高中物理 第3章 相互作用 第2节 弹力课件 新人教版必修1

1、第第2 2节弹力节弹力( (教师参考教师参考) )一、教学目标一、教学目标知识与技能知识与技能1.1.知道形变、弹性形变知道形变、弹性形变, ,理解弹力的产生并能判断弹力的方向理解弹力的产生并能判断弹力的方向2.2.会用胡克定律计算弹簧的弹力会用胡克定律计算弹簧的弹力过程与方法过程与方法1.1.从日常生活中的发生形变的现象去认识物体形变从日常生活中的发生形变的现象去认识物体形变, ,进而让学生思考、讨论发生进而让学生思考、讨论发生形变的物体和与它接触的物体之间的作用形变的物体和与它接触的物体之间的作用, ,可以做实验可以做实验, ,最后得出弹力的概念最后得出弹力的概念2.2.从矢量的角度对其方

2、向和大小进行研究从矢量的角度对其方向和大小进行研究, ,先得出定性的结论先得出定性的结论, ,再引入实验定量探再引入实验定量探究弹簧弹力和伸长的关系究弹簧弹力和伸长的关系情感态度与价值观情感态度与价值观通过对弹力的研究及如何来表示弹力等过程通过对弹力的研究及如何来表示弹力等过程, ,培养学生自学、探究的能力培养学生自学、探究的能力二、教学重点难点二、教学重点难点教学重点教学重点弹力的产生、方向及胡克定律弹力的产生、方向及胡克定律教学难点教学难点弹力方向的判断弹力方向的判断三、重难点突破方略三、重难点突破方略弹性形变的突破方略弹性形变的突破方略【演示实验演示实验】展示弹簧、气球展示弹簧、气球,

3、,教师压缩弹簧、压缩气球教师压缩弹簧、压缩气球, ,提出问题提出问题: :压缩弹簧、压缩气球时压缩弹簧、压缩气球时, ,能明显地观察到什么现象能明显地观察到什么现象? ?学生学生: :明显地观察到弹簧长度变短明显地观察到弹簧长度变短, ,气球形状或体积改变气球形状或体积改变. .教师讲授教师讲授: :我们就把物体形状或体积的变化叫做形变我们就把物体形状或体积的变化叫做形变. .【实验探究实验探究】(1)(1)提出探究问题提出探究问题, ,学生猜想学生猜想: :在力的作用下在力的作用下, ,任何物体都能发生形变吗任何物体都能发生形变吗? ?学生学生1:1:能能. .学生学生2:2:作用力较大时作

4、用力较大时, ,能发生形变能发生形变; ;作用力较小时作用力较小时, ,不能发生形变不能发生形变. .(2)(2)问题猜想问题猜想: :展示如图所示的大玻璃瓶展示如图所示的大玻璃瓶, ,细管中有红色的墨水细管中有红色的墨水. .用手捏玻用手捏玻璃瓶璃瓶, ,玻璃瓶会发生形变吗玻璃瓶会发生形变吗? ?学生学生1:1:会发生形变会发生形变学生学生2:2:不发生形变不发生形变(3)(3)实验探究实验探究: :两个同学用手使劲捏玻璃瓶两个同学用手使劲捏玻璃瓶, ,我们能明显地观察到什么现象我们能明显地观察到什么现象? ?学生学生: :使劲捏玻璃瓶使劲捏玻璃瓶, ,细管中红色的墨水上升细管中红色的墨水上

5、升. .教师讲授教师讲授: :我们通常能看到一些物体发生明显的形变我们通常能看到一些物体发生明显的形变, ,但是一些比较坚硬的但是一些比较坚硬的物体物体, ,在力的作用下在力的作用下, ,这些物体都有形变这些物体都有形变, ,只不过形变很微小只不过形变很微小, ,眼睛很难观察眼睛很难观察到到. .总之总之, ,一切物体在力的作用下都发生形变一切物体在力的作用下都发生形变. .【思考讨论】【思考讨论】物体发生形变后物体发生形变后, ,撤去作用力撤去作用力, ,任何物体都能恢复原状吗任何物体都能恢复原状吗? ?学生学生: :有的能有的能, ,有的不能有的不能. .教师讲授教师讲授: :有的物体在形

6、变后撤去作用力时能够恢复原状有的物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状, ,这种形变叫做弹这种形变叫做弹性形变性形变. .如果形变过大如果形变过大, ,超过一定的限度超过一定的限度, ,撤去作用力后物体就不能完全恢撤去作用力后物体就不能完全恢复原来的形状复原来的形状, ,这个限度叫做弹性限度这个限度叫做弹性限度. .课堂探究课堂探究自主学习自主学习达标测评达标测评自主学习自主学习 课前预习课前预习感悟新知感悟新知( (教师参考教师参考) )情境链接一情境链接一跳水运动员的成绩与起跳踏板的时机很有关系跳水运动员的成绩与起跳踏板的时机很有关系. .运动员在跳板运动到最上运动员在跳板运动到最上端、中间

7、位置还是最下端时起跳最合适端、中间位置还是最下端时起跳最合适? ?信息信息弯曲的跳板会给运动员弹力弯曲的跳板会给运动员弹力, ,因而跳水运动员会被压弯的跳板弹起因而跳水运动员会被压弯的跳板弹起. .当跳板当跳板运动到最下端时跳板形变最大运动到最下端时跳板形变最大, ,产生的向上的弹力最大产生的向上的弹力最大. .因此因此, ,起跳的最佳起跳的最佳时机应该是跳板运动到最下端时时机应该是跳板运动到最下端时. .情境链接二情境链接二在我们的日常生活中在我们的日常生活中, ,弹簧形态各异弹簧形态各异, ,处处都在为我们服务处处都在为我们服务. .常见的弹簧是常见的弹簧是螺旋形的螺旋形的, ,叫螺旋弹簧

8、叫螺旋弹簧. .做力学实验用的弹簧测力计、扩胸器的弹簧等都是做力学实验用的弹簧测力计、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧螺旋弹簧. .有的弹簧制成片形的或板形的有的弹簧制成片形的或板形的, ,叫簧片或板簧叫簧片或板簧. .在口琴、手风琴在口琴、手风琴里有铜制的发声簧片里有铜制的发声簧片. .有的弹簧像蚊香那样盘绕有的弹簧像蚊香那样盘绕, ,例如例如, ,实验室的电学测量实验室的电学测量仪表仪表( (电流计、电压计电流计、电压计) )内内. .机械钟表中都安装了这种弹簧机械钟表中都安装了这种弹簧. .形形色色的弹簧形形色色的弹簧在不同场合下发挥着不同的作用在不同场合下发挥着不同的作用, ,你能说出几种你

9、能说出几种? ?信息信息1.1.测量功能测量功能: :在弹性限度内在弹性限度内, ,弹簧的伸长弹簧的伸长( (或压缩或压缩) )跟弹力成正比跟弹力成正比. .2.2.振动发声功能振动发声功能: :空气冲击簧片空气冲击簧片, ,簧片振动发出声音簧片振动发出声音. .3.3.带动功能带动功能: :弹簧形变弹簧形变, ,存储弹性势能存储弹性势能, ,弹性势能转变为动能弹性势能转变为动能. .教材梳理教材梳理一、弹性形变和弹力一、弹性形变和弹力1.1.弹性形变弹性形变(1)(1)形变形变: :物体在力的作用下物体在力的作用下 或体积会发生改变的现象或体积会发生改变的现象. .(2)(2)弹性形变弹性形

10、变: :物体在形变后撤去作用力能够物体在形变后撤去作用力能够 的形变的形变. .2.2.弹力弹力: :发生发生 的物体的物体, ,由于要由于要 , ,对与它接触的物体产对与它接触的物体产生的力的作用生的力的作用. .3.3.弹性限度弹性限度: :当形变超过一定限度时当形变超过一定限度时, ,撤去作用力后撤去作用力后, ,物体不能完全恢复原物体不能完全恢复原来的形状来的形状, ,这个限度叫做弹性限度这个限度叫做弹性限度. .想一想想一想 一个物体受到的弹力是施力物体的形变还是受力物体的形变而一个物体受到的弹力是施力物体的形变还是受力物体的形变而产生的产生的? ?答案答案: :是施力物体的形变而对

11、受力物体有弹力的作用是施力物体的形变而对受力物体有弹力的作用. .形状形状恢复原状恢复原状形变形变恢复原状恢复原状二、几种弹力及方向二、几种弹力及方向常见弹力常见弹力弹力方向弹力方向压力压力 于物体的接触面于物体的接触面, ,指向被压缩或被支持的物指向被压缩或被支持的物体体支持力支持力绳的拉力绳的拉力沿着绳子指向绳子沿着绳子指向绳子 的方向的方向垂直垂直收缩收缩想一想想一想 在教材第在教材第5555页图页图3.2-53.2-5中中, ,犁对绳子的拉力作用点和方向如何犁对绳子的拉力作用点和方向如何? ?答案答案: :犁对绳子的拉力作用在连接处的绳子上犁对绳子的拉力作用在连接处的绳子上, ,沿绳向

12、下沿绳向下. .三、胡克定律三、胡克定律1.1.内容内容: :弹簧发生弹性形变时弹簧发生弹性形变时, ,弹力的大小弹力的大小F F跟跟_成正比成正比, ,即即F=F= . .2.2.劲度系数劲度系数: :其中其中k k为弹簧的为弹簧的 , ,单位为单位为 , ,符号符号N/m.N/m.是是表示弹簧表示弹簧“软软”“”“硬硬”程度的物理量程度的物理量. .想一想想一想 弹簧伸长的长度弹簧伸长的长度x x是什么意义是什么意义? ?如何求得如何求得x?x?答案答案: :弹簧伸长的长度弹簧伸长的长度x x是指在弹簧原长是指在弹簧原长L L0 0的基础上伸长的长度的基础上伸长的长度, ,所以所以x=L-

13、x=L-L L0 0, ,其中其中L L指弹簧实际总长指弹簧实际总长. .弹簧伸长弹簧伸长( (或缩短或缩短) )的长度的长度x xkxkx劲度系数劲度系数牛顿每米牛顿每米1.1.若两物体间存在弹力若两物体间存在弹力, ,则它们一定接触则它们一定接触.(.() )2.2.只要物体接触只要物体接触, ,物体间就存在弹力物体间就存在弹力.(.() )3.3.平常我们说的物体间的压力和支持力都是弹力平常我们说的物体间的压力和支持力都是弹力, ,绳的张力叫绳的弹力绳的张力叫绳的弹力.(.() )4.4.弹簧的弹力总是与其形变量成正比弹簧的弹力总是与其形变量成正比.(.() )5.5.对某一个弹簧对某一

14、个弹簧, ,把它拉的越长把它拉的越长, ,其劲度系数其劲度系数k k越大越大.(.() )6.6.弹簧的劲度系数与弹力大小无关弹簧的劲度系数与弹力大小无关.(.() )思考判断思考判断答案答案: :1.1.2.2.3.3.4.4.5.5.6.6.要点一要点一课堂探究课堂探究 核心导学核心导学要点探究要点探究【问题导学问题导学】弹力有无的判断弹力有无的判断(1)(1)如图所示如图所示, ,取一个圆玻璃瓶取一个圆玻璃瓶, ,里面盛满水里面盛满水, ,用穿有透明细管的橡皮塞封用穿有透明细管的橡皮塞封口口, ,使水面位于细管中使水面位于细管中, ,用手捏玻璃瓶用手捏玻璃瓶, ,会看到什么现象会看到什么

15、现象? ?说明什么说明什么? ?答案答案: :(1)(1)手捏玻璃瓶手捏玻璃瓶, ,管中水面上升管中水面上升. .说明受压时玻璃发生形变说明受压时玻璃发生形变, ,体积变体积变小了小了. .(2)(2)用手压橡皮泥用手压橡皮泥, ,橡皮泥发生形变橡皮泥发生形变; ;脚踩在松软的泥土上脚踩在松软的泥土上, ,留下了深深的留下了深深的脚印脚印( (形变形变),),这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同? ?(3)(3)放在水平桌面上的玻璃杯与桌面相互挤压放在水平桌面上的玻璃杯与桌面相互挤压, ,玻璃杯对桌面产生压力和玻璃杯对桌面产生压力和桌面对玻璃杯产生的支持力桌面对

16、玻璃杯产生的支持力, ,分别是由哪一个物体发生形变产生的分别是由哪一个物体发生形变产生的? ?答案答案: : (2) (2)橡皮泥、泥土受力后发生的形变橡皮泥、泥土受力后发生的形变, ,在撤去外力后不能恢复原在撤去外力后不能恢复原状状( (非弹性形变非弹性形变),),玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状( (弹性形变弹性形变).).(3)(3)玻璃杯对桌面产生的压力是玻璃杯发生形变产生的玻璃杯对桌面产生的压力是玻璃杯发生形变产生的, ,桌面对玻璃杯桌面对玻璃杯的支持力是桌面发生形变产生的的支持力是桌面发生形变产生的. .【要点归纳要点归纳】1.1.弹力产生的过程

17、弹力产生的过程外力作用等原因外力作用等原因相互挤压或拉伸相互挤压或拉伸发生弹性形变发生弹性形变产生弹力产生弹力2.2.弹力有无的判断方法弹力有无的判断方法(1)(1)对于形变比较明显的情况对于形变比较明显的情况, ,可以根据弹力产生的条件判断可以根据弹力产生的条件判断: :物体间相物体间相互接触互接触; ;发生弹性形变发生弹性形变. .两个条件必须同时满足才有弹力产生两个条件必须同时满足才有弹力产生. .(2)(2)对于形变不明显的情况对于形变不明显的情况, ,通常采用假设法判断通常采用假设法判断. .假设将与物体接触的另一物体撤去假设将与物体接触的另一物体撤去分析物体能否分析物体能否保持原来

18、状态保持原来状态 能力不能有力无弹弹特别提醒特别提醒: :弹力的施力物体是发生形变的物体弹力的施力物体是发生形变的物体, ,受力物体是跟施力物受力物体是跟施力物体接触并使施力物体发生形变的物体体接触并使施力物体发生形变的物体. .【例例1 1】 在下列各图中在下列各图中,A,B,A,B两球间一定有弹力作用的是两球间一定有弹力作用的是( ( ) )B B 思维导图思维导图解答本题可按以下思路进行分析解答本题可按以下思路进行分析: :解析解析: :A,CA,C图中若拿去图中若拿去B B球球,A,A球均静止不动球均静止不动, ,故故A,BA,B间无弹力作用间无弹力作用,B,B图中图中若拿去若拿去B

19、B球球, ,悬挂悬挂A A球的细绳将会变成竖直方向球的细绳将会变成竖直方向, ,故故A,BA,B间一定有弹力作间一定有弹力作用用,D,D图中图中A,BA,B两球在上面小球的压力下有向两侧运动的趋势两球在上面小球的压力下有向两侧运动的趋势,A,B,A,B两球两球相互间可能无弹力作用相互间可能无弹力作用, ,选项选项B B正确正确. .误区警示误区警示 判断弹判断弹力有无的两大误区力有无的两大误区(1)(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而忽略了弹力产生的另一个条件件发生弹性形变发生弹性形变. .(2)(2)误认为有形变一定有弹力误

20、认为有形变一定有弹力, ,忽略了弹性形变与范性形变忽略了弹性形变与范性形变( (撤去外力后撤去外力后不能恢复原状的形变不能恢复原状的形变) )的区别的区别. .( (教师备用教师备用) )例例1-1:1-1:如图所示如图所示, ,将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中角烧杯中, ,钢球与各容器的底部和侧壁相接触钢球与各容器的底部和侧壁相接触, ,处于静止状态处于静止状态. .若钢球和若钢球和各容器都是光滑的各容器都是光滑的, ,各容器的底部均处于水平面内各容器的底部均处于水平面内, ,则以下说法中正确则以下说法中正确的是的是( (

21、) )A.A.各容器的侧壁对钢球均无弹力作用各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B.B.各容器的侧壁对钢球均有弹力作用各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C.C.量杯的侧壁对钢球无弹力作用量杯的侧壁对钢球无弹力作用, ,其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用作用D.D.口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用, ,其余两种容器的侧壁其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用对钢球均无弹力作用A A 解析解析: :钢球与容器的侧壁接触钢球与容器的侧壁接触, ,是否有弹力作用就看接触处是否发生是否有弹力作用就看接触处是否发生弹性形变弹性形变. .

22、假设容器侧壁对钢球无弹力作用假设容器侧壁对钢球无弹力作用, ,则钢球受重力和容器底则钢球受重力和容器底部对它的支持力作用部对它的支持力作用, ,钢球仍将处于静止状态钢球仍将处于静止状态, ,故钢球与容器侧壁虽故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生挤压然接触但没有发生挤压, ,容器侧壁对钢球无弹力作用容器侧壁对钢球无弹力作用. .也可以假设容也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用器侧壁对钢球有弹力作用, ,作出各容器中钢球的受力示意图如图所示作出各容器中钢球的受力示意图如图所示, ,可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾, ,所以假设不成立所以假设不成立, ,各

23、各容器的侧壁对钢球均无弹力作用容器的侧壁对钢球均无弹力作用. .选项选项A A正确正确. .针对训练针对训练1:1:(2017(2017黑龙江双鸭山高一检测黑龙江双鸭山高一检测) )如图所示如图所示, ,一小球用两绳挂一小球用两绳挂于天花板上于天花板上, ,球静止球静止, ,绳绳1 1倾斜倾斜, ,绳绳2 2恰好竖直恰好竖直, ,则关于小球受弹力个数正确则关于小球受弹力个数正确的是的是( ( ) )A.1A.1个个 B.2 B.2个个C.3C.3个个 D.4 D.4个个A A 解析解析: :若撤去绳若撤去绳1 1球的状态不变球的状态不变, ,即绳即绳1 1对小球无弹力对小球无弹力, ,同理可判

24、断绳同理可判断绳2 2对小对小球有弹力球有弹力, ,选项选项A A正确正确. .要点二要点二【问题导学问题导学】1.1.一铜块放在沙发上一铜块放在沙发上, ,铜块和沙发都发生了形变铜块和沙发都发生了形变, ,从而在它们之间产生了从而在它们之间产生了弹力弹力, ,如图如图1 1所示所示. .沙发对铜块的支持力是如何产生的沙发对铜块的支持力是如何产生的? ?方向怎样方向怎样? ?铜块对铜块对沙发的压力是怎样产生的沙发的压力是怎样产生的? ?方向怎样方向怎样? ?答案答案: :沙发对铜块的支持力沙发对铜块的支持力: :沙发发生弹性形变沙发发生弹性形变, ,对与它接触的铜块产生力对与它接触的铜块产生力

25、的作用的作用, ,方向垂直于接触面向上方向垂直于接触面向上 如图如图( (甲甲).).铜块对沙发的压力铜块对沙发的压力: :铜块发生弹性形变铜块发生弹性形变, ,对与它接触的沙发产生力的作用对与它接触的沙发产生力的作用, ,方向垂直接触面向下方向垂直接触面向下 如图如图( (乙乙).).弹力方向的确定弹力方向的确定2.2.如图如图2 2所示所示, ,用橡皮绳竖直向上拉放在水平面上的铁块用橡皮绳竖直向上拉放在水平面上的铁块. .橡皮绳对铁块橡皮绳对铁块的拉力是怎样产生的的拉力是怎样产生的? ?方向怎样方向怎样? ?答案答案: :由于橡皮绳发生形变由于橡皮绳发生形变, ,对与它接触的铁块产生力的作

26、用对与它接触的铁块产生力的作用, ,方向沿绳指方向沿绳指向绳收缩的方向向绳收缩的方向( (沿绳竖直向上沿绳竖直向上).).【要点归纳要点归纳】1.1.弹力方向的特点弹力方向的特点发生弹性形变的物体发生弹性形变的物体, ,由于要恢复原状产生弹力由于要恢复原状产生弹力, ,所以弹力的方向由施力所以弹力的方向由施力物体的形变的方向决定物体的形变的方向决定, ,弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反. .2.2.几种常见弹力的方向几种常见弹力的方向(1)(1)几种不同的接触方式的弹力方向几种不同的接触方式的弹力方向面与面面与面点与面点与面点与点点与点弹力弹力方向方

27、向垂直于公共接触垂直于公共接触面指向受力物体面指向受力物体过点垂直于面指过点垂直于面指向受力物体向受力物体垂直于公切面指垂直于公切面指向受力物体向受力物体示意图示意图(2)(2)轻绳、轻杆和轻弹簧的弹力方向轻绳、轻杆和轻弹簧的弹力方向轻绳轻绳轻杆轻杆轻弹簧轻弹簧弹力弹力方向方向沿绳子指向绳沿绳子指向绳子收缩的方向子收缩的方向可沿杆的方向可沿杆的方向可不沿杆可不沿杆的方向的方向沿弹簧形变沿弹簧形变的反方向的反方向示意图示意图特点特点只能产生拉力只能产生拉力, ,弹力可突变弹力可突变既可产生拉力既可产生拉力, ,又可产生又可产生支持力支持力, ,弹力可突变弹力可突变既可产生拉既可产生拉力力, ,又

28、可产生又可产生支持力支持力, ,弹力弹力不能突变不能突变【例例2 2】 请在图中画出杆或球所受的弹力请在图中画出杆或球所受的弹力. .(a)(a)杆靠在墙上杆靠在墙上. .(b)(b)杆放在半球形的槽中杆放在半球形的槽中. .(c)(c)球用细线悬挂在竖直墙上球用细线悬挂在竖直墙上. .(d)(d)两球放在圆柱形容器中两球放在圆柱形容器中( (仅画出仅画出A A球所受弹力球所受弹力).).核心点拨核心点拨根据两物体间接触面的情况及杆、绳弹力特点确定弹力的根据两物体间接触面的情况及杆、绳弹力特点确定弹力的方向方向. .解析解析: :(a)(a)杆在重力作用下对杆在重力作用下对A,BA,B两处都产

29、生挤压作用两处都产生挤压作用, ,故故A,BA,B两处对杆都有两处对杆都有弹力弹力, ,弹力方向与接触点的平面垂直弹力方向与接触点的平面垂直. .如图如图( (甲甲) )所示所示. .(b)(b)杆对杆对C,DC,D两处都有挤压作用两处都有挤压作用, ,因因C C处为曲面处为曲面,D,D处为支撑点处为支撑点, ,所以所以C C处弹力处弹力垂直于其切平面指向球心垂直于其切平面指向球心,D,D处弹力垂直于杆斜向上处弹力垂直于杆斜向上. .如图如图( (乙乙) )所示所示. .(c)(c)球挤压墙壁且拉紧绳子球挤压墙壁且拉紧绳子, ,所以墙对球的弹力与墙面垂直所以墙对球的弹力与墙面垂直; ;绳子对球

30、的弹绳子对球的弹力沿绳子斜向上力沿绳子斜向上. .如图如图( (丙丙) )所示所示. .(d)(d)容器底和右壁与容器底和右壁与A A球的接触属于点面接触球的接触属于点面接触, ,弹力垂直于面弹力垂直于面, ,如图如图( (丁丁) )中中F F1 1,F,F2 2所示所示, ,上面的球与上面的球与A A球的接触属于点与点接触球的接触属于点与点接触, ,弹力方向应该垂直于该弹力方向应该垂直于该点的切面并指向点的切面并指向A A球球, ,如图如图( (丁丁) )中中F F3 3所示所示. .答案答案: :见解析见解析方法技巧方法技巧 三种情况下弹力的方向三种情况下弹力的方向(1)(1)平面与平面接

31、触时平面与平面接触时, ,弹力的方向与接触平面垂直弹力的方向与接触平面垂直. .(2)(2)点与平面接触时点与平面接触时, ,弹力的方向与接触平面垂直弹力的方向与接触平面垂直. .(3)(3)点与曲面接触时点与曲面接触时, ,弹力与曲面的切平面垂直弹力与曲面的切平面垂直. .( (教师备用教师备用) )例例2-1:2-1:画出图中静止物体画出图中静止物体A A所受弹力的示意图所受弹力的示意图. .核心点拨核心点拨(1)(1)根据弹力产生的条件根据弹力产生的条件, ,确定确定A A所受弹力的个数所受弹力的个数; ;(2)(2)弹力方向与接触面弹力方向与接触面( (或接触面的切面或接触面的切面)

32、)垂直垂直. .解析解析: :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体, ,各图中物体各图中物体A A所受弹力的示意图如图所示所受弹力的示意图如图所示. .答案答案: :见解析见解析解析解析: :球球A A所受重力竖直向下所受重力竖直向下, ,与竖直挡板和斜面都有挤压与竖直挡板和斜面都有挤压, ,斜面给它一个斜面给它一个支持力支持力, ,垂直斜面向上垂直斜面向上, ,挡板给它一个压力挡板给它一个压力, ,水平向右水平向右, ,选项选项C C正确正确. .针对训练针对训练2:2:如图所示如图所示, ,球球A A在斜面上在

33、斜面上, ,被竖直挡板挡住而处于静止状态被竖直挡板挡住而处于静止状态. .关于关于球球A A所受的弹力所受的弹力, ,以下说法正确的是以下说法正确的是 ( ( ) )A.A.球球A A仅受一个弹力作用仅受一个弹力作用, ,弹力的方向垂直于斜面向上弹力的方向垂直于斜面向上B.B.球球A A受两个弹力作用受两个弹力作用, ,一个水平向左一个水平向左, ,一个垂直于斜面向下一个垂直于斜面向下C.C.球球A A受两个弹力作用受两个弹力作用, ,一个水平向右一个水平向右, ,一个垂直于斜面向上一个垂直于斜面向上D.D.球球A A受三个弹力作用受三个弹力作用, ,一个水平向右一个水平向右, ,一个垂直于斜

34、面向上一个垂直于斜面向上, ,一个竖直向下一个竖直向下C C要点三要点三【问题导学问题导学】1.1.当你用力拉一个弹簧当你用力拉一个弹簧, ,所用拉力越大则弹簧越长所用拉力越大则弹簧越长, ,产生的弹力与弹簧长产生的弹力与弹簧长度成正比吗度成正比吗? ?答案答案: :对弹簧没有施加力时弹力为零对弹簧没有施加力时弹力为零, ,但弹簧长度不为零但弹簧长度不为零, ,因此弹力与弹簧因此弹力与弹簧长度不成正比长度不成正比. . 胡克定律的应用胡克定律的应用2.2.弹簧的形变量是指弹簧后来状态的长度与开始状态长度之差吗弹簧的形变量是指弹簧后来状态的长度与开始状态长度之差吗? ?答案答案: :不一定不一定

35、. .弹簧的形变量是指实际长度与没有发生形变时的长度之差弹簧的形变量是指实际长度与没有发生形变时的长度之差. .如果开始状态已经有了形变如果开始状态已经有了形变, ,则两种长度之差的意义就不同了则两种长度之差的意义就不同了. .【要点归纳要点归纳】对胡克定律的理解对胡克定律的理解(1)(1)对胡克定律对胡克定律F=kxF=kx公式公式x x为弹簧的形变量为弹簧的形变量 可能为伸长量可能为伸长量(l-l(l-l0 0),),也可能为缩短量也可能为缩短量(l(l0 0-l),-l),不是弹簧的长度不是弹簧的长度. .k k为弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数,k,k只与弹簧本身有关只与弹簧本身有关,

36、,由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定等因素决定. .它反映了弹簧的软硬程度它反映了弹簧的软硬程度,k,k值越大值越大, ,弹簧越硬弹簧越硬, ,其长度越难改变其长度越难改变. .(2)(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F-xF-x图像表示图像表示, ,如图所示如图所示, ,图线的斜率即为弹簧的劲图线的斜率即为弹簧的劲度系数度系数. .(3)(3)由于由于F F1 1=kx=kx1 1,F,F2 2=kx=kx2 2, ,故故F=FF=F2 2-F-F1 1=kx=kx2 2-kx-kx1 1=k(x=k(x2 2-x-x1 1

37、)=kx,)=kx,因此因此, ,弹簧上弹力的变弹簧上弹力的变化量化量FF与形变量的变化量与形变量的变化量xx也成正比关系也成正比关系, ,即即F=kx.F=kx.【例例3 3】 由实验测得某弹簧的长度由实验测得某弹簧的长度L L和弹力和弹力F F的关系如图所示的关系如图所示, ,问问: :(1)(1)该弹簧的原长为多少该弹簧的原长为多少? ?(2)(2)该弹簧的劲度系数为多少该弹簧的劲度系数为多少? ?核心点拨核心点拨F-LF-L图像中图像中, ,图像与横轴的交点表示弹簧原长图像与横轴的交点表示弹簧原长, ,图像的倾图像的倾斜程度斜程度( (斜率斜率) )表示弹簧的劲度系数表示弹簧的劲度系数

38、. .解析解析: :(1)(1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长弹簧不产生弹力时的长度等于原长 由题图可知该弹簧的原由题图可知该弹簧的原长为长为L L0 0=15 cm.=15 cm.答案答案: :(1)15 cm(1)15 cm(2)500 N/m(2)500 N/m规律方法规律方法 利用利用F-xF-x图像解答弹簧问题的方法图像解答弹簧问题的方法(1)(1)利用图像在横轴上的截距利用图像在横轴上的截距, ,求弹簧的原长求弹簧的原长. .(2)(2)利用图像的斜率利用图像的斜率, ,求弹簧的劲度系数求弹簧的劲度系数. .(3)(3)利用图像上的点利用图像上的点( (数据数据) )列方程列方程(

39、 (或方程组或方程组),),求解弹簧的原长或劲度求解弹簧的原长或劲度系数系数. .( (教师备用教师备用) )例例3-1:3-1:探究某根弹簧的伸长量探究某根弹簧的伸长量x x与所受拉力与所受拉力F F之间的关系图如图所示之间的关系图如图所示, ,下列下列说法中正确的是说法中正确的是( ( ) )A.A.弹簧的劲度系数是弹簧的劲度系数是2 N/m2 N/mB.B.弹簧的劲度系数是弹簧的劲度系数是2 210103 3 N/m N/mC.C.当弹簧受当弹簧受F F2 2=800 N=800 N的拉力作用时的拉力作用时, ,弹簧总长度为弹簧总长度为x x2 2=40 cm=40 cmD.D.当弹簧伸

40、长量为当弹簧伸长量为x x1 1=2 cm=2 cm时时, ,弹簧产生的拉力是弹簧产生的拉力是F F1 1=400 N=400 N解析解析: :由由F=kxF=kx得弹簧的劲度系数得弹簧的劲度系数k= =2k= =210103 3 N/m, N/m,选项选项A A错误错误,B,B正正确确; ;弹簧受到弹簧受到F F2 2=800 N=800 N的拉力作用时的拉力作用时, ,弹簧伸长量为弹簧伸长量为40 cm,40 cm,弹簧的总长弹簧的总长度不能确定度不能确定, ,选项选项C C错误错误; ;弹簧伸长量为弹簧伸长量为2 cm2 cm时时, ,弹簧产生的拉力弹簧产生的拉力F=kx=F=kx=2

41、000 N/m2 000 N/m0.02 m=40 N,0.02 m=40 N,选项选项D D错误错误. .222 10 N10 10 mB B针对训练针对训练3:3:(2017(2017泉州惠南中学高一检测泉州惠南中学高一检测) )如图所示如图所示, ,每个钩码重每个钩码重1.0 N,1.0 N,弹簧测力计自身质量、绳子质量不计弹簧测力计自身质量、绳子质量不计, ,弹簧伸长了弹簧伸长了5 cm(5 cm(在弹簧的弹性限在弹簧的弹性限度内度内),),下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.该弹簧测力计的示数为该弹簧测力计的示数为1.0 N1.0 NB.B.该弹簧测力计的示数为该弹

42、簧测力计的示数为2.0 N2.0 NC.C.该弹簧的劲度系数为该弹簧的劲度系数为40.0 N/m40.0 N/mD.D.不挂重物时不挂重物时, ,该弹簧的劲度系数为该弹簧的劲度系数为0 0解析解析: :弹簧一端受到的拉力大小为弹簧一端受到的拉力大小为1.0 N,1.0 N,则该弹簧测力计的示数为则该弹簧测力计的示数为1.0 N,1.0 N,选项选项A A正确正确,B,B错误错误. .由胡克定律由胡克定律F=kxF=kx得得k= = =20 N/m,k= = =20 N/m,劲度系数劲度系数k k由由弹簧本身的性质决定弹簧本身的性质决定, ,与弹力无关与弹力无关, ,当不挂重物时当不挂重物时,

43、,该弹簧的劲度系数不该弹簧的劲度系数不变变, ,选项选项C,DC,D错误错误. .A A Fx1.0N0.05m( (教师参考教师参考) )【教材探究教材探究】1.P1.P5454“演示演示”中中, ,为什么可用平面镜对光的反射来显示微小形变为什么可用平面镜对光的反射来显示微小形变? ?答案答案: :当桌面发生微小形变时当桌面发生微小形变时, ,放在桌面上的平面镜的反射面会发生相放在桌面上的平面镜的反射面会发生相应的改变应的改变, ,原入射光线经镜面反射后的反射光线也会改变传播方向原入射光线经镜面反射后的反射光线也会改变传播方向, ,照照射到刻度尺上射到刻度尺上, ,就会有明显的刻度改变就会有

44、明显的刻度改变, ,采用这种方式观察微小形变的采用这种方式观察微小形变的方法称为方法称为“放大法放大法”. .2.P2.P5555“思考与讨论思考与讨论”中中“拉力的方向与绳子的方向有什么关系拉力的方向与绳子的方向有什么关系?”?”答案答案: :对绳子施加拉力时绳必会被拉伸对绳子施加拉力时绳必会被拉伸, ,因此绳的形变一定沿绳因此绳的形变一定沿绳, ,则绳产则绳产生的弹力沿着绳指向绳收缩的方向生的弹力沿着绳指向绳收缩的方向. .达标测评达标测评 随堂演练随堂演练检测效果检测效果1.1.(2017(2017武汉高一期末武汉高一期末) )下面图中下面图中, ,静止的小球静止的小球A A分别与一个或

45、两个接触面分别与一个或两个接触面接触接触, ,设各接触面光滑设各接触面光滑, ,则则A A受到两个弹力的是受到两个弹力的是( ( ) )C C 解析解析: :A A中细绳处于竖直方向中细绳处于竖直方向, ,重力和绳的弹力为一对平衡力重力和绳的弹力为一对平衡力; ;斜面与球斜面与球之间不可能产生弹力之间不可能产生弹力, ,否则小球不可能平衡否则小球不可能平衡, ,选项选项A A错误错误;B;B中水平面对小中水平面对小球有弹力作用球有弹力作用, ,但斜面和球之间没有弹力作用但斜面和球之间没有弹力作用, ,球受一个弹力作用球受一个弹力作用, ,选项选项B B错误错误;C;C中小球受到绳子拉力、重力、

46、斜面的支持力三力作用中小球受到绳子拉力、重力、斜面的支持力三力作用, ,因此小因此小球受两个弹力球受两个弹力, ,选项选项C C正确正确;D;D中竖直面对小球没有弹力作用中竖直面对小球没有弹力作用, ,否则小球不否则小球不可能处于图示位置可能处于图示位置, ,选项选项D D错误错误. .2.2.(2017(2017秦皇岛高一期末秦皇岛高一期末) )如图所示如图所示, ,运动员站在水平跳台上运动员站在水平跳台上, ,图中图中F F1 1表表示人对跳台的压力示人对跳台的压力,F,F2 2表示跳台对人的支持力表示跳台对人的支持力, ,则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是( () )A.FA.F1 1就是人的重力就是人的重力B.FB.F1 1是由于跳台的形变而产生的是由