物理：3.2《彈力》課件(3)(滬科版必修1).

1、3.2彈力彈力 1 1接觸力、彈性形變和彈力接觸力、彈性形變和彈力 (1)物體在力的作用下 或 發(fā)生改變，叫做形變一切物體都能發(fā)生形變有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫做 . (2)彈力的定義：發(fā)生 的物體由于要 ，對與它 的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力 (3)彈力產(chǎn)生的條件：物體間要 ；物體間要相互擠壓而發(fā)生 .形狀形狀體積體積彈性形變彈性形變彈性形變彈性形變恢復(fù)原狀恢復(fù)原狀接觸接觸接觸接觸彈性性變彈性性變2 2彈力的方向彈力的方向壓力和支持力的方向都 ，繩的拉力的方向 的方向3胡克定律(1)彈力的大小跟形變的 有關(guān)，形變越 ，彈力也越大，形變 ，彈力隨之消失(2)胡克定律：彈簧

2、發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力跟 成正比，即 ，式中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位是 ，符號用 表示(3)胡克定律表達(dá)式的適用條件： .垂直于接觸面垂直于接觸面沿繩要收縮沿繩要收縮大小大小為零為零形變量形變量Fkx牛每米牛每米N/m彈性限度內(nèi)彈性限度內(nèi)大大一、彈性形變一、彈性形變 重點(diǎn)解讀(1)定義：物體的形狀或體積的改變叫形變(2)形變的種類：形變有拉伸形變(或壓縮形變)、彎曲形變、扭轉(zhuǎn)形變等本節(jié)主要討論拉伸(或壓縮)形變(3)彈性形變：物體在外力作用下發(fā)生形變，如果撤去外力后，形變能完全恢復(fù)，這種形變叫彈性形變(4)彈性限度：如果外力使物體的形變過大，超過一定限度，在撤去外力后，形變不能完全恢復(fù)，這個限度

3、就叫彈性限度 疑點(diǎn)辨析形變與彈性形變形變有彈性形變和非彈性形變之分(1)彈性形變：物體在形變后能夠恢復(fù)原狀，如彈簧、橡皮筋等，這樣的形變叫彈性形變(2)非彈性形變：物體在形變后不能恢復(fù)原狀，如普通的泥巴 難點(diǎn)突破怎樣觀測微小形變？ 物體受到外力作用都將發(fā)生形變，但是有好多形變是很不明顯的，需要借助于儀器或其他輔助物才能觀測，課本上介紹了兩種最簡單的方法是把一圓玻璃瓶裝滿水，瓶口用中間插有細(xì)管(透明)的瓶塞塞住，如右圖所示，用手?jǐn)D壓玻璃瓶，細(xì)管中的水就會上升，松開手，水面又降回原處想一想想一想：如果換成扁玻璃瓶，按壓“凸”面、“扁”面效果一樣嗎？二、彈力產(chǎn)生的條件二、彈力產(chǎn)生的條件 要點(diǎn)梳理發(fā)生

4、彈性形變的物體由于恢復(fù)原狀而對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力可見，要產(chǎn)生彈力需同時(shí)滿足兩個條件：物體間直接接觸，接觸處發(fā)生彈性形變相互接觸是產(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，只有兩物體接觸處產(chǎn)生彈性形變時(shí)，兩物體間才有彈力產(chǎn)生當(dāng)形變不明顯難以直接判斷時(shí)，可用“假設(shè)法”判定，所謂“假設(shè)法”就是假設(shè)與研究對象接觸的物體施加了彈力，畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力圖，判斷受力情況與現(xiàn)實(shí)狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，假設(shè)不成立，則無彈力三、彈力的方向三、彈力的方向 重點(diǎn)解讀 (1)書與桌面間的彈力 如右圖所示，一本書放在桌面上，書對桌面產(chǎn)向下的壓力(彈力)，桌面對書產(chǎn)生向上的支持力(彈力)

5、因?yàn)閮烧叨及l(fā)生了形變，桌面向下“凹”了，書向上“凹”了 彈力的方向與接觸面垂直(2)繩與物的彈力 如右圖所示，一個同學(xué)用繩子拉水平面上的小車，繩子、小車都發(fā)生形變，兩者都產(chǎn)生了彈力這種情況，彈力的方向與繩在一條直線上 繩的拉力沿著繩而指向繩收縮的方向繩的拉力作用在車上，繩的拉力就是車受到的力 如右圖所示，繩吊起電燈，由于燈的重力作用，使繩發(fā)生微小形變，對與它接觸的電燈產(chǎn)生彈力F1，即繩對燈有向上的拉力，方向沿繩向上由于燈把的微小形變，對與它接觸的吊繩產(chǎn)生了彈力F2，即燈對繩的拉力，方向沿繩向下 難點(diǎn)突破 關(guān)于彈力方向的判定 (1)物體所受彈力的方向總是指向該物體發(fā)生形變的方向，彈力的作用線總是

6、通過兩物體的接觸點(diǎn)并沿其接觸點(diǎn)共切面的垂直方向大致有以下幾種情形：類型類型方向的判定方向的判定舉例舉例接接觸觸方方式式面與面與面面與接觸面垂直與接觸面垂直點(diǎn)與點(diǎn)與面面與接觸面垂直且過與接觸面垂直且過“點(diǎn)點(diǎn)”點(diǎn)與點(diǎn)與點(diǎn)點(diǎn)與公共切面垂直與公共切面垂直(2)彈簧兩端的彈力與其中心軸重合，指向彈簧恢復(fù)原狀的方向(3)繩子只能受拉力而發(fā)生形變，即繩子只能承受拉力，則繩子拉物體的彈力的方向總是沿著繩子指向其收縮的方向(4)輕桿的彈力不一定沿桿的方向，中學(xué)階段有兩種輕桿模型四、胡克定律四、胡克定律 難點(diǎn)突破彈簧彈力與彈簧伸長量(或壓縮量)的關(guān)系(1)胡克定律：實(shí)驗(yàn)表明，彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小跟彈簧伸

7、長(或縮短的長度x成正比，即Fkx)k稱為彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛頓每米，符號是N/m.比較而言，k越大，彈簧越“硬”；k越小，彈簧越“軟”(2)彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用Fx圖象表示，如下圖所示對彈力的理解及其有無的判斷對彈力的理解及其有無的判斷 如右圖所示，物體A靜置于水平桌面上，下列關(guān)于物體所受作用力的說法中正確的是()A桌面受到的壓力就是物體的重力B桌面受到的壓力是由它本身發(fā)生了微小的形變而產(chǎn)生的C桌面由于發(fā)生了微小形變而對物體產(chǎn)生了垂直于桌面的支持力D物體由于發(fā)生了微小形變而對桌子產(chǎn)生了垂直于桌面的壓力【解析】在此，壓力大小和方向都與重力相同，但不能說壓力就是重力，它們的施力物體和受

8、力物體都不同，性質(zhì)也不同桌面受到的壓力是由物體下表面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的故C、D正確【答案】CD1-1 (2010年濟(jì)南省級示范高中聯(lián)考)如右圖所示，小車內(nèi)有 一固定光滑斜面，一個小球通過細(xì)繩與車頂相連，小車在水平面上做直線運(yùn)動，細(xì)繩始終保持豎直關(guān)于小球的受力情況，下列說法正確的是()A若小車靜止，繩對小球的拉力可能為零B若小車靜止，斜面對小球的支持力一定為零C若小車向右運(yùn)動，小球一定受兩個力的作用D若小車向右運(yùn)動，小球一定受三個力的作用【解析解析】若小車靜止，則小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力和繩子的拉力，且重力和拉力都沿豎直方向；如果受斜面的支持力，則沒法達(dá)到平衡，因此在

9、小車靜止時(shí)，斜面對小球的支持力一定為零，繩子的拉力大小等于小球的重力，故A項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確；若小車向右勻速運(yùn)動時(shí)，小球受重力和繩子拉力作用；若小車向右做減速運(yùn)動，則一定受斜面的支持力，可能受繩子的拉力，也可能不受繩子的拉力，故C、D項(xiàng)都不對【答案答案】B胡克定律的應(yīng)用胡克定律的應(yīng)用如右圖所示，一勁度系數(shù)為k的彈簧，下端懸掛一重物，重物質(zhì)量為m，平衡時(shí)物體在a位置現(xiàn)用力將物體由a向下拉長x至b位置，則此時(shí)彈簧的彈力為()AkxBmgkxCmgkxD以上說法都不正確【解析解析】公式法：本題中給出的x并非在原長基礎(chǔ)上的形變量，因此，彈力Fkx.開始時(shí)，物體在位置a靜止，此時(shí)彈力與重力相等，即F1mg

10、，由Fkx知，彈簧伸長量x1 .又因?yàn)槔κ箯椈捎稚扉L了x，則彈簧總的形變量為x1x x .故彈簧彈力為k mgkx.巧解法：根據(jù)推論式Fkx，得Fkx.物體在外力作用下又伸長x時(shí)，拉力的大小為Fkx.考慮到彈簧原來的彈力為mg，故后來彈簧彈力為mgkx.【答案答案】B【誤區(qū)警示】運(yùn)用胡克定律時(shí)，一定要注意公式Fkx中x為彈簧的形變量，而非總長度且彈簧受到的力是拉力和壓力時(shí)，表達(dá)式是不同的 如右圖所示，A、B兩個物體的重力分別為GA=3 N，GB=4 N，彈簧的重力不計(jì)，整個裝置沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)彈簧的彈力F=2 N，則天花板受到的拉力和地板受到的壓力，有可能是()A1 N和6 NB

11、5 N和6 NC1 N和2 N D5 N和2 N【解析解析】彈簧的彈力為2 N，有兩種可能的情形，拉伸或壓縮狀態(tài)(1)拉伸狀態(tài)，由A、B受力平衡可知，D正確(2)壓縮狀態(tài)，同理可知，A正確【答案答案】AD21 關(guān)于彈力，下列說法中正確的是()A形變微小時(shí)，彈力很小B形變量越大，彈力就越大，彈力大小總是與形變量成正比的C放在水平桌面上的書對桌面的壓力就是物體所受的重力D通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是彈力【指點(diǎn)迷津】當(dāng)物體發(fā)生彈性形變時(shí)(即在彈性限度內(nèi))形變量越大，彈力越大，否則形變量越大，彈力不一定大，故選項(xiàng)B錯誤彈力的大小是相對而言的，有的物體容易發(fā)生形變，雖形變量大，但產(chǎn)生的彈力可能小

12、，而有的物體不容易發(fā)生形變，雖形變量微小，但產(chǎn)生的彈力可能很大，故選項(xiàng)A錯誤通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是由于彈性形變而產(chǎn)生的，因此都是彈力，故選項(xiàng)D正確書對桌面的壓力在大小和方向上都與重力相同，但它們不是同一性質(zhì)的力，壓力是彈力而且，它們的產(chǎn)生也不相同，壓力是書發(fā)生形變而對桌面產(chǎn)生的力，它發(fā)生在書與桌面之間；而重力是由于地球?qū)ξ矬w吸引而使物體所受的力，它發(fā)生在書與地球之間，故這兩個力不是同一個力，即選項(xiàng)C錯誤接觸面處形變微小，不能因此說產(chǎn)生的彈力就很小同樣，我們觀察不到接觸面處的形變時(shí)，不能因此而否認(rèn)形變的存在，因?yàn)橛行┬巫儽仨毥柚鷥x器或其他顯示方法才能觀察到【答案答案】D 三個相同的

13、支座上分別擱著三個質(zhì)量和直徑都相同的光滑圓球a、b、c，支點(diǎn)P、Q在同一水平面上，a的重心位于球心，b、c的重心位于球心的正上方和正下方，如下圖所示，三球皆靜止，試分析三種情況下支點(diǎn)P、Q對球的彈力方向是怎樣的【指點(diǎn)迷津指點(diǎn)迷津】相互作用的物體屬于點(diǎn)接觸，彈力的方向與過接觸點(diǎn)的切面垂直，且指向球心，與重心位置無關(guān)，故三種情況下彈力方向是一致的P、Q兩點(diǎn)彈力方向的判定不要受重心位置不同的影響，應(yīng)由基本方法制定【答案答案】如下圖所示，三種情況下彈力方向都過球心 利用“替換法”和“假設(shè)法”判定彈力的有無 對于形變明顯的情況，由形變情況直接判斷，對于形變不明顯的情況通常用“假設(shè)法”和“替換法”，有時(shí)要

14、根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)直接判定.假假設(shè)設(shè)法法思思路路假設(shè)將與研究對象接觸的物體解除接觸，假設(shè)將與研究對象接觸的物體解除接觸，判斷研究對象的運(yùn)動狀態(tài)是否發(fā)生改變，判斷研究對象的運(yùn)動狀態(tài)是否發(fā)生改變，若運(yùn)動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若運(yùn)動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若運(yùn)動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈若運(yùn)動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力力例例證證圖中細(xì)線豎直、斜面光滑，圖中細(xì)線豎直、斜面光滑，因去掉斜面體，小球的因去掉斜面體，小球的狀態(tài)不變，故小球只受狀態(tài)不變，故小球只受細(xì)線的拉力，不受斜面的支持力細(xì)線的拉力，不受斜面的支持力.替替換換法法思路思路用細(xì)繩替換裝置中的桿件，看能不能維用細(xì)繩替換裝置中的桿件，

15、看能不能維持原來的力學(xué)狀態(tài)，如果能維持，則說持原來的力學(xué)狀態(tài)，如果能維持，則說明這個桿提供的是拉力；否則，提供的明這個桿提供的是拉力；否則，提供的是支持力是支持力例證例證圖中輕桿圖中輕桿AB、AC.用繩用繩替換替換AB，原裝置狀態(tài)不變，原裝置狀態(tài)不變，說明說明AB對對A施加的是拉力；施加的是拉力；用繩替換用繩替換AC，原狀態(tài)不能，原狀態(tài)不能維持，說明維持，說明AC對對A施加的是支持力施加的是支持力狀狀態(tài)態(tài)法法思路思路由運(yùn)動狀態(tài)分析彈力，即物體的受由運(yùn)動狀態(tài)分析彈力，即物體的受力必須與物體的運(yùn)動狀態(tài)相符合，力必須與物體的運(yùn)動狀態(tài)相符合，依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，由二力平衡依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，由二力平衡

16、(或牛頓第二定律或牛頓第二定律)列方程，求解物體列方程，求解物體間的彈力間的彈力例證例證升降機(jī)以升降機(jī)以a=g加速下降時(shí)加速下降時(shí)物體不受底板的彈力作用物體不受底板的彈力作用.1關(guān)于彈性形變的概念，下列理解正確的是()A物體形狀的改變B鐵絲用力彎折后的形變C在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原狀的形變D物體在外力作用下的形變【解析解析】彈性形變是指在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原狀的形變，不是任何形變都一定能恢復(fù)原狀的，如B中的鐵絲【答案】C2關(guān)于彈力，下列說法正確的是()A放在水平桌面上的書受到的支持力是由于書發(fā)生了形變而產(chǎn)生的B懸繩下端懸著的物體受到的繩的拉力是由于繩發(fā)生了形變而產(chǎn)生的C水平面上并排放

17、著的兩個物體間無彈力作用D彈力是根據(jù)性質(zhì)命名的力【答案答案】BD3如右圖所示，用兩把相同的彈簧測力計(jì)A、B掛在一起，下端又掛上質(zhì)量為m的物體C.已知每把彈簧測力計(jì)都是用質(zhì)量為m0的外殼和輕質(zhì)彈簧組成，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣葎t彈簧測力計(jì)A、B的示數(shù)分別是()A(mm0)g，mgB(m2m0)g，mgC(mm0)g，(mm0)gD(m2m0)g，(mm0)g【解析解析】彈簧測力計(jì)的外殼與提環(huán)是固定在一起的，如題圖所示的情形，則A彈簧的彈力為(m2m0)g，而B彈簧的彈力為mg.【答案答案】B5. 如右圖所示，一根輕彈簧，其自由端B在未懸掛重物時(shí)，正對刻度尺的零刻線，掛上100 N重物時(shí)正對的刻線為20.試問(1)當(dāng)彈簧分別掛50 N和150 N重物時(shí)，自由端所對刻度尺的讀數(shù)應(yīng)是多少？(2)若自由端所對刻線是18，這時(shí)彈簧下端懸掛了多重的重物？4. 如右圖所示，彈簧的勁度系數(shù)為k，小球重為G，平衡時(shí)球 在A位置，今用力 F將小球向下拉長x至B位置，則此時(shí)彈 簧的彈力為()Akx