高中物理 第三章 相互作用 3_2 弹力课件 新人教版必修1

第2节弹力 一 弹性形变和弹力阅读教材第54 55页 弹性形变和弹力 部分 了解弹性形变的概念 结合课本图3 2 3体会弹力产生的原因 1 弹性形变 1 形变 物体在力的作用下 或体积会发生改变的现象 2 弹性形变 物体在形变后撤去作用力能够 的形变 形状 恢复原状 2 弹力 发生 的物体 由于要 对与它接触的物体产生的力的作用 3 弹性限度 当形变超过一定限度时 撤去作用力后 物体不能 原来的形状 这个限度叫做弹性限度 形变 恢复原状 完全恢复 思维拓展如图1所示 杂技演员具有高超的技术 他能轻松地顶住从高处落下的缸 他顶缸时头顶受到的压力施力物体是哪个物体 压力是怎样产生的 答案压力的施力物体是缸 是由于缸发生弹性形变产生的 二 几种弹力及方向阅读教材第55页 几种弹力 部分 结合课本图3 2 4和图3 2 5体会弹力的方向 垂直 收缩 思维拓展 1 一铁块放在海绵上 铁块和海绵都发生了形变 从而在它们之间产生了弹力 如图2所示 海绵对铁块的支持力是如何产生的 方向怎样 铁块对海绵的压力是怎样产生的 方向怎样 2 如图3所示 用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块 橡皮绳对物块的拉力是怎样产生的 方向怎样 三 胡克定律阅读教材第56页 胡克定律 部分 知道胡克定律的内容 了解劲度系数的意义 1 内容 弹簧发生弹性形变时 弹力的大小F跟 成正比 即F 2 劲度系数 其中k为弹簧的 单位为 符号N m 是表示弹簧 软 硬 程度的物理量 弹簧伸长 或缩短 的长度x kx 劲度系数 牛顿每米 思维判断 1 在弹性限度内 同一根弹簧被拉的越长弹力越大 弹力大小与弹簧长度成正比 2 在弹性限度内 两根弹簧被拉长相同的长度 弹力的大小一定相等 3 在弹性限度内 同一根弹簧被拉伸长度x和被压缩长度x 弹力的大小相等 4 只有在一定条件下 胡克定律才成立 预习完成后 请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 要点归纳 1 产生弹力必备的两个条件 1 两物体间相互接触 2 发生弹性形变 2 判断弹力有无的两种常见方法 1 直接判断 对于形变较明显的情况 可根据弹力产生条件直接判断 弹力有无的判断 2 假设法 判断 对于形变不明显的情况 可用 假设法 进行判断 如图4所示判断a b两接触面对球有无弹力 常见以下三种情形 精典示例 例1 2017 哈尔滨高一检测 图中物体a b均处于静止状态 a b间一定有弹力的是 思路探究在A B C D各项中 若拿走b a能否保持原来的静止状态 解析A图中对物体a而言受重力 竖直向上的拉力 如果b对a有弹力 方向水平向左 那么a受到的三力不能平衡 与a b均处于静止状态矛盾 故A错误 B图中对物体a而言受重力 斜向上的拉力 如果b对a没有弹力 那么a受到的二力不能平衡 与a b均处于静止状态矛盾 故B正确 C图中若水平地面光滑 对b而言受重力 竖直向上的支持力 如果a对b有弹力 方向水平向右 那么b受到的三力不能平衡 与a b均处于静止状态矛盾 故C错误 D图中对b而言受重力 竖直向上的拉力 如果a对b有弹力 方向垂直斜面向下 那么b受到的三力不能平衡 与a b均处于静止状态矛盾 故D错误 答案B 判断弹力有无的两个误区 1 误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用 而忽视了弹力产生的另一条件 发生弹性形变 2 误认为有形变一定有弹力 而忽视了弹性形变和非弹性形变的区别 针对训练1 下列各图中 所有接触面都是光滑的 P Q两球都处于静止状态 P Q两球之间不存在弹力的是 答案D 要点归纳 1 弹力的方向 弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反 跟该物体的形变方向相反 弹力方向的判断 2 弹力方向的判定方法 精典示例 例2 请在图5中画出杆或球所受的弹力 解析甲图中杆在重力作用下对A B两处都产生挤压作用 故A B两处对杆都有弹力 弹力方向与接触点的平面垂直 如图甲所示 乙图中杆对C D两处都有挤压作用 因C处为曲面 D处为支撑点 所以C处弹力垂直于圆弧切面指向球心 D处弹力垂直于杆斜向上 如图乙所示 丙图中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子向上 如图丙所示 丁图中当重心不在球心处时 弹力作用线也必通过球心 如图丁所示 应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心 答案见解析图 易错的是丁图 易误认为弹力的作用线必过重心 实际上 点 和 球面 接触处的弹力 方向垂直于过该点的切面 沿该点和球心的连线即过球心 与重心位置无关 针对训练2 在图6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 乙中物体P处于静止状态 丙中物体P 即球 在水平面上匀速滚动 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 如图甲所示 乙中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 如图乙所示 丙中小球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 如图丙所示 答案见解析图 弹力大小的计算 2 计算弹力大小的两种方法 1 公式法 利用公式F kx计算 适用于弹簧 橡皮筋等物体的弹力的计算 2 平衡法 如果悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态 求解细绳的拉力时 可用二力平衡得到拉力的大小等于物体重力的大小 精典示例 例3 如图7所示的装置中 小球的质量均相同 弹簧和细线的质量均不计 一切摩擦忽略不计 平衡时各弹簧的弹力分别为F1 F2 F3 其大小关系是 A F1 F2 F3B F1 F2 F3C F1 F3 F2D F3 F1 F2 解析第一个图中 以弹簧下面的小球为研究对象 第二个图中 以悬挂的小球为研究对象 第三个图中 以任意一小球为研究对象 第一个图中 小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力 二力平衡 F1 mg 后面的两个图中 小球受竖直向下的重力和细线的拉力 二力平衡 弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小 则F2 F3 mg 故三图中平衡时弹簧的弹力相等 答案A 例4 如图8所示 不计滑轮的摩擦 将弹簧C的右端由a点水平拉到b点时 弹簧B刚好没有形变 求a b两点间的距离 已知弹簧B C的劲度系数分别为k1 k2 钩码的质量为m 弹簧C的右端在a点时刚好没有形变 思路探究 1 弹簧C的右端在a点时 刚好没有发生形变说明什么问题 2 由a点拉到b点时 弹簧B刚好没有形变 说明什么问题 针对训练3 探究弹力和弹簧伸长的关系时 在弹性限度内 悬挂15N重物时 弹簧长度为0 16m 悬挂20N重物时 弹簧长度为0 18m 则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为 A L0 0 02mk 500N mB