2019版物理《学案导学与随堂笔记》人教版(浙江版)必修一课件：第三章相互作用2

1、第三章2 弹力知识 内容弹力考试要求必考加试CC课时要求1. 知道形变和弹性形变，知道常见的弹力种类.2. 知道弹力产生的条件，会判断弹力的有无及弹力的方向.3. 理解劲度系数的物理意义，掌握胡克定律并能用此定律解决有关 问题.4. 探究弹力与弹簧伸长量之间的关系.学会利用列表法、图象法、函 数法处理实验数据能根据F-x. F-2图象求出弹簧的劲度系数.内容索引I自主预习梳理II重点知识探究m当堂达标检测一、弹性形变和弹力1. 形变：物体在力的作甲下形状 或 体积发生的变化.2. 弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状 的形变.3. 弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用躺物

2、体 傾“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度.4 弹力(1) 定义：发生形变 的物体,由于要恢复原状，阖6接触的物体产生的力直接接触弹性形变(2)产生的条件：两物体；发生二、几种弹力及方向1 压力和支持力的方向都垂直干物体的接触面.2.绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向.绳中的弹力常常叫 做张力.三、胡克定律1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹另申器（葵绢越傩麽握潢成正比.2.公式：F=kx ,k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米.即学即用1判断下列说法的正误.(1) 只要两物体接触就一定产生弹力.(X )(2) 发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状.(X )(3)

3、 海绵受挤压发生形变，桌面受挤压不会发生形变.(X )(4) 静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.(J )(5) 由F二也可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比.(X )对对答案吧2.弹簧的原长为10 cm,它下面挂一个重为4 N的物体时，弹簧长为12 cm,则该弹簧的劲度系数为型 N/m.若在它下面挂一个重为6 N的物 体，则弹簧的伸长量为3 cm.II重点知识探究一、形变和弹力导学探究(1) 如图1所示，取一个扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞 封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么? 答案 用手捏玻璃瓶，管中水面上升.说明

4、受压时玻璃瓶发生形变，体积变小了.（2）用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了 深深的脚印（形变），这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？答案 橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原 状（非弹性形变），玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状（弹性形变）.（3）如图2所示，被拉长的弹簧对手有一个拉力的作用，这个拉力是如 何产生的？答案弹簧受到拉力后发生形变（伸长），F一-发生形变的弹簧要恢复原状，对手就 产生了拉力.图1答案知识深化1弹性形变和非弹性形变弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变.非弹性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变.发生弹性形变的物体，外力过大，超过一定

5、的限度（弹性限度），会变 成非弹性形变.2弹力的产生必须同时具备两个条件：（1）两物体直接接触；（2）两物体 接触处发生弹性形变.例1关于弹力的产生，下列说法正确的是A. 木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而 产生的B. 木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力C. 拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头 发生形变而产生的&圭在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而 产生的解析I答案二几种常见弹力导学探究1.一铁块放在海绵上，铁块和海绵都发生了形变，从而在它们之间产生 了弹力，如图3所示.海绵对铁块的支持力是如何产生的

6、？方向怎样？铁 块对海绵的压力是怎样产生的？方向怎样？V/.图32.如图4所示，用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块橡皮绳对物 块的拉力是怎样产生的？方向怎样？77777777777777777777图4答案由于橡皮绳发生形变，对与它接触的物块产生力的作用, 方向沿绳指向绳收缩的方向（沿绳斜向右上）.答案知识深化1压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直 于接触面的切线；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线 过球心.2.绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向.3杆中的弹力方向不一定沿杆方向.例2在如图5所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它 的弹力的示

7、意图，各图中物体P均处于静止状态./,甲P丁答案见解析图例3如图6所示，图中的物体A均处于静止状态,受到弹力作用的说法正确的是A.图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力 &團乙中两斜面与水平地面的夹角分别为泊卩, 4对两斜面均有压力的作用甲丙C.图丙中A不会受到斜面B对它的支持力的作用D.图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用解析I答案总结提升弹力有无的判断1. 对于明显形变的情况，可以根据弹力产生条件直接进行判断.2. 对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方 法：假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状 态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；

8、否则，有弹力作用.(2) 假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图, 判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾, 则存在弹力.如图7中，若4处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力.图7三、胡克定律导学探究对于同一根弹簧，被拉得越长，弹簧的弹力越大，关于弹簧弹力的大 小，甲说：弹簧弹力大小与其长度成正比；乙说：弹力的变化量与 弹簧形变的变化量心成正比.哪个同学说法正确？答案 甲错，乙对.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，即F=kx,也 有 AF 二 Ax.答案知识深化胡克定律1. 成立条件：在弹性限度内.2. 对F二也的理解(1)兀是弹簧的形变量，

9、而不是弹簧形变后的长度.k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、 粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关.(3) F-x图象是一条过原点的倾斜直线(如图8所示)，直线的斜率表示 弹簧的劲度系数化4F(4) 弹簧弹力的变化量AF与形变量的变化量心也成正比，即例4 根轻质弹簧一端固定，用大小为50 N的力压弹簧的另一端，平衡时长度为厶1二20 cm;改用大小为25 N的力拉弹簧，平衡时长度为 =35 cm;若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，求弹簧的原长和劲度 每樂.30 cm 500 N/m解析设弹簧原长为厶），劲度系数为k由胡克定律得：F二陋厶o-厶）F2 = k（

10、L2 - Lo）联立两式得：厶）二0.3 m二30 cm, k = 500 N/m.总结提升1. 轻弹簧有压缩和拉伸形变，既能产生压力，又能产生拉力，方向沿弹 簧的轴线方向.2. 如果题目中只告诉了弹簧的形变量，并没有指出是伸长还是压缩，或 只告诉了弹簧弹力的大小，并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压缩 状态，就要分别进行讨论.3. 轻弹簧的一端空载时弹力为零，不空载时两端弹力必然相等.解析I答案四. 实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系1 实验器材弹簧、刻度尺、钩码、铁架台.2. 实验原理如图9所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长, 平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码受到的重力大小 相等.弹簧的原长

11、与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻 度尺测出，其伸长量兀可以用弹簧的长度减去弹簧的 原长来求得.(2)建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸 长量兀，在坐标系中描出实验所测得的各组(兀，F)对应的点，用平滑曲 线连接起来，根据实验所得的图象，就可探究弹力大小与弹簧伸长量之 间的关系.3实验步骤(1) 将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自 然伸长状态时的长度0，即原长.(2) 如图10所示，在弹簧下端挂质量为仙的钩码，测出此时弹簧的长度人,记录和人.钩码图10(3)改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录叫、叫、叫、 加5、和相应的弹簧长度，2、3、(

12、4、，5、.计算出每次弹簧的伸长*x(x = 1-Io)和弹簧受到的拉力F(F二咖,并 将数据填入表格.1234567F/N0/cmx/cm04. 数据处理(1) 建立直角坐标系，以F为纵轴，兀为横轴，根据测量数据用描点法作 图连接各点得出F随弹簧伸长量兀变化的图线.(2) 以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数.首先尝试一次函 数，如果不行则考虑二次函数.(3) 得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的 物理意义.5. 误差分析(1) 本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差.为了减小误差， 要尽量多测几组数据.(2) 弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带

13、来系统误差.为了 减小该系统误差，实验中应使用轻质弹簧.例5 位同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验.(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序, 将这些步骤用字母排列出来是(BDAEEL.A. 以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描岀各组数据(x, F)对应的点, 并用平滑的曲线连接起来B. 记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度厶C. 将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定刻度尺D. 依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码，并分别记下钩码静止时, 弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E. 以弹簧伸长量

14、为自变量，写岀弹力与弹簧伸长量的关系式F. 解释函数表达式中常数的物理意义解析I答案(2)下表是这位同学所测的几组数据图11解析答案 写出曲线的函数表达式 心04込（兀用cm作单位）. 函数表达式中常数的物理意义：表示弹簧的劲度系数，即表示使 弹簧伸长或者压缩1 cm所需的外力大小为0.43 N答案当堂达标检测1. （对弹力概念的理解）足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一, 深受青少年喜爱如图12所示为四种与足球有关的情景下列说法正确的是图2A. 静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B. 静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力 采在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用D.落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变2. （弹力方向的判断）在图13中画出物体A所受弹力的示意图.图13 答案如图所示3. （弹力有无的判断）在图中，A、B均处于静止状态，则A、B之间一定有弹力 的是AC4BD解析假设将与研究对象接触的物体逐一移走，如果研究对象的运动状态 发生变化，则表示它们之间有弹力；如果运动状态无变化，则表示它们之间无弹力.四个选项中当B选项中的3物体移走后，A物体一定会摆动，所以B选项中A、 B间一定有弹力.解析I答案4.(胡克定律的应用)某同学利用如图14a装置做“探究弹簧弹力大小与其长度