【創(chuàng)新方案】2014年高中物理 2.3 彈力課件 教科版必修1

1、第第二二章章第第3 3節(jié)節(jié)理解理解教材新知教材新知把握把握熱點考向熱點考向知識點一知識點一知識點二知識點二考向一考向一考向二考向二 考向三考向三應用應用創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練隨堂基礎鞏固隨堂基礎鞏固課時跟蹤訓練課時跟蹤訓練知識點三知識點三1.形變分為兩種，一是彈性形變，能恢復形變分為兩種，一是彈性形變，能恢復 原狀的形變；二是范性形變，物體發(fā)生原狀的形變；二是范性形變，物體發(fā)生 形變后不能恢復原狀。形變后不能恢復原狀。2.彈力發(fā)生在兩個相互接觸且有彈性形彈力發(fā)生在兩個相互接觸且有彈性形 變的物體間，其大小由彈性形變程度變的物體間，其大小由彈性形變程度 決定，其方向始終跟物體形變方向相決定，其方向始終

2、跟物體形變方向相 反，或與使物體發(fā)生形變的外力方向反，或與使物體發(fā)生形變的外力方向 相反。相反。3對于彈簧來說，其彈力的大小由對于彈簧來說，其彈力的大小由 胡克定律計算，在彈性限度內胡克定律計算，在彈性限度內F kx，k是勁度系數，由彈簧自是勁度系數，由彈簧自 身決定，身決定，x是形變量，而不是彈是形變量，而不是彈 簧的長度?；傻拈L度。形變形變自學教材自學教材 1形變形變 (1)定義：物體形狀或定義：物體形狀或 的變化。的變化。 (2)常見的形變：常見的形變： 、縮短、扭曲、彎曲等。、縮短、扭曲、彎曲等。 2形變的分類形變的分類 (1)彈性形變：撤去外力作用后物體彈性形變：撤去外力作用后物體

3、的形變。的形變。 (2)范性形變：撤去外力作用后物體的形變或多或少仍有范性形變：撤去外力作用后物體的形變或多或少仍有保留而保留而 的形變。的形變。 體積體積伸長伸長能恢復原狀能恢復原狀不能復原不能復原 3彈性限度彈性限度 如果作用在物體上的外力過大，超出了一定的限如果作用在物體上的外力過大，超出了一定的限度，撤去外力后物體就不能恢復原狀，這個限度叫做度，撤去外力后物體就不能恢復原狀，這個限度叫做彈性限度。彈性限度。重點詮釋重點詮釋 (1)任何物體受力后都會發(fā)生形變，只是有的物體受任何物體受力后都會發(fā)生形變，只是有的物體受力后形變較小，不易觀察到而已。力后形變較小，不易觀察到而已。 (2)物體的

4、形變包括形狀的改變和體積的變化，這兩物體的形變包括形狀的改變和體積的變化，這兩種情況既可能是彈性形變，也可能是范性形變，如彈簧種情況既可能是彈性形變，也可能是范性形變，如彈簧在彈性限度內的伸長是彈性形變，超過了彈性限度就成在彈性限度內的伸長是彈性形變，超過了彈性限度就成了范性形變。了范性形變。1關于形變下列說法正確的是關于形變下列說法正確的是 ()A物體形狀的改變叫做彈性形變物體形狀的改變叫做彈性形變B物體受到外力作用后發(fā)生的形狀改變叫做彈性形變物體受到外力作用后發(fā)生的形狀改變叫做彈性形變C在外力去掉后，物體能夠恢復原狀的形變叫彈性形變在外力去掉后，物體能夠恢復原狀的形變叫彈性形變D任何物體在

5、外力的作用下都發(fā)生形變，在外力的作用任何物體在外力的作用下都發(fā)生形變，在外力的作用 下不發(fā)生形變的物體是不存在的下不發(fā)生形變的物體是不存在的解析：解析：物體形狀的改變，叫形變。物體在外力的作用物體形狀的改變，叫形變。物體在外力的作用下發(fā)生形變，在撤去外力后能夠恢復原狀的形變，叫下發(fā)生形變，在撤去外力后能夠恢復原狀的形變，叫做彈性形變。任何物體在外力的作用下都能發(fā)生形變，做彈性形變。任何物體在外力的作用下都能發(fā)生形變，不能發(fā)生形變的物體是不存在的，所以本題不能發(fā)生形變的物體是不存在的，所以本題C、D選項選項正確。正確。答案：答案：CD 彈力彈力自學教材自學教材 1概念和特點概念和特點 (1)概念

6、：發(fā)生概念：發(fā)生 形變的物體由于要恢復原狀，形變的物體由于要恢復原狀，對與它接觸的物體會產生力的作用，這種力叫做彈力。對與它接觸的物體會產生力的作用，這種力叫做彈力。 (2)特點：彈力是在物體和物體相互接觸時才會產生特點：彈力是在物體和物體相互接觸時才會產生的，所以是接觸力。的，所以是接觸力。 2產生的條件產生的條件 (1)兩物體相互兩物體相互 ； (2)接觸面之間發(fā)生接觸面之間發(fā)生 。彈性彈性接觸接觸彈性形變彈性形變 3彈力的方向彈力的方向 總是與引起形變的作用力的方向總是與引起形變的作用力的方向 。 4幾種常見的彈力及其方向幾種常見的彈力及其方向 彈力常表現為彈力常表現為 、壓力、支持力。

7、、壓力、支持力。 (1)壓力或支持力的方向總是壓力或支持力的方向總是 于支持面而指向于支持面而指向被壓或被支持的物體。被壓或被支持的物體。 (2)繩子的拉力的方向總是繩子的拉力的方向總是 而指向繩子要而指向繩子要 的方向。的方向。 相反相反拉力拉力垂直垂直沿著繩子沿著繩子收縮收縮重點詮釋重點詮釋 1彈力有無的判斷方法彈力有無的判斷方法 (1)根據彈力產生的條件直接判斷：根據彈力產生的條件直接判斷： 根據物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否根據物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力。此方法多用于判斷形變較明顯的情況。存在彈力。此方法多用于判斷形變較明顯的情況。 (2)利用假設法判斷

8、：利用假設法判斷： 對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存在，即把與我們所研究的物體相接觸的其他物體去存在，即把與我們所研究的物體相接觸的其他物體去掉，看物體還能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，掉，看物體還能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若運動狀態(tài)改變，則此處一定存則此處不存在彈力，若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力。在彈力。圖圖231 如圖如圖231所示，有一球放在光滑水所示，有一球放在光滑水平面平面AC上，并和光滑斜面上，并和光滑斜面AB接觸，球靜止，接觸，球靜止，分析球所受的彈力。分析球所受的彈力。 假設去掉假設去掉

9、AB面，因球仍然能夠保持原來的靜止狀態(tài)，面，因球仍然能夠保持原來的靜止狀態(tài)，則可以判斷出在球與則可以判斷出在球與AB面的接觸處沒有彈力；假設去掉面的接觸處沒有彈力；假設去掉AC面，則球將向下運動，故在與面，則球將向下運動，故在與AC面的接觸處球受到彈面的接觸處球受到彈力，其方向垂直于力，其方向垂直于AC面向上。面向上。 (3)根據物體的運動狀態(tài)分析：根據物體的運動狀態(tài)分析： 根據物體的運動狀態(tài)分析彈力時，應將物體的受力與根據物體的運動狀態(tài)分析彈力時，應將物體的受力與物體的運動狀態(tài)相符合來判斷物體間的彈力是否存在。物體的運動狀態(tài)相符合來判斷物體間的彈力是否存在。 2彈力方向的判斷彈力方向的判斷

10、(1)判斷彈力方向應掌握以下三種情況：判斷彈力方向應掌握以下三種情況： 當與面當與面(或曲面或曲面)接觸時，彈力垂直于接觸面或接接觸時，彈力垂直于接觸面或接觸面的切面。觸面的切面。 繩上彈力沿繩并指向繩收縮的方向。繩上彈力沿繩并指向繩收縮的方向。 與球面接觸的彈力方向的延長線或反向延長線過與球面接觸的彈力方向的延長線或反向延長線過球心。球心。(2)常見彈力的方向：常見彈力的方向：類型類型方向方向圖示圖示接接觸觸方方式式面與面面與面垂直接觸面指向被垂直接觸面指向被支持物體支持物體點與面點與面過接觸點垂直于面過接觸點垂直于面指向被支持物體指向被支持物體點與點點與點垂直于公共切面指垂直于公共切面指向

11、受力物體向受力物體類型類型方向方向圖示圖示輕繩輕繩沿繩收縮方向沿繩收縮方向輕桿輕桿可沿桿可沿桿可不沿桿可不沿桿類型類型方向方向圖示圖示輕彈簧輕彈簧沿彈簧形變的反方向沿彈簧形變的反方向(彈簧恢復原狀的方向彈簧恢復原狀的方向)2下列關于彈力的說法正確的是下列關于彈力的說法正確的是 ()A木塊放在桌面上受到一個向上的彈力，這是由于木塊木塊放在桌面上受到一個向上的彈力，這是由于木塊 發(fā)生了形變而產生的發(fā)生了形變而產生的B拿一根細竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿的彈力，拿一根細竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿的彈力， 這是由于木頭發(fā)生了形變而產生的這是由于木頭發(fā)生了形變而產生的C繩對物體的拉力方向總是沿

12、著繩且指向繩收縮的方向繩對物體的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向D掛在電線下的電燈受到向上的拉力，是因為電線發(fā)生掛在電線下的電燈受到向上的拉力，是因為電線發(fā)生 微小形變而產生的微小形變而產生的解析：解析：發(fā)生彈性形變的物體對與之接觸且使之發(fā)生形變的發(fā)生彈性形變的物體對與之接觸且使之發(fā)生形變的物體產生彈力作用，而不是對自身，故物體產生彈力作用，而不是對自身，故A、B錯誤，錯誤，D正確；正確；繩對物體的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向，繩對物體的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向，C正確。正確。答案：答案：CD 彈力的大小彈力的大小胡克定律胡克定律自學教材自學教材 (1)彈力的大小跟物體

13、彈力的大小跟物體 的大小有關系，形變越大，彈的大小有關系，形變越大，彈力也越大。力也越大。 (2)彈簧的彈力大小彈簧的彈力大小胡克定律：胡克定律： 內容：內容： 彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長跟彈簧伸長(或縮短或縮短)的的長度長度x成成 。 公式：公式： F ，其中，其中k為彈簧的為彈簧的 ，單位：牛頓每米，符，單位：牛頓每米，符號：號：N/m。它取決于彈簧本身的結構。它取決于彈簧本身的結構(材料、匝數、直徑等材料、匝數、直徑等)。形變形變正比正比kx勁度系數勁度系數重點詮釋重點詮釋 1胡克定律的適用條件及各物理量的意義胡克定律的適用條件及各物理量的意

14、義 (1)適用條件：胡克定律僅適用于在彈性限度內，計算適用條件：胡克定律僅適用于在彈性限度內，計算像彈簧、橡皮條等彈性體的彈力。像彈簧、橡皮條等彈性體的彈力。 (2)x的含義：的含義：x是彈性體的形變量，即發(fā)生彈性形變后是彈性體的形變量，即發(fā)生彈性形變后彈性體的長度跟本身的自由長度比較后伸長彈性體的長度跟本身的自由長度比較后伸長(或縮短或縮短)的長的長度，不是彈性體的長度。度，不是彈性體的長度。 (3)k的含義：的含義：k是彈性體的勁度系數，由彈性體本身的是彈性體的勁度系數，由彈性體本身的性質性質(如材料、粗細、長度等如材料、粗細、長度等)決定，與彈力大小無關。決定，與彈力大小無關。k反反映了

15、彈簧的映了彈簧的“軟軟”、“硬硬”程度，程度，k越大，彈簧越硬，反之越軟。越大，彈簧越硬，反之越軟。圖圖232 2對胡克定律的理解對胡克定律的理解 (1)胡克定律的圖像：用彈簧的伸長胡克定律的圖像：用彈簧的伸長(或縮短或縮短)量量x為橫軸，以彈簧的彈力為橫軸，以彈簧的彈力F為為縱軸，畫出的圖像為一條過原點的直線，縱軸，畫出的圖像為一條過原點的直線，如圖如圖232所示。所示。 (2)胡克定律的另一種表達式：胡克定律的另一種表達式： 因為在彈性限度內彈簧彈力因為在彈性限度內彈簧彈力F和形變量和形變量x成正比，故胡成正比，故胡克定律又可以變形為：克定律又可以變形為：Fkx。 其中其中F表示彈力的變化

16、量，表示彈力的變化量，x表示彈簧形變量的變化表示彈簧形變量的變化量。量。3關于胡克定律，下列說法中正確的是關于胡克定律，下列說法中正確的是 ()A由由Fkx可知，彈力可知，彈力F的大小與彈簧的長度的大小與彈簧的長度x成正比成正比B由由k 可知，勁度系數可知，勁度系數k與彈力與彈力F成正比，與彈簧成正比，與彈簧 的長度形變量的長度形變量x成反比成反比C彈簧的勁度系數彈簧的勁度系數k是由彈簧本身的性質決定的，與是由彈簧本身的性質決定的，與 彈力彈力F的大小和彈簧形變量的大小和彈簧形變量x的大小無關的大小無關D彈簧的勁度系數在數值上等于彈簧伸長彈簧的勁度系數在數值上等于彈簧伸長(或縮短或縮短)單單

17、位長度時彈力的大小位長度時彈力的大小解析：解析：胡克定律胡克定律Fkx中，中，x是彈簧伸長或縮短的長度；是彈簧伸長或縮短的長度；k是勁度系數，與彈簧本身的性質有關，與是勁度系數，與彈簧本身的性質有關，與F、x均無均無關。故選項關。故選項A、B錯誤，錯誤，C、D正確。正確。答案：答案：CD彈力有無的判斷彈力有無的判斷 例例1如圖如圖233所示，用細繩懸掛的小球與光滑所示，用細繩懸掛的小球與光滑斜面相接觸，并保持靜止，甲中細繩傾斜，乙中細繩呈豎斜面相接觸，并保持靜止，甲中細繩傾斜，乙中細繩呈豎直方向。判斷圖甲、乙中小球是否受到斜面的彈力作用？直方向。判斷圖甲、乙中小球是否受到斜面的彈力作用？圖圖2

18、33思路點撥思路點撥解答此題時應注意以下兩點：解答此題時應注意以下兩點：(1)彈力的產生條件。彈力的產生條件。(2)分析彈力有無的常用方法。分析彈力有無的常用方法。 解析解析假設法：假設兩圖中的斜面不存在，則甲假設法：假設兩圖中的斜面不存在，則甲圖中小球無法在原位置保持靜止，乙圖中小球仍靜止，圖中小球無法在原位置保持靜止，乙圖中小球仍靜止，故甲圖中小球受到斜面的彈力，乙圖中小球不受斜面的故甲圖中小球受到斜面的彈力，乙圖中小球不受斜面的彈力。彈力。 狀態(tài)法：如兩圖中斜面均對小球有彈力作用，則狀態(tài)法：如兩圖中斜面均對小球有彈力作用，則甲圖中小球將仍能保持靜止狀態(tài)，乙圖中小球則不能保甲圖中小球將仍能

19、保持靜止狀態(tài)，乙圖中小球則不能保持靜止，所以乙圖中小球不受斜面彈力作用，甲圖中小持靜止，所以乙圖中小球不受斜面彈力作用，甲圖中小球受到斜面彈力作用。球受到斜面彈力作用。 答案答案見解析見解析 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 彈力是接觸力，彈力一定存在于物體的接觸處，彈力是接觸力，彈力一定存在于物體的接觸處，但接觸處不一定有彈力，要產生彈力，但接觸處不一定有彈力，要產生彈力，“接觸接觸”、“形變形變”兩個條件必須同時具備。兩個條件必須同時具備。1. 如圖如圖234所示，一個球形物體靜止于所示，一個球形物體靜止于光滑水平面上，并與豎直光滑墻壁接觸，光滑水平面上，并與豎直光滑墻壁接觸，A、B兩點是球跟墻和地面的接

20、觸點，則兩點是球跟墻和地面的接觸點，則下列說法正確的是下列說法正確的是 ()A物體受重力、物體受重力、B點的支持力、點的支持力、A點的彈力作用點的彈力作用B物體受重力、物體受重力、B點的支持力作用點的支持力作用C物體受重力、物體受重力、B點的支持力、地面的彈力作用點的支持力、地面的彈力作用D物體受重力、物體受重力、B點的支持力、物體對地面的壓力作用點的支持力、物體對地面的壓力作用圖圖234解析：解析：因水平地面與豎直墻壁均光滑，要保證球靜因水平地面與豎直墻壁均光滑，要保證球靜止不動，止不動，A點處墻壁對球的彈力應為零，而地面對球點處墻壁對球的彈力應為零，而地面對球一定有支持力，故一定有支持力，

21、故B正確。正確。答案：答案：B彈力方向的判斷彈力方向的判斷例例2分別畫出圖分別畫出圖235中物體中物體P受到的彈力。受到的彈力。圖圖235 思路點撥思路點撥先判斷物體先判斷物體P與周圍物體的接觸與周圍物體的接觸處是否有彈力，再根據接觸處的特點判斷彈力的具處是否有彈力，再根據接觸處的特點判斷彈力的具體方向。體方向。 解析解析A中物體中物體P和其他物體有兩處接觸，首先和其他物體有兩處接觸，首先判斷這兩處是否都存在彈力，假設將一側斜面拿走，判斷這兩處是否都存在彈力，假設將一側斜面拿走，P會向下運動，所以會向下運動，所以P與斜面與斜面M、N間有擠壓，存在彈力，間有擠壓，存在彈力，二者都屬于點面接觸，彈

22、力垂直于斜面方向指向球心，二者都屬于點面接觸，彈力垂直于斜面方向指向球心，如下圖中如下圖中A所示。所示。 B中物體中物體P和其他物體的接觸處有兩處，用和其他物體的接觸處有兩處，用“拿去法拿去法”判斷，顯然兩處都存在彈力。而左邊接觸處是點和平面的判斷，顯然兩處都存在彈力。而左邊接觸處是點和平面的接觸，此處產生的彈力應和平面垂直，指向豎直平面恢復接觸，此處產生的彈力應和平面垂直，指向豎直平面恢復形變的方向。右邊接觸處是點和曲面的接觸，過接觸點作形變的方向。右邊接觸處是點和曲面的接觸，過接觸點作曲面的切面，彈力應垂直于該切面，指向拐角處恢復形變曲面的切面，彈力應垂直于該切面，指向拐角處恢復形變的方向

23、，故應指向的方向，故應指向P的球心，如下圖中的球心，如下圖中B所示。所示。 C中物體中物體P被兩條繩子拉著，被兩條繩子拉著，P所受彈力應指向兩繩所受彈力應指向兩繩收縮方向，如下圖中收縮方向，如下圖中C所示。所示。 D中物體中物體P和其他物體只有一個接觸點，過該接觸點和其他物體只有一個接觸點，過該接觸點作切面，作切面，P所受彈力應和該切面垂直，故所受彈力應和該切面垂直，故P所受彈力應指所受彈力應指向凹槽圓心，如下圖中向凹槽圓心，如下圖中D所示。所示。 E中物體中物體P被繩子懸吊，并和其他物體接觸，該接觸被繩子懸吊，并和其他物體接觸，該接觸處存在彈力，該接觸處也是點，過該點作曲面的切面，處存在彈力，該接觸處也是點，過該點作曲面的切面，彈力應與該切面垂直，并指向該曲面恢復形變的方向，彈力應與該切面垂直，并指向該曲面恢復形變的方向，即如下圖中即如下圖中E所示。所示。 答案答案見解析見解析借題發(fā)揮借題發(fā)揮 解決判斷彈力方向問題時應先確定接觸面?zhèn)€數，解決判斷彈力方向問題時應先確定接觸面?zhèn)€數，再采用假設法、狀態(tài)法等方法確定有幾處存在彈力，根再采用假設法、狀態(tài)法等方法確定有幾處存在彈力，根據彈力方向與接觸面關系及彈力方向與形變方向間的關據彈力方向與接觸面關系及彈力方向與形變方向間的關系最終確定彈力的方向。系最終確定彈力的方向。2畫出圖畫出圖236甲、乙中各靜止