高中物理 第三章《弹力》学案 新人教版必修1.doc

3.2弹力学案【课标要求】1. 了解形变的概念。2. 理解弹力是在物体发生弹性形变时产生的。3. 知道什么是弹力及弹力产生的条件，能够正确判断弹力的有无和弹力的方向。4知道压力、支持力、拉力都是弹力，并能在具体问题中正确画出它们的方向。5知道形变越大，弹力越大，掌握胡克定律的内容和适用条件。【重点难点】重点：弹力产生的条件及弹力方向的判定，胡克定律的内容及应用。难点：接触物体是否发生形变及弹力方向的判定。【课前预习】一、弹性形变和弹力1物体在力的作用下形状或体积发生改变，叫做 ，有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做 ，如果形变过大，超过了一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做 。2发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做 所以，弹力的产生条件为： 二、常见弹力的方向3弹力的方向：弹力的方向是从施力物体指向受力物体，与施力物体形变的方向 （填相同或相反）；弹力是 发生形变产生的（填施力物体或受力物体）。具体地说：绳子拉力(绳子对所拉物体的弹力)的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。压力的方向垂直于支持面指向被压的物体。支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体。“支持面”就是两物的接触面。深入考察一般物体的接触情况，大致有以下几种：a平面与平面接触：弹力与平面垂直；b点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面；c点与曲面接触：弹力通过接触点垂直于过点的切面；d曲面与曲面接触：弹力通过接触点垂直于公切面(相当于点与点接触)。三、胡克定律4在弹性限度内，弹簧的弹力大小跟弹簧的伸长(或缩短)的长度成正比，这个规律叫做 ，表达式为f=kx，式中f为弹力大小，x为弹簧伸长(或缩短)量。k为弹簧的 ，其大小由弹簧本身的结构(如材料、长度、弹簧丝粗细、截面积、匝数等)决定。其单位是nm，如k=1000nm，表示使弹簧伸长或缩短1m需用1000n的力。5压力、支持力、拉力、推力等从性质上讲均是 ，压力、支持力、拉力、推力这些名称是根据 来命名的。【探讨与生成】【问题1】弹力的产生例1 一物体静止在水平桌面上，则以下说法正确的是( )a物体对桌面的压力就是重力b物体对桌面的压力使桌面产生了形变c桌面的形变产生了对物体的支持力d桌面对物体的支持力使物体产生了形变【拓展与分享】下列关于形变和弹力的说法中，正确的是（ ）a.相互接触的物体先产生形变后产生弹力b.相互接触的物体先产生弹力后产生形变c.相互接触的物体产生形变的同时产生弹力d.物体产生形变时不一定有弹力【小结】发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体有力的作用。这种力叫做弹力。弹力产生的条件：1两物体相互接触。（接触力）（只有自己发生形变而没有跟它接触的物体也是没有弹力的）2接触处产生弹性形变。【问题2】弹力的方向例2分析球受到的弹力。=0【拓展与分享】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垂直于接触面c轻绳、轻杆上产生的弹力总是在沿绳、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【小结】弹力产生实例分析：下面我们来分析这样三个实例1一本书平放在水平桌面上，我们来研究书本和桌面的形变及产生的弹力。因为相互挤压，所以桌面产生向下的形变，书本被挤压得发生了向上的形变。桌面发生的形变是向下的，为了恢复原状，它就要向上挺，这时就会对跟它接触的物体书本产生一个向上的力。书本被挤压得产生了向上的形变，为了恢复原状，它就要向下压，这时会对跟它接触的物体桌面产生一个向下的力的作用。2绳子下面吊着一个匀质铁球。绳子与铁球的接触处都发生了形变，绳子被拉长，发生向下的形变，铁球同样被拉长，发生向上的微小形变。所以，绳子发生形变后要恢复原状会对铁球有一个向上的弹力。铁球发生形变后要恢复原状会对绳子产生一个向下的弹力。3人在水平面上推木箱。人手与木箱相互挤压，人手发生弹性形变要恢复原状就会对箱子产生向前的弹力，箱子发生形变就会对人产生向后的弹力。【问题3】判断弹力是否存在的方法【小结】例3 下列各图中，p物体对q物体的压力的示意图有明显错误的是( )【拓展与分享】试判断下列各情况小球的受力情况。一、直接判断1两物体是否相互接触。2接触处是否产和弹性形变。二、假设存在法例 光滑水平面上ab两物体紧挨着保持静止，则它们之间有弹力吗？ab解：直接判断法无法判断出，因为你根本看不出它们之间是否有弹性形变。可以用假设法。假设ab之间有挤压，则a对b有向右的弹力，b对a有向左的力。真是这样，则ab均不能保持静止，与题设矛盾。所以没有挤压。ab三、隔离法ab将相互接触的两个物体中拿走一个，看对另一个物体是否有影响取走b球后，a仍静止，运动状态未变化，可以断定ab之间原来没有作用力。a特别提醒：以上三种方法视情况而定，不一定适用于所有情况。【问题4】弹簧的弹力胡克定律例4一根弹簧的伸长(l)和所受的外力(f)之间的关系如图所示，弹簧原长l0为50cm，试就图象回答：(1)若要使弹簧伸长到60cm，需要多大的拉力？(2)如果用900n的拉力(仍在弹性限度内)，弹簧的长度变为多少？【拓展与分享】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0.16m；悬挂20n重物时，弹簧长度为0.18m。则弹簧的原长l原劲度系数k分别为（ ）a.l原=0.02m，k=500n/mb.l原=0.10m，k=500n/mc.l原=0.02m，k=250n/md.l原=0.10m，k=250n/m例5如图所示，ga100n，gb40n，弹簧的劲度系数为500n/m，不计绳重和摩擦，求物体a对支持面的压力和弹簧的伸长量【小结】胡克定律：在弹性限度内，弹性物体的弹力和弹性物体的伸长（或压缩）的长度成正比，即，其中是劲度系数，单位是n/m。说明：不同材料的弹簧劲度系数是不一样的，同一种材料的弹簧形状和长度不相同时，其劲度系统也是不一样的。【课堂练习】1已知甲、乙两物体之间有弹力的作用，那么下列说法中正确的是( )a甲、乙两物体一定直接接触且都发生了形变b甲、乙两物体一定直接接触但不一定都发生形变c甲、乙两物体不一定直接接触但一定都发生形变d甲、乙两物体不一定直接接触也不一定都发生形变2关于胡克定律，下列说法正确的是( )a由fkx可知，在弹性限度内弹力f的大小与弹簧形变量x成正比b由kf/x可知，劲度系数k与弹力f成正比，与弹簧的长度改变量x成反比c弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，与弹力f的大小和弹簧形变量x的大小无关d弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小3如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重g1n，则弹簧测力计a和b的示数分别为( )a1n,0b0,1nc2n,1n d1n,1n4如图所示，a、b是两个相同的轻弹簧，原长都是l010cm，劲度系数k500n/m.若图中悬挂的两重物质量均为m，现测得两个弹簧的总长为26cm，则(g取10m/s2)( )am3kg bm2kgcm1.5kg dm