人教课标实验版必修一相互作用 弹力 全国优质课一等奖

第2节弹力学习目标核心提炼1.知道形变、弹性形变、弹性限度的概念。4个概念——弹性形变、弹力、弹性限度、劲度系数1个定律——胡克定律2种计算弹力的方法——平衡法、公式法1种思想方法——微小形变放大法2.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的有无。3.掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法。4.理解弹力产生的条件，会分析弹力的方向并能正确画出弹力的示意图。一、弹性形变和弹力 阅读教材第54～55页“弹性形变和弹力”部分，了解弹性形变的概念，结合课本图3.2－3体会弹力产生的原因。1．弹性形变

(1)形变：物体在力的作用下______或体积会发生改变的现象。

(2)弹性形变：物体在形变后撤去作用力能够__________的形变。形状

恢复原状2．弹力：发生______的物体，由于要__________，对与它接触的物体产生的力的作用。3．弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能__________原来的形状，这个限度叫做弹性限度。形变恢复原状完全恢复思维拓展 如图1所示，杂技演员具有高超的技术，他能轻松地顶住从高处落下的缸，他顶缸时头顶受到的压力施力物体是哪个物体？压力是怎样产生的？答案压力的施力物体是缸，是由于缸发生弹性形变产生的。二、几种弹力及方向 阅读教材第55页“几种弹力”部分，结合课本图3.2－4和图3.2－5体会弹力的方向。常见弹力弹力方向压力______于物体的接触面，指向被压缩或被支持的物体支持力绳的拉力沿着绳子指向绳子______的方向垂直收缩思维拓展

(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2所示。海绵对铁块的支持力是如何产生的？方向怎样？铁块对海绵的压力是怎样产生的？方向怎样？(2)如图3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？三、胡克定律 阅读教材第56页“胡克定律”部分，知道胡克定律的内容，了解劲度系数的意义。1．内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟________________________________成正比，即F＝______。2．劲度系数：其中k为弹簧的_________，单位为________，符号N/m。是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。弹簧伸长(或缩短)的长度x

kx

劲度系数牛顿每米思维判断

(1)在弹性限度内，同一根弹簧被拉的越长弹力越大，弹力大小与弹簧长度成正比。() (2)在弹性限度内，两根弹簧被拉长相同的长度，弹力的大小一定相等。() (3)在弹性限度内，同一根弹簧被拉伸长度x和被压缩长度x，弹力的大小相等。() (4)只有在一定条件下，胡克定律才成立。()××√√预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3[要点归纳]

1．产生弹力必备的两个条件

(1)两物体间相互接触。

(2)发生弹性形变。2．判断弹力有无的两种常见方法

(1)直接判断：对于形变较明显的情况，可根据弹力产生条件直接判断。弹力有无的判断(2)“假设法”判断：对于形变不明显的情况，可用“假设法”进行判断，如图4所示判断a、b两接触面对球有无弹力。常见以下三种情形：三种情形具体方法结果结论解除接触面去除接触面a球保持静止a对球无弹力去除接触面b球下落b对球有弹力假设有弹力a对球有弹力球向右滚动a对球无弹力b对球有弹力球仍保持静止b对球有弹力[精典示例][例1](2017·哈尔滨高一检测)图中物体a、b均处于静止状态，a、b间一定有弹力的是(

)

思路探究在A、B、C、D各项中，若拿走b，a能否保持原来的静止状态？解析A图中对物体a而言受重力、竖直向上的拉力，如果b对a有弹力，方向水平向左，那么a受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故A错误；B图中对物体a而言受重力，斜向上的拉力，如果b对a没有弹力，那么a受到的二力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故B正确；C图中若水平地面光滑，对b而言受重力，竖直向上的支持力，如果a对b有弹力，方向水平向右，那么b受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故C错误；D图中对b而言受重力，竖直向上的拉力，如果a对b有弹力，方向垂直斜面向下，那么b受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故D错误。答案B判断弹力有无的两个误区(1)误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用，而忽视了弹力产生的另一条件——发生弹性形变。(2)误认为有形变一定有弹力，而忽视了弹性形变和非弹性形变的区别。[针对训练1]

下列各图中，所有接触面都是光滑的，P、Q两球都处于静止状态。P、Q两球之间不存在弹力的是(

)

答案D[要点归纳]

1．弹力的方向：弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反，跟该物体的形变方向相反。弹力方向的判断2．弹力方向的判定方法[精典示例][例2]

请在图5中画出杆或球所受的弹力。解析甲图中杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两处对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直。如图甲所示。乙图中杆对C、D两处都有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于圆弧切面指向球心，D处弹力垂直于杆斜向上。如图乙所示。丙图中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向上。如图丙所示。丁图中当重心不在球心处时，弹力作用线也必通过球心，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心。

答案见解析图易错的是丁图，易误认为弹力的作用线必过重心。实际上“点”和“球面”接触处的弹力，方向垂直于过该点的切面，沿该点和球心的连线即过球心，与重心位置无关。[针对训练2]

在图6中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙中物体P处于静止状态，丙中物体P(即球)在水平面上匀速滚动。解析甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上，如图甲所示；乙中A、B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A处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心，如图乙所示；丙中小球P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，如图丙所示。答案见解析图

弹力大小的计算2．计算弹力大小的两种方法

(1)公式法：利用公式F＝kx计算，适用于弹簧、橡皮筋等物体的弹力的计算。

(2)平衡法：如果悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态，求解细绳的拉力时，可用二力平衡得到拉力的大小等于物体重力的大小。[精典示例][例3]

如图7所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是(

) A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＜F3 C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F2解析第一个图中，以弹簧下面的小球为研究对象，第二个图中，以悬挂的小球为研究对象，第三个图中，以任意一小球为研究对象。第一个图中，小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力，二力平衡，F1＝mg；后面的两个图中，小球受竖直向下的重力和细线的拉力，二力平衡，弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小，则F2＝F3＝mg，故三图中平衡时弹簧的弹力相等。答案A[例4]

如图8所示，不计滑轮的摩擦，将弹簧C的右端由a点水平拉到b点时，弹簧B刚好没有形变。求a、b两点间的距离。已知弹簧B、C的劲度系数分别为k1、k2，钩码的质量为m，弹簧C的右端在a点时刚好没有形变。思路探究(1)弹簧C的右端在a点时，刚好没有发生形变说明什么问题？(2)由a点拉到b点时，弹簧B刚好没有形变，说明什么问题？[针对训练3]

探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m，悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为(

) A．L0＝0.02m

k＝500N/m B．L0＝0.10m

k＝500N/m