沪科版必修一 第3章3.2弹力 学案.doc

3.2弹力学习目标重点难点1.知道弹力产生的原因和条件。2.会用胡克定律计算弹性体的弹力。3.会判断弹力的有无及方向。重点：应用胡克定律计算弹力。难点：弹力有无及方向的判定。一、弹性形变和弹力1形变：物体在外力作用下_的改变。2弹性形变：物体在外力作用下发生形变，外力撤去后能够恢复_的形变。3弹力：发生弹性形变的物体，由于_，就会对跟它接触使它形变的物体产生力的作用，这个力叫弹力。预习交流1弹力的产生有几个条件？二、胡克定律1300多年前，英国科学家胡克通过研究发现，在弹性限度内，弹簧弹力的大小f跟弹簧的伸长(或缩短)的长度x_，表达式为_，其中比例系数k叫_，其单位符号是_。2f-x图像：弹力f与弹簧的伸长(或缩短)量x的关系如图所示。预习交流2弹簧的弹性限度是什么意思？三、弹力的方向1通常所说的压力和支持力都是弹力，压力和支持力的方向都_物体的接触面，分别指向_的物体。2绳子的拉力也是弹力，它的方向_指向_的方向。预习交流3如图甲所示，木板ab和bc成120固定角，bc板水平，光滑的金属球静止在bc板上，并与ab板接触，问木板ab和bc对球是否有弹力？如果同时将两板逆时针转过一个小角度，球仍静止，如图乙所示，此时木板ab和bc对球是否有弹力？四、多种多样的形变生活中各种各样的形变很多，大致可分为如下几类：压缩与拉伸形变、_形变、_形变和_形变。答案：一、1.形状和体积2原来形状3要恢复原状预习交流1：答案：弹力的产生有两个条件：直接接触、发生弹性形变。二、1.成正比fkx劲度系数n/m预习交流2：答案：如果外力过大，弹簧形变过大，超过一定限度，弹簧就不能恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度。只有在弹性限度内，胡克定律才成立。三、1.垂直于被压和被支持2沿绳绳收缩预习交流3：答案：在图甲中，木板ab对球无弹力，木板bc对球有弹力。在图乙中，木板ab和bc都对球有弹力。四、弯曲扭转剪切在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、形变与弹力1用手拉伸和压缩弹簧，弹簧的形状发生变化；用手捏橡皮泥，橡皮泥的形状发生变化，物体形状发生变化的原因是什么？弹簧和橡皮泥形状的变化有什么不同？2力可以使物体发生形变，为什么有的形变却很难观察到呢？如何才能观察到比较微小的形变呢？在如图所示的情景中，运动员、箭的运动状态为什么能发生变化？这个作用是哪个物体发生形变产生的？分析弹力有无时要注意三点：1弹力是接触力，物体与其他物体有几个接触处，就有可能受几个弹力。2弹力产生的条件有两个，除了直接接触外，还要在接触处发生弹性形变。3用“假设法”判断弹力的有无是一种常用的方法，要熟悉此法的思路。二、弹力方向的判定常见弹力有几种？举例说明，分析它们是怎样产生的以及它们的方向。请在下图中画出杆或球所受的弹力。(1)杆靠在墙上(2)杆放在半球形的槽中(3)球用细绳悬挂在竖直墙上1.弹力方向总是从施力物体指向受力物体，与施力物体形变方向相反。2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。3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”对物体弹力的方向大致有以下几种：(1)平面与平面接触：弹力与平面垂直；(2)点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面；(3)点与曲面接触：弹力通过接触点垂直于过点的切面；(4)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)。4在某些接触点处有无弹力难以确定时可用假设法判断。三、胡克定律1如图所示，用弹簧测力计拉弹簧时，弹簧拉伸越长，弹簧测力计的示数越大，这一现象说明了什么问题？2如图所示，用悬挂法探究弹力和弹簧伸长的关系时，需要测量哪些数据？为有效地减小实验误差测量一组数据还是多组数据？试设计一个记录表格。3用f-x图像探究弹力和弹簧伸长的关系，在画图线时，应注意哪些问题？f-x图像的特点是什么？作出f-x图像，并指出f与x有什么关系？一弹簧受到80 n的拉力作用时弹簧伸长到14 cm，弹簧受到40 n的压力作用时，弹簧长度变为8 cm，试求该弹簧的劲度系数与原长。1.胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力大小跟弹簧的形变量成正比，即fkx。其中x是弹簧的伸长量或压缩量；k称为弹簧的劲度系数，简称劲度，单位是n/m。2胡克定律的成立是有条件的，就是弹簧发生“弹性形变”，即必须在弹性限度内。3fkx中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长(或缩短)的长度，而不是弹簧的长度。4弹簧的劲度系数k，它表示了弹簧固有的力学性质，大小由弹簧本身的物理条件决定，如材料、长度、截面积等。5公式fkx可作为胡克定律的推论使用，式中f、x分别表示弹力变化量和形变变化量。答案：活动与探究1：1.答案：弹簧发生形变的原因是弹簧受到了手的拉力或压力的作用，橡皮泥发生形变的原因是受到手的压力作用。弹簧和橡皮泥在撤去外力后，弹簧能恢复原状，发生的是弹性形变，而橡皮泥不能恢复原状，发生的是范性形变。2答案：物体在外力的作用下都能发生形变，只是形变的程度不同。有的形变比较明显(如弹簧的伸长或缩短)，可以直接看出；有的形变微小，需要采用特殊方法才可观察到。如课本p67图317利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变，利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变，都是把微小形变放大，以利于观察。把微小变化放大，以利于观察或测量的实验方法叫“微量放大法”，这是物理学中研究问题的一种重要方法。迁移与应用1：答案：因为受到弹力的作用。分别是跳板、撑竿和弦发生形变产生的。活动与探究2：答案：常见弹力有压力、支持力和拉力。(1)如下图所示，放在水平桌面上的物体，在重力作用下与桌面互相接触，使物体和桌面同时发生了微小的形变。压力和支持力的方向：垂直于接触面指向被压或被支持的物体。(2)挂在绳下的物体，在重力的作用下拉紧绳子，使物体和绳子同时发生微小的形变。拉力的方向：绳子对物体的拉力是沿着绳而指向绳收缩的方向。迁移与应用2：答案：如解析图所示。解析：(1)杆在重力作用下对a、b两处都有挤压作用，因a、b两处的支持物都为平面，所以其弹力垂直平面分别向上和向右，如图甲所示。(2)杆对c、d两处有挤压作用，因c处为曲面，d处为支持点，所以c处弹力垂直其切平面指向被支持的物体沿球半径指向球心；d处弹力垂直跟它接触的平面指向被支持的物体垂直于杆斜向上，如图乙所示。(3)球在重力作用下挤压墙壁，拉紧绳子，所以墙产生的弹力垂直墙面指向球；绳子产生的弹力沿着绳子向上，如图丙所示。活动与探究3：1.答案：这一现象说明弹簧的弹力大小与弹簧形变的大小有关，弹簧的形变越大，弹力越大。2答案：(1)要测出弹簧的弹力f和弹簧的长度l(2)为有效地减小实验误差，必须进行多组测量，测出多组数据(3)列表进行记录，如表所示。12345f/nl/cmx/cm3.答案：(1)应使尽可能多的点落在图线上，不在图线上的点应对称分布在图线两侧，偏差太远的点应当舍去。(2)f-x图像是一条过原点的直线。如图所示。(3)f与x成正比。迁移与应用3：答案：20 n/cm,10 cm解析：弹簧受拉力伸长时胡克定律的形式为f1k(l1l0)即80 nk(14 cml0)弹簧受压力缩短时胡克定律的形式为f2k(l0l2)即40 nk(l08 cm)由以上两式解得k20 n/cm，l010 cm。1关于弹性形变，下列说法正确的是()。a物体形状的改变叫弹性形变b一根铁丝用力折弯后的形变就是弹性形变c物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫弹性形变d物体受外力作用后的形变叫弹性形变2一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中，正确的是()。a地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变b地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变c物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变d物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变3下列关于弹力的说法正确的是()。a只有弹簧才有可能施加弹力b施加弹力的物体一定有形变c物体的形变越大(弹性限度内)，产生的弹力也越大d形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大4一弹簧测力计的量程是10 n，刻度的最大值是5 cm，该弹簧测力计上弹簧的劲度系数是()。a200 n/m b2 n/mc50 n/m d5 000 n/m5画出图中各个静止物体a所受的弹力，各个接触面和点均光滑。答案：1c解析：所谓弹性形变就是发生形变的物体撤去外力后，能够恢复到原状。2bc解析：地面受到向下的压力，这个压力的施力物是物体，所以应该是因为物体的形变产生了对地面的压力，故b是正确的选项。物体受到向上的弹力，这个弹力的施力物是地面，所以应该是地面的形变产生了对物体的弹力，故c也是正确的选项。3bc解析：有弹力必有形变，弹力的大小不仅跟形变的大小有关，还跟劲度系数有关，不同的材料，其劲度系数