高中物理必修第三章第一節(jié)《探究形變與彈力的關(guān)系探究形變與彈力的關(guān)系》

1、第三章第三章 第一節(jié)第一節(jié)探究形變與彈力的關(guān)系探究形變與彈力的關(guān)系請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本P50-51頁(yè)，回答以下問(wèn)題：頁(yè)，回答以下問(wèn)題： 1、什么叫形變？、什么叫形變？ 2、按形變方式分，形變可分為哪幾種？、按形變方式分，形變可分為哪幾種？ 3、有些形變很明顯，有些形變很微小，我們、有些形變很明顯，有些形變很微小，我們 怎么才能觀察到微小形變？怎么才能觀察到微小形變？ 4、什么叫彈性？、什么叫彈性？ 5、什么叫彈性形變？、什么叫彈性形變？ 6、什么叫做彈性限度？、什么叫做彈性限度？一一. .認(rèn)識(shí)形變認(rèn)識(shí)形變1.形變形變-物體物體形狀或體積形狀或體積發(fā)生發(fā)生變化變化. 形變產(chǎn)生原因形變

2、產(chǎn)生原因2. 分類分類: (1) 按形式分按形式分壓縮壓縮形變形變彎曲彎曲形變形變扭曲扭曲形變形變拉伸拉伸形變形變3. 形變的觀察形變的觀察: 明顯形變明顯形變: 肉眼可直接觀察到肉眼可直接觀察到; 微小形變微小形變:儀器儀器“放大放大” 法法說(shuō)明：說(shuō)明：在外力的作用下，任何物體都能發(fā)生形變?cè)谕饬Φ淖饔孟拢魏挝矬w都能發(fā)生形變通過(guò)光線通過(guò)光線“放大放大”形形變變通過(guò)液柱高度變化通過(guò)液柱高度變化“放大放大”形形變變2、上海東方明珠塔、上海東方明珠塔468m3、上海環(huán)球中心、上海環(huán)球中心492m5、上海金茂大廈、上海金茂大廈420.5m1、上海中心大廈、上海中心大廈580m http:/ 508m

3、 金茂大廈（Jin Mao Tower），又稱金茂大樓，位于上海浦東新區(qū)黃浦江畔的陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，樓高420.5米，目前是上海第3高的摩天大樓（截至2013年）、中國(guó)大陸第5高樓。二二. . 彈性與彈性限度彈性與彈性限度1. 彈性彈性(elastic)- 物體發(fā)生形變后物體發(fā)生形變后,具有具有恢復(fù)原狀恢復(fù)原狀的性的性質(zhì)質(zhì).2. 彈性形變彈性形變- 外力撤去后外力撤去后,物體能物體能完全恢復(fù)原狀完全恢復(fù)原狀的形變的形變.4. 形變形變 彈性形變彈性形變非非彈性形變彈性形變(塑性形變塑性形變)(2) 按性質(zhì)分按性質(zhì)分三.探究彈力探究彈力 探究活動(dòng)：感受尺子對(duì)手的作用力。探究活動(dòng)：感受尺子對(duì)手的作

4、用力。思考：尺子為什么會(huì)有這個(gè)力呢？思考：尺子為什么會(huì)有這個(gè)力呢？分析：尺子發(fā)生彈性形變，它分析：尺子發(fā)生彈性形變，它“想想”恢復(fù)恢復(fù)原來(lái)形狀，所以會(huì)對(duì)手產(chǎn)生向上的力。原來(lái)形狀，所以會(huì)對(duì)手產(chǎn)生向上的力。1. 彈力彈力(elastic force ) 產(chǎn)生形變產(chǎn)生形變的物體由的物體由于要恢復(fù)原狀于要恢復(fù)原狀,會(huì)對(duì)會(huì)對(duì)與他接觸的物體與他接觸的物體產(chǎn)生力的作產(chǎn)生力的作用用, 這種力稱為彈力這種力稱為彈力.2. 彈力產(chǎn)生的條件彈力產(chǎn)生的條件:相互接觸相互接觸產(chǎn)生彈性形變產(chǎn)生彈性形變物體受到壓迫，產(chǎn)生形變，它要反抗，就對(duì)接觸的物體產(chǎn)生彈力。物體受到壓迫，產(chǎn)生形變，它要反抗，就對(duì)接觸的物體產(chǎn)生彈力。3.

5、.彈力的方向彈力的方向: :桌子受到了書(shū)的擠壓，產(chǎn)生形變，桌子受到了書(shū)的擠壓，產(chǎn)生形變，桌子要恢復(fù)原狀，對(duì)書(shū)進(jìn)行反抗，桌子要恢復(fù)原狀，對(duì)書(shū)進(jìn)行反抗，產(chǎn)生一個(gè)向上的彈力，這就是桌子對(duì)書(shū)的產(chǎn)生一個(gè)向上的彈力，這就是桌子對(duì)書(shū)的支持力支持力。誰(shuí)受到壓迫？誰(shuí)受到壓迫？怎么反抗？怎么反抗？反抗的效果？反抗的效果？支持力的方向支持力的方向:垂直于接觸面指向被支持的物體。垂直于接觸面指向被支持的物體。FN反過(guò)來(lái)，力的作用是相互的，桌子受到書(shū)的擠反過(guò)來(lái)，力的作用是相互的，桌子受到書(shū)的擠壓，書(shū)有沒(méi)有受到桌子的擠壓呢？壓，書(shū)有沒(méi)有受到桌子的擠壓呢？ 誰(shuí)受到壓迫？誰(shuí)受到壓迫？ 怎么反抗？怎么反抗？ 反抗的效果？反抗的

6、效果？書(shū)受到桌子的擠壓書(shū)受到桌子的擠壓書(shū)要恢復(fù)原狀書(shū)要恢復(fù)原狀書(shū)對(duì)桌子產(chǎn)生向下的書(shū)對(duì)桌子產(chǎn)生向下的壓力壓力壓力的方向：壓力的方向：垂直于接觸面指向被壓的物體。垂直于接觸面指向被壓的物體。FN繩子受到日光燈的拉伸，產(chǎn)生形變。繩子受到日光燈的拉伸，產(chǎn)生形變。誰(shuí)受到壓迫？誰(shuí)受到壓迫？怎么反抗？怎么反抗？反抗的效果？反抗的效果？繩子對(duì)日光燈產(chǎn)生向上的拉力繩子對(duì)日光燈產(chǎn)生向上的拉力拉力的方向：沿繩子而指向繩子收縮的方向拉力的方向：沿繩子而指向繩子收縮的方向繩子受到日光燈的拉伸繩子受到日光燈的拉伸繩子要恢復(fù)原狀，向上收縮繩子要恢復(fù)原狀，向上收縮FN支持力的方向支持力的方向:垂直于接觸面指向被支持的物體。垂

7、直于接觸面指向被支持的物體。壓力的方向：垂直于接觸面指向被壓的物體。壓力的方向：垂直于接觸面指向被壓的物體。拉力的方向：沿繩子而指向繩子收縮的方向拉力的方向：沿繩子而指向繩子收縮的方向（注意：接觸面可以是（注意：接觸面可以是“點(diǎn)線點(diǎn)線接觸接觸”、“點(diǎn)面點(diǎn)面接觸接觸”、“點(diǎn)與弧面點(diǎn)與弧面接觸接觸”、所以均與過(guò)接觸點(diǎn)的、所以均與過(guò)接觸點(diǎn)的“切線切線”或或“切切面面”垂直。）垂直。）例：分別畫(huà)出靜止的例：分別畫(huà)出靜止的A物體受到的彈力（所有接觸面都是光滑的）物體受到的彈力（所有接觸面都是光滑的）AAAA、平面和平面接觸：彈力與平面垂直、平面和平面接觸：彈力與平面垂直B、點(diǎn)與平面接觸：彈力通過(guò)接觸點(diǎn)垂

8、直于平面、點(diǎn)與平面接觸：彈力通過(guò)接觸點(diǎn)垂直于平面C、繩子的拉力：沿繩子收縮的方向繩子的拉力：沿繩子收縮的方向FNFNF2F1FN例：一汽車停放在水平地面上，下列例：一汽車停放在水平地面上，下列說(shuō)法正確的是（說(shuō)法正確的是（ ）A、汽車受到向上的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了、汽車受到向上的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了 向上的形變。向上的形變。B、汽車受到向上的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了、汽車受到向上的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了 向下的形變。向下的形變。C、地面受到向下的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了、地面受到向下的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了 向上的形變。向上的形變。D、地面受到向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了、地面受到向下的彈力，是

9、因?yàn)榈孛姘l(fā)生了 向下的形變。向下的形變。BC練習(xí)鞏固練習(xí)鞏固: : 1. 下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是: A. 物體在外力作用下發(fā)生的形變一定都是彈性形物體在外力作用下發(fā)生的形變一定都是彈性形變變. B. 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. C. 只要兩物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生只要兩物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生. D. 只有發(fā)生彈性形變的物體才有彈力產(chǎn)生只有發(fā)生彈性形變的物體才有彈力產(chǎn)生.(D)彈力的方向：垂直于接觸面(直面 或 切面) 面面接觸面面接觸點(diǎn)面接觸點(diǎn)面接觸點(diǎn)曲面接觸點(diǎn)曲面接觸點(diǎn)與直面接觸點(diǎn)與直面接觸點(diǎn)與點(diǎn)接觸點(diǎn)與點(diǎn)接觸畫(huà)出彈力方向的例子球受到的彈力

10、0注意： 彈力是誰(shuí)給的？！彈力存在的判斷彈力存在的判斷: :移物法即假設(shè)法移物法即假設(shè)法圖圖 1616答案如圖所示 實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)與探究“探究探究形變形變與與彈力彈力的關(guān)系的關(guān)系”4. 彈力的大小彈力的大小: 彈力的大小與形變的大小有關(guān)彈力的大小與形變的大小有關(guān): 形變形變?cè)酱笤酱? 彈力彈力越大越大; 形變形變消失消失, 彈力彈力消失消失. (1) 形變的測(cè)量形變的測(cè)量0LLx0 xLL形變F-拉力拉力G-重力重力即即: 彈簧對(duì)物體的彈簧對(duì)物體的彈力大小等于彈力大小等于物體的物體的 重力大小重力大小. 當(dāng)物體靜止時(shí)當(dāng)物體靜止時(shí), 根據(jù)根據(jù)二力平衡條件二力平衡條件, 得得: F=G=mg(2)

11、 彈力的測(cè)量彈力的測(cè)量4彈力的大小 (3) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)物體重力物體重力 G/N彈簧長(zhǎng)度彈簧長(zhǎng)度 L/cm彈簧伸長(zhǎng)量彈簧伸長(zhǎng)量 x/cm 彈力大小彈力大小 F/N12345彈簧原長(zhǎng)彈簧原長(zhǎng): L0 = cm(4) 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理計(jì)算法計(jì)算法: 求比值等求比值等圖象法圖象法: 建立建立F-x圖象圖象胡克定律胡克定律 (Hookes law): 在在彈性限度彈性限度內(nèi)內(nèi),彈簧彈彈簧彈力力F的大小與彈簧的伸長(zhǎng)的大小與彈簧的伸長(zhǎng)(或縮短或縮短)量量 x 成成正比正比. 即即: F = kx k-彈簧的彈簧的勁度系數(shù)勁度系數(shù); 單位單位: N / m , “牛頓每米牛頓

12、每米” 不同的彈簧不同的彈簧, 其勁度系數(shù)不同其勁度系數(shù)不同 ,即即K 值值 不同不同 .F = kx例題：一根輕質(zhì)彈簧，當(dāng)受到一個(gè)大小為例題：一根輕質(zhì)彈簧，當(dāng)受到一個(gè)大小為16N的拉力的拉力作用時(shí)，該彈簧的伸長(zhǎng)量是作用時(shí)，該彈簧的伸長(zhǎng)量是4 cm。該彈簧的勁度系數(shù)。該彈簧的勁度系數(shù)是多大？如果彈簧的原長(zhǎng)是是多大？如果彈簧的原長(zhǎng)是10cm，當(dāng)受到，當(dāng)受到8N的壓力的壓力時(shí)，該彈簧將縮短到多少厘米？時(shí)，該彈簧將縮短到多少厘米？解：彈簧原長(zhǎng)L0=10cm， F1=16N， x1=4cm=0.04m， F2=8N(1)根據(jù)胡克定律：F= kx 可得 k= F1/ x1=16/(0.04) N/m=400N/m(2)根據(jù)胡克定律： F= kx可得 x2=F2/k=（8/400）m=0.02m=2cm 即彈簧縮短后的距離為L(zhǎng)2=L0 x2 =10cm2cm=8cm四四. . 小結(jié)小結(jié)五五. . 練習(xí)鞏固練習(xí)鞏固: : 1. 下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是: A.