高中物理人教版（2019） 必修 第一册第三章 专题强化　弹力有无的判断和大小的计算 学案

专题强化弹力有无的判断和大小的计算[学习目标]1.掌握弹力有无的判断方法(重难点)。2.会应用胡克定律解决实际问题(重点)。3.会用二力平衡知识计算弹力(重点)。一、弹力有无的判断方法如图所示，A、B、C、D四个小球均静止在光滑的凹面或平面上，A和B之间是否存在弹力？C和D之间是否存在弹力？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________条件法根据物体间是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况图中弹力带与手直接接触，弹力带发生形变，手与弹力带之间一定存在弹力假设法方法一假设两物体间存在弹力，看物体的受力情况是否与物体的运动状态相符合，若不符合，则无弹力如图甲，若墙壁对小球有弹力，受力情况如图乙，小球不能处于静止状态，则FN2不存在方法二假设两物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若状态不变，则不存在弹力；若状态改变，则存在弹力斜面光滑，细绳竖直假设斜面对小球无弹力，则小球在拉力和重力作用下能保持静止状态，则斜面对小球无弹力例1如图所示的三幅图中小球A均光滑且静止，(3)中左侧绳子竖直，试判断小球A与各接触面或绳子之间是否有弹力。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2在下图中，a、b表面均光滑，且a、b均处于静止状态，天花板和地面均水平。a、b间一定有弹力的是()二、弹力大小的计算例3如图，一根弹性杆的一端固定在墙上，另一端固定一个重力为10N的小球，小球处于静止状态，则杆对球的弹力方向________，杆对球的弹力大小为________N。杆对物体的弹力方向不一定沿杆；可根据二力平衡来判断，物体受到的弹力大小一般也根据二力平衡来判断。例4如图所示，轻质弹簧的两端在两等大拉力F＝2N的作用下，伸长了2cm(在弹性限度内)。下列说法正确的是()A．弹簧的弹力为2NB．弹簧的弹力为4NC．该弹簧的劲度系数为50N/mD．该弹簧的劲度系数为25N/m绳子(或弹簧)上各点所受的拉力都相等，分析时只分析其中一端即可。例5(2022·北京师大附中高一期中)如图所示，质量为m和M的两个物体由原长为L0的轻弹簧连接，静止在水平桌面上，此时弹簧的实际长度为L，求：(重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内)(1)弹簧的劲度系数；(2)若将m向上缓慢提起，m至少向上移动多少距离才可以使M离开地面？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________专题强化弹力有无的判断和大小的计算[学习目标]1.掌握弹力有无的判断方法(重难点)。2.会应用胡克定律解决实际问题(重点)。3.会用二力平衡知识计算弹力(重点)。一、弹力有无的判断方法如图所示，A、B、C、D四个小球均静止在光滑的凹面或平面上，A和B之间是否存在弹力？C和D之间是否存在弹力？答案小球A和B有滑到凹槽底端的趋势，两者相互挤压，存在弹力；小球C和D间不存在弹力，如果存在，小球将无法保持静止状态。条件法根据物体间是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况图中弹力带与手直接接触，弹力带发生形变，手与弹力带之间一定存在弹力假设法方法一假设两物体间存在弹力，看物体的受力情况是否与物体的运动状态相符合，若不符合，则无弹力如图甲，若墙壁对小球有弹力，受力情况如图乙，小球不能处于静止状态，则FN2不存在方法二假设两物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若状态不变，则不存在弹力；若状态改变，则存在弹力斜面光滑，细绳竖直假设斜面对小球无弹力，则小球在拉力和重力作用下能保持静止状态，则斜面对小球无弹力例1如图所示的三幅图中小球A均光滑且静止，(3)中左侧绳子竖直，试判断小球A与各接触面或绳子之间是否有弹力。答案(1)地面对球有弹力，墙壁对球无弹力。(2)地面对球有弹力，墙壁对球无弹力。(3)只有竖直方向的绳子对球有弹力。例2在下图中，a、b表面均光滑，且a、b均处于静止状态，天花板和地面均水平。a、b间一定有弹力的是()答案B解析图A中a、b间无弹力，因为a、b无相互挤压，没有发生形变，故A错误。图B中a、b间有弹力，细绳偏离竖直方向，则a、b相互挤压，产生弹力，故B正确。假设图C中a、b间有弹力，a对b的弹力方向水平向右，b将向右运动，而题设条件b是静止的，所以a、b间不存在弹力，故C错误。假设图D中a、b间有弹力，a对b的弹力垂直于斜面向上，b球不可能静止，故D错误。二、弹力大小的计算例3如图，一根弹性杆的一端固定在墙上，另一端固定一个重力为10N的小球，小球处于静止状态，则杆对球的弹力方向________，杆对球的弹力大小为________N。答案竖直向上10杆对物体的弹力方向不一定沿杆；可根据二力平衡来判断，物体受到的弹力大小一般也根据二力平衡来判断。例4如图所示，轻质弹簧的两端在两等大拉力F＝2N的作用下，伸长了2cm(在弹性限度内)。下列说法正确的是()A．弹簧的弹力为2NB．弹簧的弹力为4NC．该弹簧的劲度系数为50N/mD．该弹簧的劲度系数为25N/m答案A解析轻质弹簧的两端均受2N的拉力作用，弹簧的弹力为：F弹＝2N，A正确，B错误；根据胡克定律得弹簧的劲度系数为：k＝eq\f(F,x)＝eq\f(2,0.02)N/m＝100N/m，C、D错误。绳子(或弹簧)上各点所受的拉力都相等，分析时只分析其中一端即可。例5(2022·北京师大附中高一期中)如图所示，质量为m和M的两个物体由原长为L0的轻弹簧连接，静止在水平桌面上，此时弹簧的实际长度为L，求：(重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内)(1)弹簧的劲度系数；(2)若将m向上缓慢提起，m至少向上移动多少距离才可以使M离开地面？答案(1)eq\f(mg,L0－L)(2)eq\f(M＋m,m)