高三物理匀变速直线运动全章课件弹力.ppt

第二课时弹力概念的理解 1 弹力产生的条件 弹力产生的条件是 接触并且发生弹性形变 弹性形变从形式上可分为拉伸形变 压缩形变 弯曲形变和扭转形变四种 从程度上可分为明显形变和微小形变两种 明显形变可直接观察 而微小形变通常用 假设法 来分析 这是判断弹力是否存在的常用方法 2 弹力的三要素 1 弹力的方向与施力物体形变的方向相反 是施力物体恢复形变的方向 接触面间 面与面 点与面接触 的弹力方向总是垂直于接触面 若是曲面 则与切面垂直沿半径方向 指向被压或支持的物体 轻绳只能发生拉伸形变 只能产生拉力 拉力的方向总是沿着绳指向绳收缩的方向 轻杆可以产生拉伸 压缩 弯曲 扭转形变 杆的弹力方向具有多样性 杆上的弹力方向不一定沿着杆的方向 轻弹簧可以产生拉伸和压缩两种形变 既能产生拉力 也能产生拉力 方向沿弹簧的轴线方向 3 判断弹力有无的方法 a 根据弹力产生条件判断 2 运用假设法根据物体的运动状态 利用平衡条件或牛顿第二定律判断 一般弹力的大小没有计算公式 只能根据物体的运动状态 利用平衡条件或牛顿第二定律分析求解 弹簧的弹力大小满足胡克定律f kx 2 弹力的大小随物体的形变量的增加而增加 f k x 例1 在如图示的四幅图中 物体a不受摩擦力的作用 则静止的物体a分别受到几个力的作用 画出受力分析图 结合 假设法 根据弹力产生的条件判断弹力方向 根据物体处于平衡态或非平衡态的运动状态 利用平衡条件或牛顿第二定律分析弹力的方向 根据弹力产生的效果进行受力分析 例2 图中ac为竖直墙面 ab为均匀横梁 其重量为g 处于水平位置 bc为支持横梁的轻杆 a b c三处均用铰链连接 试画出横梁b端所受弹力的方向 f 解 轻杆bc只有两端受力 所以b端所受压力沿杆向斜下方 其反作用力轻杆对横梁的弹力f沿轻杆延长线方向斜向上方 二力轻杆模型 当轻杆只有两端受力而平衡时 则两端受力必定大小相等 方向相反 且沿轻杆方向 轻杆处于平衡状态 利用二力平衡条件 根据力产生的效果进行受力分析 例3 如图所示 小车上固定着一根弯成 角的轻杆 杆的另一端固定一个质量为m的小球 试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向 小车静止 小车以加速度a水平向右加速运动 cd bc 例5 在一粗糙的斜面上放置一正方形的箱子 其内部刚好放入一个质量一定的金属球 现在从斜面顶端释放箱子 在其加速下滑的过程中 下列关于球对箱子的作用力说法正确的是a 球对箱子a面有压力b 球对箱子b面有压力c 球对箱子c面有压力d 球对箱子d面有压力 例6 如图所示 两根相同的轻弹簧s1和s2 劲度系数皆为k 4 102n m 悬挂的重物的质量分别为m1 2kgm2 4kg 取g 10m s2 则平衡时弹簧s1和s2的伸长量分别为 a 5cm 10cmb 10cm 5cmc 15cm 10cmd 10cm 15cm c 例7 全国卷 如图所示 两木块的质量分别为m1和m2 两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2 上面木块压在上面的弹簧上 但不拴接 整个系统处于平衡状态 现缓慢向上提上面的木块 直到它刚离开上面弹簧 在这过程中下面木块移动的距离为 解1 m1 m2和上面弹簧组成的整体处于平衡状态 弹簧2的弹力 k2x1 m1 m2 g 当m1被提离弹簧时 弹簧2的弹力 k2x2 m2g x x2 x1 m1g k2 联立 两式解出木块m2移动的距离 a m1g k1b m2g k1c m1g k2d m2g k2 c 解 从初状态到末状态 弹簧2均处于压缩状态 弹簧2的弹力从 m1 m2 g减小到m2g 弹力的变化量为m1g 根据胡克定律的推论 f k x有 m1g k2 x 故弹簧2长度的减少量即木块m2移动的距离 x m1g k2 如果涉及弹簧由拉伸 压缩 形变到压缩 拉伸 形变的转化 运用胡克定律的推论 f k x可直接求出弹簧长度的改变量 x的大小 从而确定物体的位移 再由运动学公式和动力学公式求相关量 例8 如图所示 劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量为m1 m2的物块1 2拴接 劲度系数为k2的轻弹簧上端与物块2拴接 下端压在桌面上 不拴接 整个系统处于平衡状态 现施力将物块1缓缦地坚直上提 直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面 在此过程中 物块2上升的距离为多少 物块1上升的距离为多少 例9 如图所示 劲度系数为k2的轻质弹簧 竖直放在桌面上