探究形變與彈力的關(guān)系學(xué)案

1、.精品文檔 .探究形變與彈力的關(guān)系學(xué)案3.1 探究形變與彈力的關(guān)系 學(xué)案( 粵教版必修 1) 1形變： 物體在力的作用下 發(fā)生改變的現(xiàn)象2彈性形變：物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠完全的形變3彈性限度：當(dāng)形變超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù) ，這個(gè)限度叫彈性限度4彈力：發(fā)生 的物體由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力5彈力的產(chǎn)生條件(1) 兩物體 ；(2) 發(fā)生 6常見彈力平時(shí)所說的 、 和 都是彈力，繩中的彈力通常稱為 7彈力的方向(1) 壓力和支持力的方向 于 兩物體的接觸面(2) 繩的拉力方向沿著繩且指向繩 的方向8胡克定律(1) 內(nèi)容 ：在彈性 限度內(nèi) ，彈 簧彈力 F 的

2、 大小與 成正比(2) 公式： ，其中 k 為彈簧的 ，單位：牛頓每米，符號(hào)： ，它的大小反映了彈簧的軟硬程度9物理學(xué)中用一帶有 的線段表示力， 的方向表示力的方向，得到的圖稱為 ；用線段的長(zhǎng)度表示力的大小，線段的箭頭指向力的方向，箭尾 或 箭 頭 表示力的作用點(diǎn)，得到的圖叫做 一、彈性形變 問題情境 1壓縮彈簧、海綿，用手彎曲竹片，我們能明顯地觀察到什么現(xiàn)象？2我們用力拉彈簧直到不能再伸長(zhǎng)會(huì)看到什么現(xiàn)象？ 要點(diǎn)提煉 1 物體在力的作用下形狀或發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫做形變2物體發(fā)生形變后在撤去外力時(shí)能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫做 形變3彈性限度：如果形變過大，超過了一定的限度，撤去作 用力后，物體就不

3、能完全恢復(fù)原的形狀，這個(gè)限度叫做 彈性限 度彈簧在使用過程中不能超過其彈性限度二彈力 問題情境 你用扁擔(dān)挑過水嗎？打過彈弓嗎？玩過蹦蹦床嗎？練 過拉 力器嗎？總結(jié)一下， 在這些活動(dòng)中你感受到了什么樣的 作用力？ 在物理學(xué)中把它們叫做什么力？ 要點(diǎn)提煉 1定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力2彈力產(chǎn)生的條件： (1) 物體直接相互 ； (2)物體發(fā)生 3彈力的方向：跟物體恢復(fù)形狀的方向 (1) 一般情況：但凡支持物對(duì)物體的支持力，都是支持 物因 發(fā)生形變而對(duì)物體產(chǎn)生的彈力；支持力的方向總是垂直 于支持 面并指向被支持的物體(2) 一般情況：但凡

4、一根線 (或繩 )對(duì)物體的拉力，都是 這 根線 (或繩 )因?yàn)榘l(fā)生形變而對(duì)物體產(chǎn)生的彈力；拉力的方向總是沿線 (或繩 )的方向(3) 彈力方向的特點(diǎn)：由于彈力的方向跟接觸面垂直， 面面 接觸、點(diǎn)面接觸時(shí)彈力的方向都是垂直于接觸面的彈力的大?。号c形變大小有關(guān)一般說形變?cè)酱螅瑥椓υ酱笕?、胡克定?要點(diǎn)提煉 1胡克定律：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F 的大小與彈簧的 正比，即F = kx，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，單位的符號(hào)是 N/.2注意的問題(1) 胡克定律的成立是有條件的，就是彈簧發(fā)生“ ，即必須在彈性限度內(nèi)(2) F = kx中的x是彈簧的 ，是彈簧的伸長(zhǎng)(或縮短) 的長(zhǎng)度，而不是彈簧的長(zhǎng)度(3)

5、F=kx中的k是彈簧的勁度系數(shù)， 它反映了彈簧的軟 硬程度， 大小由彈簧本身的性質(zhì)決定， 與彈力的大小 在應(yīng)用F = kx時(shí)，要把各物理量的單位統(tǒng)一到國(guó)際單位制中(5)公式AF = kAx可作為胡克定律的推論使用，式中AF、Ax分別表示彈力變化量和形變變化量.(6) 判斷彈簧彈力的方向時(shí)，要注意彈簧是被拉伸還是 被壓 縮或兩者均有可能，計(jì)算彈簧彈力大小的方法一般是根 據(jù)胡克 定律，有時(shí)也根據(jù)平衡條件計(jì)算 .例 1 關(guān)于彈力的產(chǎn)生，以下說法正確的選項(xiàng)是 ( )A.只要兩物體相接觸就一定產(chǎn)生彈力B .只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力.只要物體發(fā)生形變就一定產(chǎn)生彈力D.只有發(fā)生彈性形變的物體才會(huì)對(duì)與

6、它接觸的物體產(chǎn) 生彈 力作用聽課記錄例2如圖1所示，一個(gè)球放在“ V形兩光滑面 A和AB 上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，請(qǐng)畫出球所受的彈力.圖1變式訓(xùn)練 1 如圖 2 所示，光滑但質(zhì)量分布不均勻的小 球的 球心在點(diǎn)，重心在 P 點(diǎn)，靜止在豎直墻和桌邊之間.試 畫出小 球所受彈力.圖2例 3 豎直懸掛的彈簧下端，掛一重為 4 N 的物體時(shí)彈簧長(zhǎng) 度為 12 ；掛重為 6 N 的物體時(shí)彈簧長(zhǎng)度為 13 ，那么彈簧原長(zhǎng)為 ，勁度系數(shù)為 N/.聽課記錄圖3變式訓(xùn)練2如圖3所示，A、B兩物體的重力分別是 GA =3 N , GB = 4 N . A用細(xì)線懸掛在頂板上， B放在水平面上，A、 B間輕彈簧中的彈力 F

7、= 2 N，那么細(xì)線中的張力 FT及B對(duì) 地面 的壓力 FN 的可能值分別是 ( )A.5 N 和 6 N B.5 N 和 2 N.1 N 和 6 N D.1 N 和 2 N圖4例 4 如圖 4 所示，疊放的物體 A、B 靜止于水平地面上， 物 體A對(duì)物體B的壓力是10 N，試畫出這個(gè)力的圖示和示意 圖. 圖5例 5 如圖 5 所示，一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球放在互成 120 角的兩塊光滑平面之間，保持靜止?fàn)顟B(tài)，球與水平面 AB 相切 于 a 點(diǎn)，與傾斜面 A 相切于 b 點(diǎn)，試分析球的受力情況， 畫 出球的受力示意圖.圖6變式訓(xùn)練 3 如圖 6 所示，一小球用兩根輕繩掛于天花 板上， 小球靜止，繩

8、 1 傾斜，繩 2 恰好豎直，那么小球所受的 作用力有 ( )A.1 個(gè) B.2 個(gè).3 個(gè) D .4 個(gè)【即學(xué)即練】1以下有關(guān)彈力的一些說法中，正確的選項(xiàng)是( )A .只有彈簧才有可能施加彈力B .施加彈力的物體一定有形變.墨水瓶放在課桌上，墨水瓶對(duì)課桌施加了彈力，但墨 水 瓶并沒發(fā)生形變D.壓力就是豎直向下壓的力2.將一本書放在水平桌面上靜止，那么下面說法中正確 的是 ( )A. 書對(duì)桌面的壓力就是書受的重力， 施力物體是地球B.書 對(duì)桌面的壓力是彈力，在數(shù)值上等于書受的重力 書對(duì)桌 面的壓力是彈力，是由于書發(fā)生形變而產(chǎn)生的 D .書能靜止， 是由于書的重力大于桌面對(duì)書的支持力 3以下表達(dá)

9、中錯(cuò)誤 的是()A .壓力、支持力和拉力都是彈力B. 壓力和支持力的方向總垂直于接觸面 .輕繩、輕桿上產(chǎn) 生的彈力總是在沿繩、桿的直線上 D .輕桿不同于輕繩，彈力的 方向可以不在沿桿的直線 上4畫出圖中小球或桿所受彈力的示意圖參考答案 課前自主學(xué)習(xí) 1形狀 2.恢復(fù)原狀 3. 原的形狀 4彈性形變 5.(1) 接觸 (2) 彈性形變 6壓力 支持力 拉力 張力 7(1) 垂直 (2) 收縮8. (1)彈簧的伸長(zhǎng)(或縮短)量x (2)F = kx勁度系數(shù)N/9 箭頭 箭頭 力的示意圖 力的圖示核心知識(shí)探究 問題情境 1 觀察到形狀或體積發(fā)生了改變 2彈簧被 拉直后不能恢復(fù)原長(zhǎng) 要點(diǎn)提煉 1體積

10、 2. 彈性 問題情境 它們是壓力、拉力、支持力等，都是接觸力， 在物理學(xué) 中叫彈力日常生活中，推、拉、提、壓是彈力常見 的表現(xiàn) 形式 要點(diǎn)提煉 2(1) 接觸 (2) 彈性形變 3. 相同 要點(diǎn)提煉 1伸長(zhǎng) ( 或縮短 ) 量 x2(1) 彈性形變 (2) 形變量 (3) 無關(guān) 解題方法探究例 1 D例 2 如以下圖所示解析 由于球受到豎直向下的重力作用，一定與 AB 面 和 A 面相互擠壓，所以球一定受到兩斜面的彈力作用，彈力 的 方向與斜面形變的方向相反， 分別垂直于 AB 面和 A 面指 向 球體此題也可以用假設(shè)法判斷，假設(shè)去掉其中一個(gè)斜面那么球 都不能靜止，由此可知兩斜面對(duì)球都有彈力

11、作用變式訓(xùn)練 1 如下圖解析 由于彈力的方向總是垂直于接觸面，在 A 點(diǎn)，彈 力 F1 應(yīng)該垂直于球面，所以沿半徑方向指向球心；在 B 點(diǎn) 彈 力 F2 垂直于墻面，因此也沿半徑指向球心 .例 3 10 200解析 彈簧下端懸掛物體時(shí)彈簧要伸長(zhǎng)，由胡克定律得 知：彈簧的拉力與彈簧伸長(zhǎng)量成正比，即F = kx，其中k為勁度系數(shù)， x 為彈簧伸長(zhǎng)量， x 在數(shù)值上等于伸長(zhǎng)后總長(zhǎng)度 L 減 去原長(zhǎng)L0，即x = L - L0.改變懸掛重物的重力，伸長(zhǎng)量變化,這樣可以列出兩個(gè)方程，通過方程組可求出彈簧原長(zhǎng)和 勁度系 數(shù)設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng)0 ,勁度系數(shù)為k，設(shè)掛G1 = 4 N的重物 時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，

12、掛G2 = 6 N的重物時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2 ,那么L1 = 12，L2 = 13，由胡克定律得：G1 = k (L1 - L0)G2 = k (L2 - L0)代入數(shù)據(jù)解得：L0 = 10，k = 200 N/即彈簧原長(zhǎng)為 10 ，勁度系數(shù)為 200 N/.變式訓(xùn)練 2 B例 4 見解析解析 (1) 畫力的圖示： 選定標(biāo)度：此題用 2 長(zhǎng)的線段表示 2 N 的力 從作用點(diǎn)沿力的方向畫一線段，線段長(zhǎng)短根據(jù)選定的 標(biāo)度和力的大小成正比，線段上加刻度，如圖甲所示，也可 以 如圖乙所示，從點(diǎn) ( 用點(diǎn)代替 B 物體 )豎直向下畫一段五倍 于標(biāo) 度(即 10 ) 的線段； 在線段上加箭頭表示力的方向(2

13、) 畫力的示意圖：從作用點(diǎn)或從 B 的中心處沿力的方 向畫 一線段，并加上箭頭，表示方向，然后標(biāo)明FN = 10 N即可，如圖丙所示例 5 見解析解析 解法一 放在水平面上的球，由于受到重力的作 用而 擠壓水平面，使水平面和球同時(shí)發(fā)生微小形變水平面 AB 由于 發(fā)生微小的壓縮形變后要恢復(fù)原狀， 對(duì)球產(chǎn)生垂直于 水平面向 上的彈力 Fa. 球與傾斜面 A 相切于 b 點(diǎn)，球是否受 到 A 面對(duì) 它的彈力作用呢？假設(shè)把 A 面輕輕地從左側(cè)撤除， 將觀察到球 仍保持靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)球與 A 面雖然在 b 點(diǎn)接觸， 但不相互擠壓， 不發(fā)生形變，故 A 面對(duì)球沒有彈力作用綜 上所述，球受到重 力 G 和水平面 AB 對(duì)它的支持力 Fa 兩個(gè)力.精品文檔 .的作用，保持靜止?fàn)顟B(tài)，滿足二力平衡的條件，F(xiàn)a = G,受力示意圖如圖甲所示甲乙解法二 假設(shè)法 假設(shè)所有與研究對(duì)象接觸的物體都施加了 彈力，畫出假 設(shè)狀態(tài)下的受