吉林省长白山第一高中物理必修一课件：3.2 弹力

学案2弹力,学点1弹性形变和弹力,(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变叫做形变。形变的两个方面:形状的改变：指受力时物体的外观发生变化，如橡皮条拉紧时，由短变长；跳水馆中的跳板本来是水平伸直的，当运动员在上面起跳时，平直的板变得弯曲；撑杆跳高时，运动员手中的撑杆由直变曲。体积的改变：指受力物体的体积发生变化。如用力打排球，排球的体积变小；用力压海绵，海绵的体积变小。(2)弹性形变：有些物体在形变后能够恢复原状，如弹簧、橡皮筋等，这种形变叫做弹性形变。(3)弹力弹力的概念：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。,说明：任何物体都能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的，不过有的形变比较明显，可以直接看见；有的形变极其微小，要用仪器才能显示出来。当一本书放到桌面上后，桌面一定被书压得凹了一些，由于书的重力较小，桌面的形变微小，肉眼几乎看不出来。可以设想一下，当在桌面上放一大铁球或人站在桌面上时，桌面的形变是容易被发现的。(4)弹力产生的条件物体间直接接触。接触面处发生弹性形变。,弹力的产生条件接触和弹性形变。A、C都只有弹力产生条件的一个方面，而B只说“有相互吸引”，只能证明有力存在，不一定是弹力，故选D。,【例1】关于弹力的产生，下列说法正确的是()A.只要两物体相接触就一定产生弹力B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力C.只要物体发生形变就一定有弹力产生D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用,D,1.一辆拖拉机停在水平地面上，下列说法中正确的是()A.地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；拖拉机没有发生形变，所以拖拉机不受弹力B.地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；拖拉机受到了向上的弹力，是因为拖拉机也发生了形变C.拖拉机受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为拖拉机发生了形变D.以上说法都不正确,C,学点2几种弹力,(1)压力和支持力,图3-2-1,注意：若接触面是曲面，则弹力的方向垂直过接触点的切线方向。,由于桌面发生形变，对与它接触的书产生弹力F2，这就是支持力，方向是垂直于支持面，指向被支持的物体。综上，压力和支持力均为弹力，方向垂直于支持面指向受力物体。,产生：如图3-2-1所示，由于书发生了形变，对与它接触的桌面产生了弹力F1，这就是压力，方向是垂直于支持面指向被压的物体。,(2)常见的弹力的方向,【例2】请在图3-2-2中画出杆或球所受的弹力。(1)杆靠在墙上。(2)杆放在半球形的糟中。(3)球用细绳悬挂在竖直墙上。,图3-2-2,如图3-2-3所示,(1)杆在重力作用下对A、B两处都有挤压作用，故A、B两点处对杆有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直，如图3-2-3(甲)所示。(2)杆对C、D两处有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直其切面指向球心，D处弹力垂直杆斜向上，如图3-2-3(乙)所示。(3)球挤压墙壁，拉伸绳子，所以墙对球的弹力与墙垂直；绳子产生的弹力沿绳斜向上，如图3-2-3(丙)所示。,图3-2-3,弹力方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。所以判断弹力方向时，可以先找出使物体发生形变的外力方向，再确定弹力方向。,2.三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a的重心Oa位于球心，b、c的重心Ob、Oc分别位于球心的正上方和正下方，如图3-2-4所示，三球皆静止。试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力的方向是怎样的。,图3-2-4,相互作用的物体属于点与曲面接触，弹力的方向垂直于曲面的过接触点的切面，且指向球心，与重心位置无关，故三种情况下弹力方向是一致的，如图所示。,学点3胡克定律,(1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。(2)公式：F=kx式中k称为弹簧的劲度系数，其单位为牛顿每米，符号为N/m，比较而言，k越大，弹簧越“硬”，k越小，弹簧越“软”。(3)五个注意点透析胡克定律定律的成立是有条件的，这就是弹簧发生弹性形变，且必须在弹性限度内。表达式中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长(或缩短)的长度，而不是弹簧形变后的实际长度，弹簧伸长或压缩相同长度，弹力大小相等，但方向不同。表达式中的k是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软”“硬”程度，是由弹簧本身的性质决定的。在国际单位制中k的单位为“N/m”。由于弹簧的形变量x通常以“cm”为单位，而劲度系数k又往往以“N/m”为单位，因而在应用上式时要注意将各物理量的单位统一到国际单位制中。,根据胡克定律，可作出弹力F与形变量x的图象，如3-2-5所示，这是一条通过原点的倾斜直线，其斜率(F/xF/x)反映了k的大小，故胡克定律还可写成F=kx，即弹力的变化量F跟弹簧长度的变化量成正比。,图3-2-5,弹簧秤的刻度值应与该刻度线到零刻度线的距离成正比。(1)设3N、5N刻度线到零刻度线的距离分别为x1、x2，劲度系数为k。根据胡克定律F=kx可得x1/x2=3/5又x2-x1=2.5cm由得：x1=3.75cmx2=6.25cm。(2)由F1=kx1可得k=F1/x1=3/(3.7510-2)N/m=80N/m。,【例3】量得一只弹簧测力计3N和5N两刻度线之间的距离为2.5cm。求：(1)此弹簧测力计3N、5N刻度线与零刻度线之间的距离；(2)此弹簧测力计所用弹簧的劲度系数。,(1)3.75cm6.25cm(2)80N/m,3.竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时，弹簧长度为12cm；挂重为6N的物体时，弹簧长度为13cm，则弹簧原长为_cm，劲度系数为_Nm。,10,200,1.关于弹性形变的概念，下列理解中正确的是()A.物体形状的改变叫做弹性形变B.一根铁丝用力弯折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做弹性形变D.物体在外力的作用下发生的形变叫做弹性形变,2.如图3-2-6所示，为一轻质弹簧的长