高中物理必修一第三章第二節(jié)彈力

1、第二節(jié)彈力第二節(jié)彈力第三章相互作用第三章相互作用欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用1.知道形變的概念及彈力產(chǎn)生的原因和條件，并會判斷彈力知道形變的概念及彈力產(chǎn)生的原因和條件，并會判斷彈力的方向的方向2了解顯示微小形變的方法了解顯示微小形變的方法3掌握胡克定律計算彈簧彈力的方法掌握胡克定律計算彈簧彈力的方法欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用新 知 初 探 自 主 學 習新 知 初 探 自 主 學 習一、彈性形變和彈力一、彈性形變和彈力自研教材自研教材1形變：形變：物體在力的作用下物體在力的作用下_或或_發(fā)生的改變發(fā)生的改變2彈性形變：彈性形變：撤去作用力后，能夠撤去作用力后，

2、能夠_的形變的形變3彈性限度：彈性限度：形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體不能完全恢復原狀，這個限度叫做彈性限度不能完全恢復原狀，這個限度叫做彈性限度4彈力：彈力：發(fā)生發(fā)生_的物體，由于要恢復原狀，對與的物體，由于要恢復原狀，對與它它_的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力形狀形狀體積體積恢復原狀恢復原狀彈性形變彈性形變接觸接觸欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)判斷正誤判斷正誤(1)所有形變在撤去外力后都能恢復原狀所有形變在撤去外力后都能恢復原狀()(2)兩個相互接觸的物體之間一定存在彈力兩個相互

3、接觸的物體之間一定存在彈力()(3)若兩個物體之間存在彈力，則它們一定接觸若兩個物體之間存在彈力，則它們一定接觸()(4)若物體發(fā)生了彈性形變，則物體一定受到了彈力若物體發(fā)生了彈性形變，則物體一定受到了彈力()提示：提示：(1)(2)(3)(4)欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用二、幾種彈力二、幾種彈力自主探究自主探究1接觸面間的彈力方向接觸面間的彈力方向(1)一本書放在水平桌面上，書和桌面都發(fā)生了形變，從而一本書放在水平桌面上，書和桌面都發(fā)生了形變，從而它們之間產(chǎn)生了彈力書對桌面的壓力是如何產(chǎn)生的？方向它們之間產(chǎn)生了彈力書對桌面的壓力是如何產(chǎn)生的？方向怎樣？桌面對書的支持力是如何產(chǎn)

4、生的？方向怎樣？怎樣？桌面對書的支持力是如何產(chǎn)生的？方向怎樣？(2)在圖中畫出物塊所受彈力的示意圖在圖中畫出物塊所受彈力的示意圖2細繩上的彈力方向細繩上的彈力方向用細繩拉物塊，細繩對物塊的拉力是如何產(chǎn)生的？方向如用細繩拉物塊，細繩對物塊的拉力是如何產(chǎn)生的？方向如何？何？欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)1接觸面間的彈力方向與接觸面接觸面間的彈力方向與接觸面_，支持力指向被，支持力指向被_的物體，壓力指向被的物體，壓力指向被_的物體的物體2細繩上的彈力方向沿細繩細繩上的彈力方向沿細繩_方向方向垂直垂直支持支持壓壓收縮收縮欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用三、胡

5、克定律三、胡克定律自主探究自主探究下表是某同學為下表是某同學為“探究彈力探究彈力f和彈簧伸長和彈簧伸長x的關系的關系”所測的幾所測的幾組數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？組數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？實驗序號實驗序號123456f/n00.981.962.943.924.90 x/cm01.002.053.003.955.00欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)1胡克定律胡克定律：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大?。簭椈砂l(fā)生彈性形變時，彈力的大小f跟彈簧跟彈簧伸長伸長(或縮短或縮短)的長度的長度x成成_2公式：公式：f_，其中，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位：為彈簧

6、的勁度系數(shù)，單位：_，符號：，符號：n/m，它的大小反應了彈簧的軟硬程度，它的大小反應了彈簧的軟硬程度正比正比kx牛頓牛頓/米米欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用要 點 探 究 講 練 互 動要 點 探 究 講 練 互 動要點一彈力的產(chǎn)生及其有無的判斷要點一彈力的產(chǎn)生及其有無的判斷1彈力產(chǎn)生的過程彈力產(chǎn)生的過程2彈力是否存在的判斷方法彈力是否存在的判斷方法(1)直接法：對于形變比較明顯的情況，可以根據(jù)彈力產(chǎn)生直接法：對于形變比較明顯的情況，可以根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件判斷：的條件判斷：物體間相互接觸；物體間相互接觸；發(fā)生彈性形變兩個條發(fā)生彈性形變兩個條件必須同時滿足才有彈力產(chǎn)生件必須同時滿

7、足才有彈力產(chǎn)生欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用(2)對于形變不明顯的情況，可用以下兩種方法來判斷：對于形變不明顯的情況，可用以下兩種方法來判斷：利用假設法判斷利用假設法判斷可假設在該處把與物體接觸的另一物體去掉看此物體還能可假設在該處把與物體接觸的另一物體去掉看此物體還能否在原位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)則說明物否在原位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)則說明物體間無彈力作用；否則，有彈力作用體間無彈力作用；否則，有彈力作用利用力的作用效果分析利用力的作用效果分析如果相互接觸的物體間存在彈力，則必有相應的作用效果，如果相互接觸的物體間存在彈力，則必有相應的作用效果，或使

8、受力物體發(fā)生形變或改變受力物體的運動狀態(tài)，看物體或使受力物體發(fā)生形變或改變受力物體的運動狀態(tài)，看物體的受力是否與物體的運動狀態(tài)相符合，從而確定物體所受彈的受力是否與物體的運動狀態(tài)相符合，從而確定物體所受彈力的有無力的有無特別提醒：特別提醒：相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件，但相互接觸的相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件，但相互接觸的物體間不一定存在彈力物體間不一定存在彈力欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用例例1 下圖中的物體下圖中的物體a、b均處于靜止狀態(tài)，均處于靜止狀態(tài)，a、b間一定有間一定有彈力的是彈力的是()【思路點撥思路點撥】物體物體a、b間的形變不易觀察，可用假設法或間的形變不易觀察

9、，可用假設法或力的作用效果法來判斷它們之間是否有彈力力的作用效果法來判斷它們之間是否有彈力欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用【解析解析】在圖在圖a、c、d中，若將物體中，若將物體b拿走，物體拿走，物體a仍能仍能保持原來的靜止狀態(tài)，表明物體保持原來的靜止狀態(tài)，表明物體a、b間無彈力作用，而對于間無彈力作用，而對于b圖中的情況，若將物體圖中的情況，若將物體b拿走，物體拿走，物體a會向右運動，故物體會向右運動，故物體a、b間存在彈力故選間存在彈力故選b.【答案答案】b【易誤警示易誤警示】(1)誤認為只要有接觸一定存在彈力作用，誤認為只要有接觸一定存在彈力作用，而忽略了彈力產(chǎn)生的另一個條件而

10、忽略了彈力產(chǎn)生的另一個條件發(fā)生彈性形變發(fā)生彈性形變(2)誤認為只要有形變就有彈力，而忽略了彈力產(chǎn)生的另一誤認為只要有形變就有彈力，而忽略了彈力產(chǎn)生的另一個條件個條件接觸接觸欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用跟蹤訓練跟蹤訓練1下列關于彈力的幾種說法，其中正確的是下列關于彈力的幾種說法，其中正確的是()a只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力b靜止在水平面上的物體所受重力就是它對水平面的壓力靜止在水平面上的物體所受重力就是它對水平面的壓力c靜止在水平面上的物體受到向上的彈力是因為水平面發(fā)靜止在水平面上的物體受到向上的彈力是因為水平面發(fā)生了形變生了形變d只要物體發(fā)生形變就

11、一定有彈力產(chǎn)生只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生解析：選解析：選c.兩物體接觸并發(fā)生彈性形變才產(chǎn)生彈力，兩物體接觸并發(fā)生彈性形變才產(chǎn)生彈力，a、d錯誤，靜止在水平面上的物體重力的施力物體是地球，受力錯誤，靜止在水平面上的物體重力的施力物體是地球，受力物體是物體，而壓力的施力物體是該物體，受力物體是水平物體是物體，而壓力的施力物體是該物體，受力物體是水平面，兩力不同，面，兩力不同，b錯誤，錯誤，c正確故選正確故選c.欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用要點二彈力方向的確定要點二彈力方向的確定彈力的方向與施力物體形變方向相反，作用在受力物體上，彈力的方向與施力物體形變方向相反，作用在受力物體

12、上，幾種常見情況如下表：幾種常見情況如下表：類型類型方向方向圖示圖示接觸接觸方式方式面與面面與面垂直公共接觸面垂直公共接觸面點與面點與面過點垂直于面過點垂直于面點與點點與點垂直于切面垂直于切面欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用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輕彈簧輕彈簧沿彈簧形變的沿彈簧形變的反方向反方向欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用特別提醒：特別提醒：判斷彈力方向的方法是：先明確兩物體之間作用判斷彈力方向的方法是：先明確兩物體之間作用的類型，再根據(jù)各種類型的特點來判斷彈力的方向的類型，再根據(jù)各種類型的特點來判

13、斷彈力的方向欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用例例2 在下列四圖中畫出物體在下列四圖中畫出物體p受到的各接觸點或面對它的受到的各接觸點或面對它的彈力的示意圖，其中甲、乙、丙中物體彈力的示意圖，其中甲、乙、丙中物體p處于靜止狀態(tài)，丁處于靜止狀態(tài)，丁中物體中物體p(即球即球)在水平面上勻速滾動在水平面上勻速滾動欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用【解析解析】甲中屬于繩的拉力，應沿繩指向繩收縮的方向，甲中屬于繩的拉力，應沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上；乙中因此彈力方向沿繩向上；乙中a點屬于點與球面相接觸，彈點屬于點與球面相接觸，彈力應垂直于球面的切面斜向上，必過球心力應

14、垂直于球面的切面斜向上，必過球心o，b點屬于點與點屬于點與桿相接觸，彈力應垂直于桿斜向上；丙中桿相接觸，彈力應垂直于桿斜向上；丙中a、b兩點都是球兩點都是球面與平面相接觸，彈力應垂直于平面，且必過球心，所以面與平面相接觸，彈力應垂直于平面，且必過球心，所以a處彈力方向水平向右，處彈力方向水平向右，b處彈力垂直于斜面向左上方，且都處彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心；丁中小球過球心；丁中小球p不管運動與否，都屬于平面與球面相接不管運動與否，都屬于平面與球面相接觸，彈力應垂直于平面，且過球心，即向上它們所受彈力觸，彈力應垂直于平面，且過球心，即向上它們所受彈力的示意圖如圖所示的示意圖如圖所示【答案

15、答案】見解析見解析欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用【方法總結方法總結】(1)若接觸面之一為平面，則彈力一定垂直若接觸面之一為平面，則彈力一定垂直于該平面；于該平面；(2)若接觸面之一為球面，則彈力一定過球心；若接觸面之一為球面，則彈力一定過球心；(3)若接觸面之一為曲面，則彈力一定垂直于過接觸點的切若接觸面之一為曲面，則彈力一定垂直于過接觸點的切面；面；(4)若接觸處之一為一直線物體，則彈力一定垂直于該直若接觸處之一為一直線物體，則彈力一定垂直于該直線線欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用跟蹤訓練跟蹤訓練2請在下面四圖中畫出桿或球所受的彈力請在下面四圖中畫出桿或球所受的彈力

16、(1)桿靠在墻上桿靠在墻上(2)小球用細繩拴著靜止在大球面上小球用細繩拴著靜止在大球面上(3)球用細線懸掛在豎直墻上球用細線懸掛在豎直墻上(4)點點1、2、3都可能是球的重心位置，點都可能是球的重心位置，點2是球心，是球心，1、2、3點在同一豎直線上點在同一豎直線上欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用解析：本題考查對彈力方向的判定，關鍵是熟悉各種接觸中解析：本題考查對彈力方向的判定，關鍵是熟悉各種接觸中的彈力方向的彈力方向(1)桿在重力作用下對桿在重力作用下對a、b兩處都產(chǎn)生擠壓作用，故兩處都產(chǎn)生擠壓作用，故a、b兩兩處對桿都有彈力，彈力方向與接觸點的平面垂直如圖甲所處對桿都有彈力，彈

17、力方向與接觸點的平面垂直如圖甲所示示(2)細繩對小球有拉力，沿繩收縮方向；大球?qū)π∏蛴兄С旨毨K對小球有拉力，沿繩收縮方向；大球?qū)π∏蛴兄С至Γ较蜓貎汕蛐倪B線力，方向沿兩球心連線(3)球擠壓墻壁且拉緊繩子，所以墻對球的彈力與墻面垂球擠壓墻壁且拉緊繩子，所以墻對球的彈力與墻面垂直；繩子對球的彈力沿繩子斜向上如圖丙所示直；繩子對球的彈力沿繩子斜向上如圖丙所示欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用(4)當重心不在球心處時，彈力作用也必通過球心當重心不在球心處時，彈力作用也必通過球心o，如圖丁，如圖丁所示應注意不要錯誤地認為彈力作用線必定通過球的重所示應注意不要錯誤地認為彈力作用線必定通過球的重

18、心心答案：見解析圖答案：見解析圖欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用要點三彈力的計算方法要點三彈力的計算方法1彈簧的彈力彈簧的彈力(1)應用胡克定律應用胡克定律fkx求解其中求解其中x為彈簧的形變量為彈簧的形變量(可能為可能為伸長量，也可能為縮短量伸長量，也可能為縮短量)，k為彈簧的勁度系數(shù)，只與彈簧為彈簧的勁度系數(shù)，只與彈簧本身有關，由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數(shù)等因素決本身有關，由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數(shù)等因素決定定(2)彈力與彈簧伸長量的關系可用彈力與彈簧伸長量的關系可用fx圖象表示，如圖所示，圖象表示，如圖所示，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)圖線的斜率即為彈簧的勁度系

19、數(shù)欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用(3)彈簧上彈力的變化量彈簧上彈力的變化量f與形變量的變化量也成正比關與形變量的變化量也成正比關系，即系，即fkx.2除彈簧這樣的彈性體之外的彈力大小的計算，一般要借除彈簧這樣的彈性體之外的彈力大小的計算，一般要借助物體的運動狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解比如懸掛在豎直助物體的運動狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解比如懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止狀態(tài)時，物體受繩向上的拉力和重力細繩上的物體處于靜止狀態(tài)時，物體受繩向上的拉力和重力作用根據(jù)二力平衡，可知繩的拉力大小等于物體重力的大作用根據(jù)二力平衡，可知繩的拉力大小等于物體重力的大小小欄目欄目導引導引第三章相互作用第

20、三章相互作用例例3 在水平桌面上一根彈簧在彈性限度內(nèi)，對其施加在水平桌面上一根彈簧在彈性限度內(nèi)，對其施加30 n的拉力時，其長度為的拉力時，其長度為20 cm，對其施加，對其施加30 n壓力時，其長壓力時，其長為為14 cm，試求該彈簧的自然長度和它的勁度系數(shù)，試求該彈簧的自然長度和它的勁度系數(shù)【思路點撥思路點撥】fkx中的中的x指彈簧的形變量指彈簧的形變量欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用【解析解析】設彈簧原長為設彈簧原長為l0，勁度系數(shù)為，勁度系數(shù)為k，對其施加拉力，對其施加拉力時，由胡克定律有：時，由胡克定律有：f1k(l1l0)對其施加壓力時，有：對其施加壓力時，有：f2k(

21、l0l2)解得：解得：l017 cm，k1 000 n/m.【答案答案】17 cm1 000 n/m欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用跟蹤訓練跟蹤訓練3如圖所示，輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為如圖所示，輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k，小球重為，小球重為g，平衡時，平衡時球在球在a處，今用力處，今用力f壓球使彈簧縮短壓球使彈簧縮短x，球至，球至b處，則此時彈處，則此時彈簧的彈力為簧的彈力為()akxbkxgcgkx d以上都不對以上都不對欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用解析：選解析：選b.設球在設球在a處時彈簧已壓縮了處時彈簧已壓縮了x，球平衡時彈力，球平衡時彈力fagkx，球在，球在b處時，彈簧又壓縮了處時，彈簧又壓縮了x，球再達平衡時彈，球再達平衡時彈力力fbk(xx)gkx，故選，故選b.欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用尋 規(guī) 探 法 思 維 啟 迪尋 規(guī) 探 法 思 維 啟 迪有關雙