止时 根据二力平衡条件 得 F G mg 即 弹簧对物体的弹力大小等于物体的重力大小 2 弹簧的长度可用刻度尺直接测出 伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算 这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了 形变量的测量 原长 形变量 实验步骤 1 将弹簧的一端挂在铁架台上 让其自然下垂 用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0 即原长 实验器材 弹簧 毫米刻度尺 铁架台 钩码若干 坐标纸 2 如图1 5 1所示 将已知质量的钩码挂在弹簧的下端 在平衡时测量弹簧的总长度并测出钩码的重力 填写在记录表格里 弹簧原长 L0 cm 3 改变所挂钩码的质量 重复前面的实验过程多次 4 以弹力F 大小等于所挂钩码的重力 为纵坐标 以伸长量x为横坐标 描点 作图 5 写出图像的函数式 6 得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系 解释函数表达式中的物理意义 L0 12 20cm 00 511 522 533 5 x cm 0 胡克定律 Hooke slaw 在弹性限度内 弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长 或缩短 量x成正比 即 F kx 1 X 形变量2 k 弹簧的劲度系数 单位 N m 牛顿每米 不同的弹簧 其劲度系数不同 即K值不同 决定因素 弹簧的长度 材料 粗细等 F kx 伸长量 压缩量 1 将一根原长为50cm 劲度系数是200N m的弹簧拉长为70cm 则弹簧的弹力大小是 A 100NB 40NC 140ND 240N 练习 B 2 一根弹簧受到30N的拉力时 长度为20cm 受到30N的压力时 长度为14cm 则该弹簧的原长等于 17cm 3 有一弹簧 当其两端各受沿轴线方向相反的拉力20N时 弹簧伸长了2cm 试求此弹簧的劲度系数为多少 F 20N x 2cm 解 示意图为 F 劲度系数 金版P50 变式训练3 4 在 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验中 以下说法正确的是 A 弹簧被拉伸时 不能超出它的弹性限度 B 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力 应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 C 用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 D 用几个不同的弹簧 分别测出几组拉力与伸长量 得出拉力与伸长量之比相等 AB 5 做 探究弹力和弹簧伸长量的关系 的实验步骤如下 A 以弹簧伸长量为横坐标 以弹力为纵坐标 描出各组数据 x F 对应的点 并用平滑的曲线连接起来 B 记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度L0 C 将铁架台固定于桌子上 也可在横梁的另一侧挂上一定的配重 并将弹簧的一端系于横梁上 在弹簧附近竖直固定一刻度尺 D 依次在弹簧下端挂上2个 3个 4个 钩码 并分别记下钩码静止时 弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内 然后取下钩码 E 以弹簧伸长量为自变量 写出弹力与伸长量的关系式 首先尝试写成一次函数 如果不行则考虑二次函数 F 解释函数表达式中常数的物理意义 G 整理仪器 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来 CBDAEFG 6 某同学在做 探究弹力和弹簧伸长量的关系 实验中 他先把弹簧