2018-2019學(xué)年高中物理滬科版必修1檢測： 第3章 3.2　彈力

1、.3.2彈力學(xué) 習(xí) 目 標知 識 脈 絡(luò)1知道彈力產(chǎn)生的條件重點2掌握胡克定律及其應(yīng)用重點3學(xué)會判斷彈力方向和有無難點4探究彈力與彈簧伸長量之間的關(guān)系難點自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識梳理一、形變彈力及其方向1形變：任何物體即使受到很小的力，都會發(fā)生形變2彈性形變與范性形變1彈性形變：外力撤去后物體可以恢復(fù)原狀的形變2范性形變：外力撤去后物體不能恢復(fù)原狀的形變3彈力：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，就會對跟它接觸使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生力的作用4彈力產(chǎn)生的條件：1接觸2彈性形變5形變的分類：1壓縮與拉伸形變2彎曲形變3改變形變4剪切形變6彈力的方向1平板狀物體：平板受壓后產(chǎn)生的彈力

2、，方向垂直于平板，指向壓它的物體2繩索彈力：方向沿著繩索、指向繩索收縮的方向 .二、彈力的大小1彈力的大小與形變形變越大，彈力也越大；形變消失，彈力隨之消失2胡克定律1彈性限度：作用在彈簧上的力超過一定的程度時，彈簧就不能恢復(fù)原狀，這個限度叫做彈性限度2胡克定律內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈力的大小F跟彈簧伸長或縮短的長度x成正比公式：Fkx.k為勁度系數(shù)：單位N/m ，表示彈簧伸長或縮短單位長度所施加的力根底自測1考慮判斷1書本放在桌子上，書本和桌子都發(fā)生了形變2用泥坯捏泥人時，泥坯發(fā)生了彈性形變×【提示】捏泥人時泥坯發(fā)生的是范性形變3只要物體接觸，物體間就存在彈力×【提示】彈力

3、產(chǎn)生的條件是接觸并發(fā)生彈性形變4平常我們說的物體間的壓力和支持力都是彈力，繩中的張力叫繩的彈力5任何物體發(fā)生彈性形變，其彈力均適用于Fkx.×【提示】只有彈簧的彈力適用于胡克定律Fkx.6對某一只彈簧，把它拉得越長，其勁度系數(shù)k越大×【提示】勁度系數(shù)的大小與形變量無關(guān)7彈力一定產(chǎn)生于兩個互相接觸的物體間，不互相接觸的物體間一定不存在彈力2在以下各圖中，A、B兩球間一定有彈力作用的是ABCDBA、C圖中假設(shè)拿去B球，A球均靜止不動，故A、B間無彈力作用，B圖中假設(shè)拿去B球，懸掛A球的細繩將會變成豎直方向，故A、B間一定有彈力作用，D圖中A、B兩球在上面小球的壓力作用下有向兩側(cè)

4、運動的趨勢，A、B兩球互相間應(yīng)無彈力作用，故B正確3如圖3­2­1所示，一只松鼠站在傾斜的樹枝上，那么樹枝對松鼠的彈力的方向為圖3­2­1A豎直向上B豎直向下C垂直樹干斜向上D沿樹干方向C支持力的方向總是垂直于接觸面指向被支持的物體，應(yīng)選項C正確合 作 探 究·攻 重 難彈力和彈力的方向1.彈力有無的判斷方法1方法一：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：物體間互相接觸；發(fā)生彈性形變兩個條件必須同時滿足才有彈力產(chǎn)生2方法二：對于形變不明顯的情況，通常采用假設(shè)法判斷2幾種常見彈力的方向類型方向圖示接觸方式面與面垂直公共接觸面指向被支

5、持物體點與面過點垂直于面指向被支持物體點與點垂直于公共切面指向受力物體且力的作用線一定過球圓心輕繩沿繩收縮方向輕桿可沿桿伸長方向收縮方向可不沿桿輕彈簧沿彈簧形變的反方向收縮方向伸長方向請在圖3­2­2中畫出物體P受到的各接觸點或面對它的彈力的示意圖，其中甲、乙、丙中的物體P處于靜止?fàn)顟B(tài)，丁中物體P在程度面上勻速滾動甲乙 丙丁圖3­2­2解析物體P受到的各接觸點或面對它的彈力的示意圖如圖：甲乙 丙丁答案見解析判斷彈力方向的一般步驟1確定物體之間彈力作用的類型2確定產(chǎn)生彈力的物體3找出使物體發(fā)生形變的外力方向4確定物體形變的方向5確定物體產(chǎn)生的彈力方向針對訓(xùn)

6、練1以下關(guān)于彈力產(chǎn)生條件的說法正確的選項是A只要兩個物體接觸就一定有彈力產(chǎn)生B只要兩個物體互相吸引就一定有彈力產(chǎn)生C只要物體發(fā)生形變就一定受到彈力作用D只有發(fā)生彈性形變的物體才會產(chǎn)生彈力D彈力產(chǎn)生的條件：接觸并產(chǎn)生彈性形變，二者缺一不可A、C中都只有彈力產(chǎn)生的一個條件，故A、C都不一定能產(chǎn)生彈力B中只說“互相吸引，只能證明有力存在，不一定能產(chǎn)生彈力D項同時具備兩個條件，應(yīng)選D.2以下畫出的彈力FN的示意圖，合理的是ABCDDA圖中彈力FN的方向應(yīng)指向球心，B圖中彈力FN的方向應(yīng)豎直向上，C圖中彈力FN的方向應(yīng)豎直向上，D圖中FN的方向應(yīng)垂直于桿斜向上，應(yīng)選項D正確. 彈力大小的計算1.對胡克定

7、律的理解1彈簧發(fā)生形變時必須在彈性限度內(nèi)2x是彈簧的形變量，不是彈簧形變后的實際長度3F­x圖像為一條經(jīng)過原點的傾斜直線如圖3­2­3所示，圖像斜率的大小表示彈簧的勁度系數(shù)，對于同一根彈簧來說，勁度系數(shù)是不變的圖3­2­34由于F1kx1，F(xiàn)2kx2，故FF2F1kx2kx1kx.因此，彈簧彈力的變化量F與形變量的變化量也成正比關(guān)系2計算彈力大小的兩種方法1公式法：利用公式Fkx計算適用于彈簧這樣的彈性體彈力的計算2平衡法：假如懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，求解細繩的拉力時，可用二力平衡得到拉力的大小等于物體重力的大小目前主要分析二力平衡

8、的情況一輕彈簧在10.0 N的拉力作用下，長度由原長5.00 cm伸長為6.00 cm.那么：1彈簧的勁度系數(shù)為多大？2當(dāng)該彈簧長度為4.20 cm時，彈簧的彈力有多大？解析1由Fkx得F1kl1l0即k1×103 N/m.2當(dāng)該彈簧長度為4.20 cm時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，此時彈簧的彈力F2kl0l21×103×5.004.20×102 N8 N.答案11×103 N/m28 N針對訓(xùn)練3一輕質(zhì)彈簧原長為8 cm，在4 N的拉力作用下伸長了2 cm，彈簧未超出彈性限度那么該彈簧的勁度系數(shù)為A40 m/NB40 N/mC200 m/N D200

9、 N/mD由Fkx知，彈簧的勁度系數(shù)k N/m200 N/m，選項D正確4一根彈簧原長為20 cm，當(dāng)用15 N的力拉它時，彈簧長為25 cm.1求此彈簧的勁度系數(shù)2假設(shè)此彈簧受21 N的壓力，那么彈簧長度變?yōu)槎嗌?？解?彈簧原長l020 cm0.2 m，如今長度l25 cm0.25 m由胡克定律Fkxkll0得：勁度系數(shù)k300 N/m.2由胡克定律Fkxkl0l1得l1l0 cm13 cm.答案1300 N/m213 cm探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系1.實驗原理1彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關(guān)沿著彈簧的方向拉彈簧，當(dāng)形變穩(wěn)定時，彈簧的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的用

10、懸掛法測量彈簧的彈力，利用的是鉤碼和彈簧靜止時彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等2彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可由彈簧拉長后的長度減去彈簧的原長來計算3建立坐標系，以縱坐標表示彈力大小F，以橫坐標表示彈簧的伸長量x，在坐標系中描出實驗所測得的各組x，F(xiàn)對應(yīng)的點，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實驗所得的圖線，就可探究彈力大小與伸長量間的關(guān)系2實驗器材輕彈簧、鉤碼一盒、刻度尺、鐵架臺、三角板、重垂線、坐標紙圖3­2­43實驗步驟1按圖3­2­4安裝實驗裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度l0.2在彈簧下懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度并記下

11、鉤碼的重力3增加鉤碼的個數(shù)，重復(fù)上述實驗過程，將數(shù)據(jù)填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長度，xll0表示彈簧的伸長量1234567F/N0l/cmx/cm04.數(shù)據(jù)處理1以彈力F大小等于所掛鉤碼的重力為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線如圖3­2­5所示圖3­2­52以彈簧伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)首先嘗試一次函數(shù)，假如不行那么考慮二次函數(shù)3得出彈力和彈簧伸長量之間的函數(shù)關(guān)系，研究并解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義5誤差分析1本實驗誤差的主要來源為讀數(shù)和作圖時的偶爾誤差為了減小誤差，要盡

12、量多測幾組數(shù)據(jù)2彈簧豎直懸掛時，未考慮彈簧自身重力的影響會帶來系統(tǒng)誤差為了減小誤差，實驗中應(yīng)使用輕質(zhì)彈簧6本卷須知1所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度2每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標紙上描的點盡可能稀一些，這樣作出的圖線更準確3測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差4描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應(yīng)注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè)5記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力與彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實驗測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l

13、的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對應(yīng)點已在圖3­2­6上標出g取9.8 m/s2圖3­2­61作出ml的關(guān)系圖線；2彈簧的勁度系數(shù)為_N/m.解析1根據(jù)圖示各點，用平滑曲線將各點連接起來，如下圖2根據(jù)胡克定律有mgkl，那么kg×9.8 N/m0.259 N/m.答案1見解析圖20.2590.2480.262均可針對訓(xùn)練5多項選擇在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系實驗中，以下說法正確的選項是A彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度B用懸掛砝碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C用直尺測量彈簧的長度即為彈簧的伸長量D用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉

14、力與伸長量，得出拉力與伸長量之比相等AB彈簧的伸長量是指彈簧伸長后的長度減去彈簧的原長，故C錯誤；做實驗時要用同一個彈簧來測量，故D錯誤，正確選項為A、B.6某同學(xué)在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系時，安裝好實驗裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為l1，如圖3­2­7甲所示，圖3­2­7乙是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺最小分度是1毫米上位置的放大圖，示數(shù)l1_cm.在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個一樣鉤碼，靜止時彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5.每個鉤碼質(zhì)量是50 g，掛2個鉤碼時，彈簧彈力F2_N當(dāng)?shù)刂?/p>

15、力加速度g9.8 m/s2要得到彈簧伸長量x，還需要測量的是_，作出F­x曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系甲乙圖3­2­7解析由圖乙可估讀為25.85 cm.掛2個鉤碼時，彈簧彈力等于鉤碼的重力，即F22mg0.98 N由于彈簧伸長量等于彈簧如今的長度減去彈簧原長，因此要得到伸長量，還需要測量彈簧原長答案25.850.98彈簧原長當(dāng) 堂 達 標·固 雙 基1如圖3­2­8所示，長方體木塊擱在光滑方形槽中，那么長方體木塊除重力外還受到彈力的個數(shù)是 【導(dǎo)學(xué)號：79092058】圖3­2­8A1個B2個C3個 D4個C長

16、方體木塊擱在光滑方形槽中，與槽接觸的地方三處，并且都有互相作用，故長方體木塊除重力外還受到彈力的個數(shù)是3個，故C正確2如圖3­2­9所示，一根彈簧的自由端未掛重物時指針B正對刻度5，當(dāng)掛上80 N重物時未超出彈性限度指針正對刻度45，假設(shè)要指針正對刻度20，應(yīng)掛重物的重力為圖3­2­9A40 NB30 NC20 ND不知彈簧的勁度系數(shù)k的值，無法計算B當(dāng)掛上80 N重物時指針正對刻度45，知彈簧形變量為45540.指針正對刻度20時，彈簧的形變量為15.根據(jù)胡克定律Fkx得k，所以，解得G30 N故B正確，A、C、D錯誤3“蹦極是一種非常刺激的戶外休閑運動，人從水面上方某處的平臺上跳下，靠自身所受的重力自由下落，被拉伸的蹦極繩又會產(chǎn)生向上的力，把人拉上去，然后人再下落正是在這上上下下的運動中，蹦極者體會到驚心動魄的刺激，如圖3­2­10所示設(shè)一次蹦極中所用的橡皮