高一第二章第三節(jié)《彈力》

1、一、形變一、形變1、形變：物體形狀或體積發(fā)生的改變、形變：物體形狀或體積發(fā)生的改變（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等等）（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等等）一、微小形變一、微小形變桌上放著本書，書和桌面有沒有桌上放著本書，書和桌面有沒有發(fā)生形變呢？發(fā)生形變呢？問題問題 手擠壓玻璃瓶，手擠壓玻璃瓶，觀察水柱的變化。觀察水柱的變化。（微小形變的演示微小形變的演示）2、形變的分類、形變的分類 1）按形變程度分）按形變程度分 2）按可否恢復(fù)分）按可否恢復(fù)分明顯形變明顯形變微小形變微小形變非彈性形變非彈性形變(范性形變范性形變) 彈性形變彈性形變(完全彈性形變完全彈性形變)發(fā)生形變的物體在停止發(fā)生形變的物體在停止受力

2、后，能恢復(fù)原狀的受力后，能恢復(fù)原狀的形變稱為形變稱為彈性形變彈性形變彈性限度彈性限度如果外力過大，超如果外力過大，超過一定限度，即使過一定限度，即使撤去作用力后，物撤去作用力后，物體也不能完全恢復(fù)體也不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個原來的形狀，這個限度叫限度叫彈性限度彈性限度二、彈力：二、彈力：1.定義：指發(fā)生定義：指發(fā)生彈性形變彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對的物體由于要恢復(fù)原狀，對與它與它接觸的物體接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力稱為彈力。產(chǎn)生力的作用，這種力稱為彈力。物體物體A受到物體受到物體B的作用的作用物體物體B發(fā)生了形變發(fā)生了形變物體物體B對物體對物體A產(chǎn)生了彈力產(chǎn)生了彈力2.作用過程作

3、用過程說明：說明：施力物體：施力物體： 發(fā)生形變的物體發(fā)生形變的物體受力物體：受力物體： 與施力物體接觸，使它發(fā)生與施力物體接觸，使它發(fā)生形變，并阻礙其恢復(fù)原狀的形變，并阻礙其恢復(fù)原狀的物體。物體。產(chǎn)生的條件產(chǎn)生的條件（原因）（原因）1、物體間相互接觸、物體間相互接觸2、物體發(fā)生彈性形變、物體發(fā)生彈性形變接觸力接觸力例例1 .關(guān)于彈力的產(chǎn)生下列說法（關(guān)于彈力的產(chǎn)生下列說法（ ）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、只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力、只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力C、只要兩物體發(fā)生形變就一定產(chǎn)生彈力、只要兩物體發(fā)生形變就一定產(chǎn)生彈力D、只有發(fā)生彈性形

4、變的物體才會對與它、只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力作用接觸的物體產(chǎn)生彈力作用ABC例例2 2、分析、分析A A對對C C有無彈力作用有無彈力作用D無彈力，沒有接觸。無彈力，沒有接觸。三、彈力的方向：三、彈力的方向：即：從施力物體指向受力物體，與施力物體即：從施力物體指向受力物體，與施力物體形變方向相反（施力物體恢復(fù)形變的方向）。形變方向相反（施力物體恢復(fù)形變的方向）。所有彈力的方向：所有彈力的方向：從形變后的狀從形變后的狀態(tài)指向原狀的方向！態(tài)指向原狀的方向！說明：物體產(chǎn)生的彈力只能作用于接觸的另外物說明：物體產(chǎn)生的彈力只能作用于接觸的另外物體！不能作用給自己！體！不能作用給

5、自己！受力分析只分析物體所受的外力靜止在地面上的籃球G GN N書木板書板N1N1N2N21、面與面接觸面與面間彈力方向：垂直平面垂直平面指向受力物體。指向受力物體。2、點與面接觸NNNN點與平面間彈力方向：過接觸點垂直平面指向受力物體。光滑斜面ABNANBN1N2半球形的碗ABNANB3、點與點接觸點與點間彈力方向：與過接觸點的公切面垂直并指向受力物體，與過接觸點的公切面垂直并指向受力物體，一定過圓心！一定過圓心！半球形的碗NABNNB對A判斷下列支持面對物體彈力的方向判斷下列支持面對物體彈力的方向面與面接觸，彈力垂直平面。面與面接觸，彈力垂直平面。點與面接觸，彈力通過接觸點而垂點與面接觸，

6、彈力通過接觸點而垂直面。直面。點與點接觸，彈力通過接觸點垂直點與點接觸，彈力通過接觸點垂直于公切面，于公切面，一定過圓心一定過圓心。點和點接觸，彈力通過接觸點和點接觸，彈力通過接觸點垂直于切面，指向圓心。點垂直于切面，指向圓心。點和面接觸，彈力通過接觸點和面接觸，彈力通過接觸點垂直于面。點垂直于面。例例3：三個相同的支座上分別擱著三個質(zhì)量和直徑都：三個相同的支座上分別擱著三個質(zhì)量和直徑都相等的光滑圓球相等的光滑圓球a，b，c，支點，支點P、Q在同一水平面上，在同一水平面上，a球的重心球的重心O，位于球心，位于球心，b球和球和c球的重心球的重心Ob和和Oc分分別位于球心的正上方和球心的正下方，如

7、圖所示，別位于球心的正上方和球心的正下方，如圖所示，三球均處于平衡狀態(tài)，支點三球均處于平衡狀態(tài)，支點P對對a球的彈力為球的彈力為Na，對，對b球和球和c球的彈力分別為球的彈力分別為Nb和和Nc則下列說法正確的是則下列說法正確的是（ ）A.彈力彈力Na、Nb、Nc的方向均由的方向均由P 點指向球心點指向球心B.彈力彈力Na、Nb、Nc的方向均由的方向均由P 點指向重心點指向重心C.彈力彈力Na、Nb、Nc的方向都豎直向上的方向都豎直向上D.彈力彈力Na、Nb、Nc的方向不同的方向不同AbOaObOcPPPQQQac說明說明：繩上彈力方向總是沿著繩而指向繩：繩上彈力方向總是沿著繩而指向繩子子收縮的

8、方向。收縮的方向。繩子的拉力也是彈力，那么繩子的拉力的方向如何呢？繩子的拉力也是彈力，那么繩子的拉力的方向如何呢？v輕繩的受力特點：1、只能拉不能壓、只能拉不能壓；2、輕繩的拉力一定沿繩方向、輕繩的拉力一定沿繩方向；3、同一根繩子張力處處相等。、同一根繩子張力處處相等。G GT Ta aT Tb bab例如：AA T T1 1T T2 2T T分析下列物體所受的力ABBGTAGT2T112彈簧彈力方向又什么樣的呢彈簧彈力方向又什么樣的呢? 彈簧兩端的彈力方向，與彈簧中心軸線重合，彈簧兩端的彈力方向，與彈簧中心軸線重合，指向彈簧恢復(fù)原狀方向指向彈簧恢復(fù)原狀方向。v輕桿的含義：不計質(zhì)量不發(fā)生形變的

9、桿v輕桿受力特點：1、可拉可壓；2、桿所受的力不一定沿桿的方向；可能沿任意方向D我們對彈力方向做一個總結(jié)我們對彈力方向做一個總結(jié)1、彈簧兩端的彈力方向，與彈簧中心軸線重合，指向彈簧恢復(fù)原狀方向2、輕繩（或橡皮條）對物體的彈力方向，沿繩指向繩收縮的方向4、點與面接觸時的彈力方向，過接觸點垂直于接觸面（或接觸面切線方向）而指向受力物體。3、平面與平面接觸時彈力的方向，垂直于接觸面而指向受力物體5、點與點相接觸時彈力的方向，垂直過接觸點的分切面，通過球心而指向受力物體。v1、彈力的作用點彈力的作用點：兩物體接觸處，在受力物體：兩物體接觸處，在受力物體上。上。v2、對于同一物體，、對于同一物體，彈力大

10、小彈力大小同形變大小有關(guān)。同形變大小有關(guān)。利用力的平衡來計算利用力的平衡來計算利用牛頓第二定律利用牛頓第二定律彈簧彈力大小計算彈簧彈力大小計算 胡克定律胡克定律實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?、探究彈力與、探究彈力與 的定量關(guān)系。的定量關(guān)系。2、學會利用圖象研究兩個物理量之間、學會利用圖象研究兩個物理量之間的關(guān)系的方法。的關(guān)系的方法。實驗原理實驗原理1、如圖所示，彈簧在下端懸掛鉤、如圖所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈碼時會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與力與 大小相等。大小相等。2、用刻度尺測出彈簧在不同的鉤碼拉力下的伸長量、用刻度尺測出彈簧在不同的鉤碼拉力下的伸長量x，建，建立坐標系，以縱

11、坐標表示彈力大小立坐標系，以縱坐標表示彈力大小F，以橫坐標表示彈簧的，以橫坐標表示彈簧的伸長量伸長量x，在坐標系中描寫實驗所測得的各組（，在坐標系中描寫實驗所測得的各組（x，F(xiàn)）對應(yīng)）對應(yīng)的點，用的點，用 的曲線連接起來，根據(jù)實驗所得的圖線，的曲線連接起來，根據(jù)實驗所得的圖線，就可探知彈力大小與伸長量間的關(guān)系。就可探知彈力大小與伸長量間的關(guān)系。彈簧伸長彈簧伸長所掛鉤碼的重力所掛鉤碼的重力平滑平滑五、胡克定律五、胡克定律： 實驗器材實驗器材 輕質(zhì)彈簧（一根），鉤碼（一輕質(zhì)彈簧（一根），鉤碼（一盒），刻度尺，鐵架臺，重垂線，盒），刻度尺，鐵架臺，重垂線，坐標紙，三角板坐標紙，三角板 實驗步驟實驗步

12、驟1、如圖所示，將鐵架臺放于桌面上（固定好），將彈簧的、如圖所示，將鐵架臺放于桌面上（固定好），將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在挨近彈簧處將刻度尺（最小一端固定于鐵架臺的橫梁上，在挨近彈簧處將刻度尺（最小分度為分度為mm）固定于鐵架臺上，并用）固定于鐵架臺上，并用 檢查刻度尺檢查刻度尺是否豎直。是否豎直。重垂線重垂線2、記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度、記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度L03、在彈簧下端掛上一個鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧下、在彈簧下端掛上一個鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧下端所對應(yīng)的刻度端所對應(yīng)的刻度L14、用上面方法，記下彈簧下端掛、用上面方法，記下彈簧下端掛2個、個

13、、3個、個、4個個 鉤碼鉤碼時，彈簧下端所對應(yīng)的刻度時，彈簧下端所對應(yīng)的刻度L2、L3、L4 ，并將所得數(shù)，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中據(jù)記錄在表格中5、用、用xn=LnL0計算出彈簧計算出彈簧掛掛1個、個、2個、個、3個個 鉤碼鉤碼時彈簧的伸長量，并根據(jù)當時彈簧的伸長量，并根據(jù)當?shù)刂亓铀俣戎档刂亓铀俣戎礸，計算出，計算出所掛鉤碼的總重力，這個總所掛鉤碼的總重力，這個總重力就等于重力就等于 的大的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格。小，將所得數(shù)據(jù)填入表格。彈簧彈力彈簧彈力6、根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，最好以彈簧彈力為縱坐標，、根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，最好以彈簧彈力為縱坐標，以彈簧的伸長量為橫坐標。

14、以彈簧的伸長量為橫坐標。7、按照圖中各點的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線、按照圖中各點的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線（包括直線）。所畫的點不一定正好都在這條曲線上，但要注（包括直線）。所畫的點不一定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致兩側(cè)的點數(shù)大致相同。相同。8、以彈簧的伸長為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試、以彈簧的伸長為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)。一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)。9、解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義。、解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義。實驗現(xiàn)象及注意事項實驗現(xiàn)象及注意事項1、隨著所掛鉤碼數(shù)量的

15、增多，彈簧會越來越長，實驗時，、隨著所掛鉤碼數(shù)量的增多，彈簧會越來越長，實驗時，彈簧下端所掛鉤碼不宜太多，以免超出彈簧的彈性限度。彈簧下端所掛鉤碼不宜太多，以免超出彈簧的彈性限度。2、在建立坐標系描點時，我們要探求的是彈簧的伸長量與、在建立坐標系描點時，我們要探求的是彈簧的伸長量與彈力大小的關(guān)系，而不是彈簧的總長度。彈力大小的關(guān)系，而不是彈簧的總長度。3、實驗中外力的大小（即鉤碼的重力）與彈力的大小是相、實驗中外力的大?。淬^碼的重力）與彈力的大小是相等的。等的。、測原長時必須把彈簧豎直掛起來、測原長時必須把彈簧豎直掛起來六、胡克定律小結(jié)六、胡克定律小結(jié)： 1 1、內(nèi)容、內(nèi)容： 彈簧發(fā)生彈性形

16、變時，彈力的大小跟彈簧伸長（或彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小跟彈簧伸長（或縮短）的長度縮短）的長度x x成正比。成正比。2 2、公式：、公式： F Fkx kx 其中：其中：kk彈簧的勁度系數(shù)彈簧的勁度系數(shù) ( (與彈簧的絲的粗細、材料、彈簧與彈簧的絲的粗細、材料、彈簧的直徑、繞法和長度等量有關(guān)的直徑、繞法和長度等量有關(guān)) ) 單位：牛每米，單位：牛每米， 符號符號N/mN/m xx形變量形變量, ,即為彈簧即為彈簧伸長（或縮短）伸長（或縮短）的長度。的長度。一根輕質(zhì)彈簧，當它受到一根輕質(zhì)彈簧，當它受到 10 N 的拉力時長度為的拉力時長度為 12 cm，當它受到，當它受到 25 N 的拉力時

17、長度為的拉力時長度為 15 cm，問彈簧不，問彈簧不受力時的自然長度為多少？該彈簧的勁度系數(shù)為多受力時的自然長度為多少？該彈簧的勁度系數(shù)為多少？少？ GA=100N，GB40N，彈簧的勁度系數(shù)為500N/m，不計繩重和摩擦，求：物體A對支持面的壓力和彈簧的伸長量。小結(jié)小結(jié)一、彈力產(chǎn)生條件：一、彈力產(chǎn)生條件： 直接接觸直接接觸 發(fā)生發(fā)生彈性形變彈性形變二、二、彈力方向彈力方向 1、壓力和支持力：、壓力和支持力： 方向都方向都垂直垂直于于接觸面接觸面指向被壓或被支持的物體。指向被壓或被支持的物體。 2、拉力：、拉力： 繩的拉力繩的拉力沿著繩沿著繩指向繩指向繩 收縮收縮的方向的方向三、彈力大?。喝椓Υ笮。?、彈簧彈力：胡克定律、彈簧彈力：胡克定律F k x 2、其它彈力：由物體受、其它彈力：由物體受其它力其它力和和運動狀態(tài)運動狀態(tài)求解求解v對于微小形變，用假設(shè)假設(shè)推理法A B光滑水平面并排放著靜止的木塊A、B假設(shè)A、B間有彈力以B為研究對象，B受力：GN地NABB不可能靜止，所以A、B間沒有彈力判