人教版必修1 弹力 第1课时 学案.doc

3.2 弹力一、弹力有无的判断 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。(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,常见以下三种情形：假设与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的状态是否发生改变。若状态不变,则此处不存在弹力;若状态改变,则此处存在弹力。假设有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明有弹力;若不能保持,则说明没有弹力。假设没有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明没有弹力;若不能保持,则说明有弹力。【示范题】(2017重庆一中高一检测)图中小球均处于静止状态,各板均光滑,都和小球接触,且下板均在水平位置,试分析小球与接触面或弹簧间是否存在弹力。【规范解答】甲：假设去除a板,球将自由下落,原状态改变,故球与a板间存在弹力;假设去除b板,球仍能保持静止,故球与b板间不存在弹力。乙：假设去除水平板,球将自由下落,原状态改变,故球与水平板间存在弹力;假设小球受弹簧的弹力,小球不能保持静止,故小球不受弹簧的弹力作用。丙：假设球与1板间存在弹力,则小球会水平向右运动,故1板对小球无压力;假设球与2板间无弹力,小球会自由下落,故2板对小球有弹力作用。答案：图甲中,球与a板间存在弹力,球与b板间不存在弹力。图乙中,球与水平板间存在弹力,球与弹簧间不存在弹力。图丙中,球与2板间存在弹力,球与1板间不存在弹力。【通关1+1】 1.关于弹力,下列说法中错误的是()a.物体受到的弹力是由于施力物体发生形变而产生的b.弹力产生在直接接触而且发生弹性形变的物体之间c.相互挤压的物体间弹力方向总是跟接触面相垂直d.相互接触的物体间一定存在弹力答案：d2.如图所示,用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触,并保持静止,甲中细绳倾斜,乙中细绳呈竖直方向。判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用。【解析】假设去掉斜面,图甲中的小球将运动,图乙中的小球将保持原来的静止状态,故甲图小球受到斜面的弹力作用,而乙图中小球不受斜面的弹力作用。 答案：甲图中小球受到斜面的弹力作用乙图中小球不受斜面的弹力作用【变式训练】1.一个鸡蛋放在一块海绵上,处于静止状态,下列说法正确的是()a.海绵受到鸡蛋的压力就是鸡蛋的重力b.海绵受到鸡蛋的压力是海绵的形变产生的c.海绵受到鸡蛋的压力是鸡蛋的形变产生的d.海绵对鸡蛋的支持力与鸡蛋对海绵的压力是一对平衡力答案：c2.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()【解析】选d。在图a、b、c中,若将球q拿走,球p均不能保持原来的静止状态,表明p、q间存在弹力。而对于d图的情况,若将球q拿走,球p仍能保持静止,说明p、q间不存在弹力。故d正确。二、弹力方向的确定 1.常见的三种接触方式：接触方式 弹力方向 图示 面与面 垂直公共接触面 点与面 过点垂直于面 点与点 垂直于切面 轻绳 沿绳指向绳收缩的方向 轻杆 可沿杆 轻杆 可不沿杆(由运动状态判断) 轻弹簧 沿弹簧形变的反方向 【示范题】请在图中画出物体p受到的各接触点或面对它的弹力的示意图,其中甲、乙、丙中的物体p处于静止状态,丁中物体p在水平面上匀速滚动。【规范解答】物体p受到的各接触点或面对它的弹力的示意图如图：1.(多选)(2017重庆八中高一检测)如图为p物体对q物体的压力的示意图,其中错误的是()答案：bcd2.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30的斜面上,杆的另一端固定一个质量为m=0.2kg的小球,小球处于静止状态,弹性杆对小球的弹力为(g取10m/s2)()a.大小为2 n,方向平行于斜面向上b.大小为1 n,方向平行于斜面向上c.大小为2 n,方向垂直于斜面向上d.大小为2 n,方向竖直向上【解析】选d。球受重力g和弹力f,由二力平衡条件可知,杆对球的弹力方向与重力方向相反,竖直向上,大小f=g=mg=2n,故d正确。【变式训练】1.(2017衡水中学高一检测)重力为g的小球a在斜面上静止,如图所示,光滑挡板的情况：图甲是竖直方向、图乙是垂直斜面方向、图丙是水平方向。作出这三种情况下小球a的受力示意图。【解析】如图所示2.画出图中球a所受弹力的示意图,已知各接触面均光滑,a球均静止。三、弹力大小的计算 1.应用胡克定律的四个关键：(1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内;(2)x是弹簧的形变量,不是弹簧的原长,也不是弹簧形变后的长度;(3)其f-x图像为一条经过原点的倾斜直线,图像斜率表示弹簧的劲度系数。同一根弹簧,劲度系数不变。(4)由于f1=kx1,f2=kx2,故f=f2-f1=kx2-kx1=kx。因此,弹簧弹力的变化量f与形变量的变化量x也成正比关系。2.计算弹力大小的两种方法：(1)公式法：利用公式f=kx计算,适用于弹性体弹力的计算。(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。【示范题】(2017巴蜀中学高一检测)一轻弹簧在10.0n的拉力作用下,长度由原长5.00 cm伸长为6.00 cm。则(1)弹簧的劲度系数为多大?(2)当该弹簧长度为4.20cm时,弹簧的弹力有多大?【规范解答】 (1)由f=kx得f1=k(l1-l0)即k=1103n/m(2)当该弹簧长度为4.20cm时,弹簧处于压缩状态,此时弹簧的弹力f2=k(l0-l2)=1103(5.00-4.20)10-2n=8 n 答案：(1)1103n/m(2)8n【通关1+1】 1.一根轻质弹簧一端固定,用大小为f1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为f2的力拉弹簧,平衡时长度为l2,弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为()【解析】选a。由胡克定律f=kx得,式中x为形变量,设弹簧原长为l0,则有f1=k(l0-l1),f2=k(l2-l0),联立方程组可以解得所以a项正确。【变式训练】1.关于胡克定律,下列说法中不正确的是()a.由f=kx可知,弹力f的大小与弹簧的形变量x成正比b.由k=可知,劲度系数k与弹力f成正比,与弹簧的形变量x成反比c.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的,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【解析】选b。胡克定律f=kx中,x是弹簧伸长或缩短的长度;k是劲度系数,与弹簧本身的性质有关,与f、x均无关。故选项b错误,a、c、d正确。2.在水平桌面上一根弹簧在弹性限度内,对其施加30n的拉力时,其长度为20 cm,对其施加30 n压力时,其长度为14 cm,试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数。 答案：17cm1 000 n/