7-8學(xué)年人教版高中物理必修一學(xué)案+題組訓(xùn)練_2彈力版含答案完美版

1、學(xué)案2彈力知識(shí)探究目標(biāo)定位1.知道形變的概念，會(huì)區(qū)分彈性形變和非彈性形變 .2.知道彈力的定義及產(chǎn)生的 條件，會(huì)判斷兩個(gè)物體間是否存在彈力， 會(huì)判斷彈力的方向.3.掌握胡克定律并能用此定律解 決有關(guān)問(wèn)題.基礎(chǔ)自學(xué)酒實(shí) 重點(diǎn)互動(dòng)探究一、彈性形變和彈力問(wèn)題設(shè)計(jì)(1)如圖1所示，取一個(gè)圓玻璃瓶，里面盛滿水，用穿有透明細(xì)管的橡皮塞封口，使水面位 于細(xì)管中，用手捏玻璃瓶，會(huì)看到什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么？圖1(2)用手壓橡皮泥，橡皮泥發(fā)生形變；腳踩在松軟的土地上，留下了深深的腳印(形變)，這兩種形變與玻璃瓶的形變有什么不同？(3)用手拉彈簧，彈簧會(huì)對(duì)手產(chǎn)生一個(gè)拉力(如圖2所示)，這個(gè)拉力是如何產(chǎn)生的？圖2答案(

2、1)手捏玻璃瓶，管中水面上升.說(shuō)明受壓時(shí)玻璃瓶發(fā)生形變，體積變小了.(2)橡皮泥、泥土受力后發(fā)生形變，在撤去外力后不能恢復(fù)原狀(非彈性形變)，玻璃瓶的形變?cè)诔啡ネ饬竽芑謴?fù)原狀(彈性形變).(3)彈簧受到拉力后發(fā)生形變(伸長(zhǎng))，發(fā)生形變的彈簧要恢復(fù)原狀，對(duì)手就產(chǎn)生了拉力.要點(diǎn)提煉1 .彈性形變和彈力(1)形變：物體在力的作用下形狀或體積發(fā)牛的變化.彈性形變：物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠恢復(fù)原狀的形變.非彈性形變：外力撤去后不能完全恢復(fù)原狀的形變.(2)彈性限度：當(dāng)形變超過(guò)一定的限度，撤去作用力后物體不宜(填“能”或“不能”)完全恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度叫做彈性限度.(3)彈力：發(fā)生形變的物體,

3、由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力.2 .彈力產(chǎn)生的條件：（1）兩物體相互接觸；（2）發(fā)生彈性形變.二、幾種彈力問(wèn)題設(shè)計(jì)1 .一鐵塊放在海綿上，鐵塊和海綿都發(fā)生了形變， 從而在它們之間產(chǎn)生了彈力， 如圖3所示.海 綿對(duì)鐵塊的支持力是如何產(chǎn)生的？方向怎樣？鐵塊對(duì)海綿的壓力是怎樣產(chǎn)生的？方向怎樣？圖3答案（1）海綿對(duì)鐵塊的支持力：海綿發(fā)生彈性形變，對(duì)與它接觸的鐵塊產(chǎn)生力的作用，方 向垂直于接觸面向上（如圖甲）.（2）鐵塊對(duì)海綿的壓力：鐵塊發(fā)生彈性形變，對(duì)與它接觸的海綿產(chǎn)生力的作用，方向垂直接 觸面向下（如圖乙）.2 .如圖4所示，用橡皮繩斜向右上拉放在水平面上的物塊.橡皮繩對(duì)物塊的拉力是怎樣

4、產(chǎn)生 的？方向怎樣？答案由于橡皮繩發(fā)生形變，對(duì)與它接觸的物塊產(chǎn)生力的作用，方向沿繩指向繩收縮的方向（沿繩斜向右上）.要點(diǎn)提煉1.壓力、支持力的方向：總是垂直于接觸面,若接觸面是曲面，則垂直于接觸面的切線：若接觸面是球面，彈力方向延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線過(guò)球心.2.繩的拉力方向：總是沿著繩并指向繩收縮的一直!句.延伸思考如圖5所示，把一個(gè)球形物體 A放在半球形容器二B內(nèi)，在圖中畫出 A受到的彈力.7圖5答案 A受到的彈力垂直于兩接觸面的切線 (彈力方向的延長(zhǎng)線過(guò)球心)，如圖所示.三、胡克定律1 .內(nèi)容：在彈性限度內(nèi),彈簧彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比.2 .公式：F = kx.3 .說(shuō)

5、明(1)應(yīng)用條件：彈簧發(fā)生形變時(shí)必須在彈性限度內(nèi).(2)x是彈簧的形變量，而不是彈簧形變后的長(zhǎng)度.(3)k為彈簧的勁度系數(shù)， 反映彈簧本身的屬性，由彈簧自身的長(zhǎng)度、粗細(xì)、材料等因素決定, 與彈力F的大小和伸長(zhǎng)量x無(wú)關(guān).(4)F-x圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(如圖6所示)，直線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k.圖6彈簧彈力的變化量 AF與形變量的變化量 Ax也成正比，即 AF=kAx.X典例精析一、彈力的產(chǎn)生【例1】下列關(guān)于彈力的幾種說(shuō)法，其中正確的是()A.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(duì)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?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變D.只

6、要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生解析 兩物體接觸并發(fā)生彈性形變才會(huì)產(chǎn)生彈力，A、D錯(cuò)誤.靜止在水平面上的物體所受重力的施力物體是地球，而壓力的施力物體是該物體，受力物體是水平面，兩力不同，B錯(cuò)誤，C正確. 答案 C 二、彈力的方向【例2】畫出圖7中靜止物體A所受彈力的示意圖.解析 支持力、壓力的方向都要與接觸面垂直并指向被支持或被壓的物體，A物體所受彈力的示意圖如圖所示.甲乙丙答案見解析圖針對(duì)訓(xùn)練 分別畫出圖8甲、乙中小球、丙中桿的受力示意圖.（甲中小球用細(xì)繩掛在光滑的墻壁上，乙中小球用細(xì)繩拴著靜止在桌角上，丙中桿一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在墻壁上）甲乙丙圖8答案受力示意圖如圖所示甲乙丙

7、三、胡克定律【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 cm；掛一重為6 N的物 體時(shí)彈簧長(zhǎng)度為13 cm,則彈簧原長(zhǎng)為多少？勁度系數(shù)為多少？解析彈簧下端懸掛物體時(shí)彈簧要伸長(zhǎng)，由胡克定律知：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)值上等于彈簧伸長(zhǎng)后總長(zhǎng)度L減去彈簧原長(zhǎng)L。，即x= LLo.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(guò)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)o,勁度系數(shù)為k,設(shè)掛Gi=4 N的重物時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為 Li ,掛G2= 6 N的 重物時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為 L2,則Li =12 cm

8、, L2=13 cm,由胡克定律得：Gi = k(L1 Lo)G2= k(L2 1-0)代入數(shù)據(jù)解得：Lo= 10 cm, k= 200 N/m即彈簧原長(zhǎng)為10 cm,勁度系數(shù)為200 N/m.答案 10 cm 200 N/m嫖堂要點(diǎn)小結(jié),彈性形變：撤去作用力時(shí)能夠恢復(fù)原狀的形變,定義彈力 產(chǎn)生條件（1蘆物體相互接觸”聲生彈性形變彈力改持力：垂直于接觸面指向被支持的物體彈力的方向壓力：垂直于接觸面指向被壓的物體繩的拉力：沿著繩指向繩收縮的方向內(nèi)容胡克定律一自我檢測(cè)1分式：F=kx,其中k為勁度系數(shù)橫測(cè)學(xué)習(xí)效果 體臉成功快樂(lè)1.（彈力的產(chǎn)生）下列有關(guān)物體所受的彈力及形變的說(shuō)法正確的是（）A.有彈

9、力作用在物體上，物體一定發(fā)生形變，撤去此力后，形變完全消失B.有彈力作用在物體上，物體不一定發(fā)生形變C.彈力作用在硬物體上，物體不發(fā)生形變；彈力作用在軟物體上，物體才發(fā)生形變D. 一切物體受到彈力都要發(fā)生形變，撤去彈力后，形變不一定完全消失 答案 D解析 力是物體間的相互作用，彈力的施力物體和受力物體都會(huì)發(fā)生形變，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生形變后的物體，當(dāng)撤去外力后，有些能完全恢復(fù)原狀，有些不能完全恢復(fù)原狀，A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；不管是硬物體還是軟物體，只要有彈力作用，都會(huì)發(fā)生形變，C項(xiàng)錯(cuò)誤.2.（彈力的產(chǎn)生）雜技演員有高超的技術(shù)，能輕松地頂住從高處落下的壇子.如圖9所示，關(guān)于他頂壇時(shí)頭頂受到的壓力，產(chǎn)生

10、的直接原因是（）胤川圖9A.壇的形變B.頭的形變C.壇子受到的重力D.人受到的重力答案 A解析 頭頂受到的壓力是由于壇子形變而產(chǎn)生的，間接原因是壇子本身的重力，跟人的因素?zé)o關(guān).3 .（彈力的方向）三個(gè)相同的支座上分別放著三個(gè)質(zhì)量和直徑均相同的光滑圓球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的重心分別位于球心的正上方和正下方，如圖10所示，三球皆靜止，試分析三種情況下支點(diǎn)P、Q對(duì)球的彈力方向是怎樣的?答案見解析解析三種情況都是點(diǎn)與點(diǎn)接觸，圓球所受彈力的方向都是垂直于接觸面指向球心，即沿半徑指向球心，如圖所示，彈力的方向與重心的位置無(wú)關(guān).4 .（胡克定律）由實(shí)驗(yàn)測(cè)得某彈簧所受

11、彈力F和彈簧的長(zhǎng)度L的關(guān)系圖象如圖11所示，求:圖11該彈簧的原長(zhǎng)為多少？（2）該彈簧的勁度系數(shù)為多少？解析 解法一：（1）彈簧不產(chǎn)生彈力時(shí)的長(zhǎng)度等于原長(zhǎng)，由題圖可知該彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng)o= 15 cm.（2）據(jù)F=kx得勁度系數(shù)：k=F=寵，由圖線可知，該彈簧伸長(zhǎng) 從=（25 cm - 15 cm） = 10 cm時(shí)，彈力 AF=50 N.所以 k=T=10；00 2 N/m = 500 N/m.解法二：根據(jù)胡克定律得F=k（L L。），代入圖象中的兩點(diǎn)（0.25,50）和（0.05, 50）.可得 50=k（0.25-L0）50 = k(0.05 1_0)解得 l_0=0.15 m= 15 c

12、m, k=500 N/m.答案 (1)15 cm (2)500 N/m40分鐘課時(shí)作業(yè)題組一形變及彈力的產(chǎn)生1 .下列各種情況中，屬于彈性形變的有（）A.撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員起跳中，撐竿的形變B.當(dāng)你坐在椅子上時(shí)，椅面發(fā)生的微小形變C.細(xì)鋼絲被繞制成彈簧D.鋁桶被砸扁答案 AB解析 “撐竿的形變”、“椅面發(fā)生的微小形變”均能恢復(fù)原狀，是彈性形變；“細(xì)鋼絲被 繞制成彈簧”不能恢復(fù)原狀，“鋁桶被砸扁”不能恢復(fù)原狀，是非彈性形變.故選項(xiàng) A、B 正確，C、D錯(cuò)誤.2 .關(guān)于彈性形變，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體形狀的改變叫彈性形變B. 一根鋼筋用力彎折后的形變就是彈性形變C.物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)

13、原來(lái)形狀的形變，叫彈性形變D.物體在外力停止作用后的形變，叫彈性形變答案 C解析 彈性形變指物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原狀的形變，C正確，A、D錯(cuò)誤；鋼筋用力彎折后，無(wú)法恢復(fù)到原來(lái)形狀，不屬于彈性形變，B錯(cuò)誤.3 .在日常生活及各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)中，有彈力出現(xiàn)的情況比較普遍，如圖 1所示的跳水運(yùn)動(dòng)就是 一個(gè)實(shí)例.請(qǐng)判斷下列說(shuō)法正確的是（）圖1A.跳板發(fā)生形變，運(yùn)動(dòng)員的腳沒(méi)有發(fā)生形變B.跳板和運(yùn)動(dòng)員的腳都發(fā)生了形變C.運(yùn)動(dòng)員受到的支持力，是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的D.跳板受到的壓力，是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的答案 BC解析發(fā)生形變的物體，為了恢復(fù)原狀，會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用，發(fā)生形變的物體是施力

14、物體.B、C正確.題組二彈力方向的判斷4 .體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺(tái)，如圖 2所示，下列關(guān)于足球和斜臺(tái)作用時(shí)斜臺(tái)給足球 的彈力方向的說(shuō)法正確的是 （）圖2A .沿vi的方向B.沿V2的方向C.先沿V1的方向后沿V2的方向D.沿垂直于斜臺(tái)斜向左上方的方向答案 D解析足球與斜臺(tái)的作用是球面與平面的相互作用，足球所受彈力的方向垂直于斜臺(tái)指向足球，即斜向左上方，故 D正確.5. 一只松鼠站在傾斜的樹枝上，則樹枝對(duì)松鼠的彈力的方向?yàn)椋ǎ〢,豎直向上B,豎直向下C.垂直樹枝斜向上D.沿樹枝方向答案 C解析支持力的方向總是垂直于接觸面指向被支持的物體，選項(xiàng) C正確.6. 一桿擱在矮墻上，關(guān)于桿受到的彈力

15、的方向，圖中畫得正確的是（）ABCD答案 D解析 彈力的方向總是垂直于接觸面指向受力物體,7.在圖3中畫出物體 A所受彈力的示意圖.D對(duì).答案如圖所示題組三胡克定律8.關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)k,下列說(shuō)法中正確的是（）A.與彈簧所受的拉力大小有關(guān)，拉力越大，k值也越大B.由彈簧本身決定，與彈簧所受的拉力大小及形變程度無(wú)關(guān)C.與彈簧發(fā)生的形變的大小有關(guān)，形變?cè)酱?，k值越小D.與彈簧本身特性、所受拉力的大小、形變程度都無(wú)關(guān)答案 BG=1 N,則彈簧測(cè)9.如圖4甲、乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)線的重力及一切摩擦不計(jì)，物重力計(jì)A和B的示數(shù)分別為（）甲乙圖4A. 1 N,0 B , 0,1 N C. 2 N,1 N

16、 D. 1 N,1 N答案 D解析 題圖中彈簧測(cè)力計(jì) A、B的受力情況是一樣的，都是左右兩端各受1 N的拉力，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)都是1 N. D正確.10. 一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為 小為F2的力拉彈簧，平衡時(shí)長(zhǎng)度為F2 F1A. 12-11F2+F1B. I2+I1F2+ F1C. l2l1F2F1D. I2+I1答案 C解析根據(jù)胡克定律有:Fi = k(lo-li), F2=k(l2-lo),由兩式可解得：k=F2+F1 一 一故C正確.l 2一 l111. 一根輕彈簧的伸長(zhǎng)量x跟所受的外力F之間的關(guān)系圖象如圖 5所示.lN)Fi的力壓彈簧的另一端，平衡時(shí)長(zhǎng)度為li；改用大 l 2

17、.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系(1)求彈簧的勁度系數(shù) k;(2)若彈簧原長(zhǎng)10=60 cm,當(dāng)把彈簧壓縮到 40 cm長(zhǎng)時(shí)，需要多大的壓力?(3)如果用600 N的拉力拉彈簧(仍在彈性限度內(nèi)，彈簧原長(zhǎng)同上)，彈簧長(zhǎng)度l是多少?答案(1)1 500 N/m (2)300 N (3)100 cm解析(1)由題圖可知當(dāng)彈簧受外力F1=9X102 N時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量X1= 0.6 mj F1 9X102 N故 k= = -= 1 500 N/mX10.6 m (2)當(dāng)把彈簧壓縮到40 cm長(zhǎng)時(shí)，彈簧的形變量 X2=(0.6-0.4) m = 0.2 m彈力為 F2=kx2= 1 500 N/m x 0.2 m= 300 N故需用300 N的壓力F3600 N(3)由 f3= kx3, 得 x3= 一= 0.4 m = 40 cm(3)由 F33，r 3 k 1 500 N/m故彈簧的長(zhǎng)度 1 = 1o+x3=60 cm+40 cm = 100 cm12.如圖6所示，一根輕質(zhì)彈簧的原長(zhǎng)為20 cm,豎直懸掛