高中物理-第3章-弹力学案2-沪科版必修1

1、弹力学习目标定位1.知道形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变 .2.知道 弹力的定义及产生的条件， 会判断两个物体间是否存在弹力， 并会判断弹力的方向.3.掌握胡 克定律并能用此定律解决有关问题.、形变和弹力1 .弹力：发生弹性形变的物体,由于要恢复原状，就会对跟它接触使它发生形变的物体产生 力的作用，这种力叫做弹力.2 .弹性形变：作用在物体上的外力撤去后，物体能恢复原状的形变.3 .范性形变：外力撤去后，物体不能恢复原状的形变.二、胡克定律1 .内容：在弹性限度内,弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比.2 .公式：F=kx 其中k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，

2、符号是 N/m,它反映了弹簧的 一种力学性质.三、弹力的方向1 .平板状物体受压弯曲后产生的弹力，方向一定垂直于平板,指向压它的物体.2 .绳索的弹力方向一定沿着绳索，指向绳索收缩的方向、弹性形变和弹力 问题设计 (1) 如图 1 所示， 取一个圆玻璃瓶， 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？图1(2) 用手压橡皮泥， 橡皮泥发生形变； 脚踩在松软的土地上， 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？(3) 用手拉弹簧，弹簧会对手产生一个拉力 ( 如图 2 所示 ) ，这个拉力是如何产生的？图2答案

3、（1）手捏玻璃瓶，管中水面上升.说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小了.（2）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）弹簧受到拉力后发生形变（伸长），发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力.要点提炼1 .弹力的成因：当两个物体相互挤压或拉伸产生弹性形变时,由于物体要恢复原状， 才在接触位置对与它接触的物体产生弹力，所以弹力产生的直接原因是由受力物体发生形变灯型的.2 .弹力产生的条件：（1）两物体相互接触；（2）发生弹性形变.二、胡克定律问题设计如图3所示，为一弹簧测力计.弹簧测力计的刻度是否均匀？这说明什

4、么？答案均匀.说明弹簧测力计的弹力与弹簧的形变量成正比.图3要点提炼1 .内容：在弹性限度内,弹簧弹力的大小 F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比.2 .公式：F= kx.3 .说明(1)应用条件：弹簧发生形变时必须在弹性限度内.(2) x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度.(3) F x图像是一条过原点的倾斜直线(如图4所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图4(4)弹簧弹力的变化量 AF与形变量的变化量 Ax也成正比，即 AF=kA x.三、弹力的方向问题设计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5所示.海 绵对铁块的支持力是如何产生的？方

5、向怎样？铁块对海绵的压力是怎样产生的？方向怎样？图5答案(1)海绵对铁块的支持力： 海绵发生弹性形变， 对与它接触的铁块产生力的作用，方向垂直于接触面向上(如图甲).甲乙2 2) 铁块对海绵的压力： 铁块发生弹性形变， 对与它接触的海绵产生力的作用， 方向垂直接触面向下 ( 如图乙 ) 2. 如图 6 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？图6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）.要点提炼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

6、力方向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.延伸思考如图7所示，把一个球形物体 A放在半球形容器 B内，在图中画出 A受到的弹力.图7答案 A受到的弹力垂直于两接触面的切线 （弹力方向的延长线过球心 ），如图所示.、弹力的产生1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C.静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D.只要物体发生形变就一定有弹力产生解析 两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力，A、 D 错误静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球，而压力的施力

7、物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同， B 错误，C 正确答案 C二、弹力的方向2图画出图 8 中静止物体A 所受弹力的示意图8解析 支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体的示意图如图所示A 物体所受弹力答案 见解析图针对训练分别画出图9 甲、 乙中小球、 丙中杆的受力示意图 （ 甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上，乙中小球用细绳拴着静止在桌角上，丙中杆一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在墙壁上 ）图9答案 受力示意图如图所示三、胡克定律F 和弹簧的长度L的关系图像如图10所示，求:图10(1)该弹簧的原长为多少？(2)该弹簧的劲度系数为多少？解析 解法一：(1)弹簧不产生

8、弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为Lo=15cm.(2)据F=kx得劲度系数：k=F=F，由图线可知，该弹簧伸长 AL=(25 cm- 15 cm) =10 cm X Za L,、， , A F 50时，弹力 AF=50 N.所以 k=-= N/m = 500 N/m.AL 10X10解法二：根据胡克定律得F=k(L L。)，代入图像中的两点(0.25,50)和(0.05 , 50).可得 50= k(0.25 L0)-50=k(0.05 -L0)解得 Ld= 0.15 m = 15 cm , k=500 N/m.答案 (1)15 cm (2)500 N/m弹性形变：撤去外力后能够

9、恢复原状的形变 范性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变定义弹力1两物体相互接触产牛条件2发生弹性形变弹力内容胡克定律公式：F=kx,其中k为劲度系数支持力：垂直于接触面指向被支持的物体弹力的方向 压力：垂直于接触面指向被压的物体 拉力：沿着绳指向绳收缩的方向1.（弹力的产生）下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是（）A.有弹力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后，形变完全消失B.有弹力作用在物体上，物体不一定发生形变C.弹力作用在硬物体上，物体不发生形变；弹力作用在软物体上，物体才发生形变D. 一切物体受到弹力都要发生形变，撤去弹力后，形变不一定完全消失答案 D解析 力是物体间的相互

10、作用，弹力的施力物体和受力物体都会发生形变，故 B项错误；发 生形变后的物体，当撤去外力后，有些能完全恢复原状，有些不能完全恢复原状，A项错误,D项正确；不管是硬物体还是软物体，只要有弹力作用，都会发生形变，C项错误.2 .（弹力的产生）杂技演员具有高超的技术，如图11所示，他能轻松地顶住从高处落下的缸，关于他顶缸时头顶受到的压力产生的直接原因是（）图11A.缸的形变B.头的形变C.缸受到重力D.人受到重力答案A解析头顶受到的压力的施力物体是缸，受力物体是头顶，头顶受到的压力产生的直接原因是缸的形变，间接原因是缸受到重力， A 项正确3 .（弹力的方向）三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均

11、相同的光滑圆球a、b、c,支点P、Q在同一水平面上.a的重心位于球心，b、c的重心分别位于球心的正上方和正下方，如图12所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力方向是怎样的？图 12答案见解析解析三种情况都是点与点接触，圆球所受弹力的方向都是垂直于接触面指向球心，即沿半径指向球心，如图所示，弹力的方向与重心的位置无关题组一 形变及弹力的产生1 下列各种情况中，属于弹性形变的有()A.撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变B.当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变C.细钢丝被绕制成弹簧D.铝桶被砸扁答案AB解析 “撑竿的形变”、“椅面发生的微小形变”均能恢复原状，是弹性形变；“细钢丝被绕制

12、成弹簧”不能恢复原状， “铝桶被砸扁”不能恢复原状， 是范性形变 故选项A、 B 正确，C、D错误.2 关于弹性形变，下列说法正确的是()A.物体形状的改变叫弹性形变B. 一根钢筋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，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变D.物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变答案 C解析弹性形变指物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变，C正确，A、D错误；钢筋用力弯折后，无法恢复到原来的形状，不属于弹性形变， B 错误3 . 在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图 1 所示的跳水运动就是一个实例请判断下列说法正确的是()图1A.跳板发生形

13、变，运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的答案BC解析发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，发生形变的物体是施力物体.B、C正确.题组二 弹力方向的判断4 下列关于弹力的叙述中错误 的是 ()A.压力、拉力、支持力都是弹力B.压力和支持力的方向总是垂直于接触面C.轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在沿绳、杆的直线上D.轻杆不同于轻绳，弹力的方向可以不沿杆答案C解析弹力包括压力、拉力、支持力，其中绳的拉力总沿绳收缩的方向，压力、支持力的方向总与接触面垂直，故 A、 B

14、正确； 杆不同于绳， 杆可以发生拉伸形变、 压缩形变和弯曲形变，所以杆的弹力方向不一定沿杆，要具体问题具体分析，C错误，D正确.5 体育课上一学生将足球踢向斜台， 如图 2 所示， 下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是()图2A. 'V vi的方向B.沿V2的方向C.先沿vi的方向后沿V2的方向D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向答案D解析足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用，足球所受弹力的方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方，故 D正确.6 一只松鼠站在倾斜的树枝上，则树枝对松鼠的弹力的方向为()A,竖直向上B,竖直向下C.垂直树枝斜向上D.沿树枝方向答案 C解析

15、 支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体，选项 C正确.7 .在图3中画出物体 A所受弹力的示意图.图3答案 如图所示题组三胡克定律8 .关于弹簧的劲度系数 k,下列说法中正确的是（）A.与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k值也越大8 .由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关C.与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k值越小D.与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变程度都无关答案 B9 .如图4甲、乙所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G= 1 N,则弹簧测力计A和B的示数分别为（）图4A. 1 N,0B, 0,1 NC. 2 N,1 ND. 1 N,1 N答案 D解析 题图中弹簧测力计 A B的受力情况是一样的，都是左右两端各受1N的拉力，此时弹簧测力计的