高中物理必修一第三章第二节弹力

1、第二节弹力第二节弹力第三章相互作用第三章相互作用栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用1.知道形变的概念及弹力产生的原因和条件，并会判断弹力知道形变的概念及弹力产生的原因和条件，并会判断弹力的方向的方向2了解显示微小形变的方法了解显示微小形变的方法3掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用新 知 初 探 自 主 学 习新 知 初 探 自 主 学 习一、弹性形变和弹力一、弹性形变和弹力自研教材自研教材1形变：形变：物体在力的作用下物体在力的作用下_或或_发生的改变发生的改变2弹性形变：弹性形变：撤去作用力后，能够撤去作用力后，

2、能够_的形变的形变3弹性限度：弹性限度：形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原状，这个限度叫做弹性限度不能完全恢复原状，这个限度叫做弹性限度4弹力：弹力：发生发生_的物体，由于要恢复原状，对与的物体，由于要恢复原状，对与它它_的物体会产生力的作用，这种力叫弹力的物体会产生力的作用，这种力叫弹力形状形状体积体积恢复原状恢复原状弹性形变弹性形变接触接触栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用成功发现成功发现判断正误判断正误(1)所有形变在撤去外力后都能恢复原状所有形变在撤去外力后都能恢复原状()(2)两个相互接触的物体之间一定存在弹力两个相互

3、接触的物体之间一定存在弹力()(3)若两个物体之间存在弹力，则它们一定接触若两个物体之间存在弹力，则它们一定接触()(4)若物体发生了弹性形变，则物体一定受到了弹力若物体发生了弹性形变，则物体一定受到了弹力()提示：提示：(1)(2)(3)(4)栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用二、几种弹力二、几种弹力自主探究自主探究1接触面间的弹力方向接触面间的弹力方向(1)一本书放在水平桌面上，书和桌面都发生了形变，从而一本书放在水平桌面上，书和桌面都发生了形变，从而它们之间产生了弹力书对桌面的压力是如何产生的？方向它们之间产生了弹力书对桌面的压力是如何产生的？方向怎样？桌面对书的支持力是如何产

4、生的？方向怎样？怎样？桌面对书的支持力是如何产生的？方向怎样？(2)在图中画出物块所受弹力的示意图在图中画出物块所受弹力的示意图2细绳上的弹力方向细绳上的弹力方向用细绳拉物块，细绳对物块的拉力是如何产生的？方向如用细绳拉物块，细绳对物块的拉力是如何产生的？方向如何？何？栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用成功发现成功发现1接触面间的弹力方向与接触面接触面间的弹力方向与接触面_，支持力指向被，支持力指向被_的物体，压力指向被的物体，压力指向被_的物体的物体2细绳上的弹力方向沿细绳细绳上的弹力方向沿细绳_方向方向垂直垂直支持支持压压收缩收缩栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用三、胡

5、克定律三、胡克定律自主探究自主探究下表是某同学为下表是某同学为“探究弹力探究弹力f和弹簧伸长和弹簧伸长x的关系的关系”所测的几所测的几组数据，根据这些数据你能发现什么规律？组数据，根据这些数据你能发现什么规律？实验序号实验序号123456f/n00.981.962.943.924.90 x/cm01.002.053.003.955.00栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用成功发现成功发现1胡克定律胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小f跟弹簧跟弹簧伸长伸长(或缩短或缩短)的长度的长度x成成_2公式：公式：f_，其中，其中k为弹簧的劲度系数，单位：为弹簧

6、的劲度系数，单位：_，符号：，符号：n/m，它的大小反应了弹簧的软硬程度，它的大小反应了弹簧的软硬程度正比正比kx牛顿牛顿/米米栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用要 点 探 究 讲 练 互 动要 点 探 究 讲 练 互 动要点一弹力的产生及其有无的判断要点一弹力的产生及其有无的判断1弹力产生的过程弹力产生的过程2弹力是否存在的判断方法弹力是否存在的判断方法(1)直接法：对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生直接法：对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生的条件判断：的条件判断：物体间相互接触；物体间相互接触；发生弹性形变两个条发生弹性形变两个条件必须同时满足才有弹力产生件必须同时满

7、足才有弹力产生栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用(2)对于形变不明显的情况，可用以下两种方法来判断：对于形变不明显的情况，可用以下两种方法来判断：利用假设法判断利用假设法判断可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉看此物体还能可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉看此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；否则，有弹力作用体间无弹力作用；否则，有弹力作用利用力的作用效果分析利用力的作用效果分析如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或使

8、受力物体发生形变或改变受力物体的运动状态，看物体或使受力物体发生形变或改变受力物体的运动状态，看物体的受力是否与物体的运动状态相符合，从而确定物体所受弹的受力是否与物体的运动状态相符合，从而确定物体所受弹力的有无力的有无特别提醒：特别提醒：相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力物体间不一定存在弹力栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用例例1 下图中的物体下图中的物体a、b均处于静止状态，均处于静止状态，a、b间一定有间一定有弹力的是弹力的是()【思路点拨思路点拨】物体物体a、b间的形变不易观察，可用假设法或间的形变不易观察

9、，可用假设法或力的作用效果法来判断它们之间是否有弹力力的作用效果法来判断它们之间是否有弹力栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用【解析解析】在图在图a、c、d中，若将物体中，若将物体b拿走，物体拿走，物体a仍能仍能保持原来的静止状态，表明物体保持原来的静止状态，表明物体a、b间无弹力作用，而对于间无弹力作用，而对于b图中的情况，若将物体图中的情况，若将物体b拿走，物体拿走，物体a会向右运动，故物体会向右运动，故物体a、b间存在弹力故选间存在弹力故选b.【答案答案】b【易误警示易误警示】(1)误认为只要有接触一定存在弹力作用，误认为只要有接触一定存在弹力作用，而忽略了弹力产生的另一个条件而

10、忽略了弹力产生的另一个条件发生弹性形变发生弹性形变(2)误认为只要有形变就有弹力，而忽略了弹力产生的另一误认为只要有形变就有弹力，而忽略了弹力产生的另一个条件个条件接触接触栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用跟踪训练跟踪训练1下列关于弹力的几种说法，其中正确的是下列关于弹力的几种说法，其中正确的是()a只要两物体接触就一定产生弹力只要两物体接触就一定产生弹力b静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力c静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为水平面发静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为水平面发生了形变生了形变d只要物体发生形变就

11、一定有弹力产生只要物体发生形变就一定有弹力产生解析：选解析：选c.两物体接触并发生弹性形变才产生弹力，两物体接触并发生弹性形变才产生弹力，a、d错误，静止在水平面上的物体重力的施力物体是地球，受力错误，静止在水平面上的物体重力的施力物体是地球，受力物体是物体，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平物体是物体，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，面，两力不同，b错误，错误，c正确故选正确故选c.栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用要点二弹力方向的确定要点二弹力方向的确定弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在受力物体上，弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在受力物体

12、上，几种常见情况如下表：几种常见情况如下表：类型类型方向方向图示图示接触接触方式方式面与面面与面垂直公共接触面垂直公共接触面点与面点与面过点垂直于面过点垂直于面点与点点与点垂直于切面垂直于切面栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用类型类型方向方向图示图示轻绳轻绳沿绳收缩方向沿绳收缩方向轻杆轻杆可沿杆可沿杆可不沿杆可不沿杆轻弹簧轻弹簧沿弹簧形变的沿弹簧形变的反方向反方向栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用特别提醒：特别提醒：判断弹力方向的方法是：先明确两物体之间作用判断弹力方向的方法是：先明确两物体之间作用的类型，再根据各种类型的特点来判断弹力的方向的类型，再根据各种类型的特点来判

13、断弹力的方向栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用例例2 在下列四图中画出物体在下列四图中画出物体p受到的各接触点或面对它的受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体p处于静止状态，丁处于静止状态，丁中物体中物体p(即球即球)在水平面上匀速滚动在水平面上匀速滚动栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用【解析解析】甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中因此弹力方向沿绳向上；乙中a点属于点与球面相接触，弹点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，必过球心力应

14、垂直于球面的切面斜向上，必过球心o，b点属于点与点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆斜向上；丙中杆相接触，弹力应垂直于杆斜向上；丙中a、b两点都是球两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以a处弹力方向水平向右，处弹力方向水平向右，b处弹力垂直于斜面向左上方，且都处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中小球过球心；丁中小球p不管运动与否，都属于平面与球面相接不管运动与否，都属于平面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球心，即向上它们所受弹力触，弹力应垂直于平面，且过球心，即向上它们所受弹力的示意图如图所示的示意图如图所示【答案

15、答案】见解析见解析栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用【方法总结方法总结】(1)若接触面之一为平面，则弹力一定垂直若接触面之一为平面，则弹力一定垂直于该平面；于该平面；(2)若接触面之一为球面，则弹力一定过球心；若接触面之一为球面，则弹力一定过球心；(3)若接触面之一为曲面，则弹力一定垂直于过接触点的切若接触面之一为曲面，则弹力一定垂直于过接触点的切面；面；(4)若接触处之一为一直线物体，则弹力一定垂直于该直若接触处之一为一直线物体，则弹力一定垂直于该直线线栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用跟踪训练跟踪训练2请在下面四图中画出杆或球所受的弹力请在下面四图中画出杆或球所受的弹力

16、(1)杆靠在墙上杆靠在墙上(2)小球用细绳拴着静止在大球面上小球用细绳拴着静止在大球面上(3)球用细线悬挂在竖直墙上球用细线悬挂在竖直墙上(4)点点1、2、3都可能是球的重心位置，点都可能是球的重心位置，点2是球心，是球心，1、2、3点在同一竖直线上点在同一竖直线上栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用解析：本题考查对弹力方向的判定，关键是熟悉各种接触中解析：本题考查对弹力方向的判定，关键是熟悉各种接触中的弹力方向的弹力方向(1)杆在重力作用下对杆在重力作用下对a、b两处都产生挤压作用，故两处都产生挤压作用，故a、b两两处对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直如图甲所处对杆都有弹力，弹

17、力方向与接触点的平面垂直如图甲所示示(2)细绳对小球有拉力，沿绳收缩方向；大球对小球有支持细绳对小球有拉力，沿绳收缩方向；大球对小球有支持力，方向沿两球心连线力，方向沿两球心连线(3)球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子斜向上如图丙所示直；绳子对球的弹力沿绳子斜向上如图丙所示栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用(4)当重心不在球心处时，弹力作用也必通过球心当重心不在球心处时，弹力作用也必通过球心o，如图丁，如图丁所示应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重所示应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重

18、心心答案：见解析图答案：见解析图栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用要点三弹力的计算方法要点三弹力的计算方法1弹簧的弹力弹簧的弹力(1)应用胡克定律应用胡克定律fkx求解其中求解其中x为弹簧的形变量为弹簧的形变量(可能为可能为伸长量，也可能为缩短量伸长量，也可能为缩短量)，k为弹簧的劲度系数，只与弹簧为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定定(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用弹力与弹簧伸长量的关系可用fx图象表示，如图所示，图象表示，如图所示，图线的斜率即为弹簧的劲度系数图线的斜率即为弹簧的劲度系

19、数栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用(3)弹簧上弹力的变化量弹簧上弹力的变化量f与形变量的变化量也成正比关与形变量的变化量也成正比关系，即系，即fkx.2除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算，一般要借除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解比如悬挂在竖直助物体的运动状态所遵循的物理规律求解比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉力和重力细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉力和重力作用根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大作用根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小小栏目栏目导引导引第三章相互作用第

20、三章相互作用例例3 在水平桌面上一根弹簧在弹性限度内，对其施加在水平桌面上一根弹簧在弹性限度内，对其施加30 n的拉力时，其长度为的拉力时，其长度为20 cm，对其施加，对其施加30 n压力时，其长压力时，其长为为14 cm，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数【思路点拨思路点拨】fkx中的中的x指弹簧的形变量指弹簧的形变量栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用【解析解析】设弹簧原长为设弹簧原长为l0，劲度系数为，劲度系数为k，对其施加拉力，对其施加拉力时，由胡克定律有：时，由胡克定律有：f1k(l1l0)对其施加压力时，有：对其施加压力时，有：f2k(

21、l0l2)解得：解得：l017 cm，k1 000 n/m.【答案答案】17 cm1 000 n/m栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用跟踪训练跟踪训练3如图所示，轻质弹簧的劲度系数为如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重为，小球重为g，平衡时，平衡时球在球在a处，今用力处，今用力f压球使弹簧缩短压球使弹簧缩短x，球至，球至b处，则此时弹处，则此时弹簧的弹力为簧的弹力为()akxbkxgcgkx d以上都不对以上都不对栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用解析：选解析：选b.设球在设球在a处时弹簧已压缩了处时弹簧已压缩了x，球平衡时弹力，球平衡时弹力fagkx，球在，球在b处时，弹簧又压缩了处时，弹簧又压缩了x，球再达平衡时弹，球再达平衡时弹力力fbk(xx)gkx，故选，故选b.栏目栏目导引导引第三章相互作用第三章相互作用寻 规 探 法 思 维 启 迪寻 规 探 法 思 维 启 迪有关双