高中物理人教必修一第3.課時 彈力解析版

1、第3.2課時 彈力一、彈性形變與彈力1形變與彈性形變（1）形變：物體在力的作用下_發(fā)生改變，叫做形變。（2）彈性形變：有些物體在形變后能夠_，這種形變叫做彈性形變。2彈力（1）概念：發(fā)生_的物體，由于要恢復(fù)_，對與它_物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。（2）彈性限度：當(dāng)形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體_，這個限度叫彈性限度。（3）彈力產(chǎn)生的條件：兩物體_。有_形變（接觸處有擠壓或拉伸）。二、常見的幾種彈力1常見彈力：平時所說的壓力、支持力和拉力都是彈力。繩中的彈力通常稱為_。2彈力的方向（1）壓力和支持力的方向_于物體的接觸面，指向被壓或被_的物體。（2）繩的拉力沿著繩而指向繩_的方向。

2、三、胡克定律1內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟_成正比。2表達(dá)式：F_，其中k為彈簧的_，單位：牛頓每米，符號_，它的大小反映了彈簧的軟硬程度。答案：形狀或體積 恢復(fù)原狀 彈性形變 原狀 接觸的 不能完全恢復(fù)原來的形狀 接觸 彈性張力 垂直 支持 收縮 彈簧伸長（或縮短）的長度x kx 勁度系數(shù) N/m考點一 彈性形變和彈力（1）彈性形變束在頭上的橡皮筋，凹陷的沙發(fā)，撥動的琴弦與原來的形狀是不同的，我們說它們發(fā)生了形變物體在力的作用下而發(fā)生的形狀或體積的改變叫形變形變包括兩方面，即形狀的改變和體積的改變形狀的改變：指受力時物體的外觀發(fā)生變化，如橡皮條拉緊時，由短變長；跳水館中的跳板本來

3、是水平伸直的，當(dāng)運(yùn)動員在上面跳時，平直的板跳變得彎曲；撐竿跳高時，運(yùn)動員手中的撐竿由直變彎體積的改變：指受力物體的體積發(fā)生變化如用力捏排球，排球的體積變小；用力壓海綿，海綿的體積變小彈性形變：有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀，如彈簧、橡皮筋等，這樣的形變叫做彈性形變彈力產(chǎn)生的條件：a兩物體間直接接觸；b接觸面發(fā)生彈性形變 （2）彈力彈力的概念：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀而對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力彈性限度：若物體形變過大，超過一定限度，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來的形狀這個限度叫彈性限度考點二 幾種常見彈力及彈力方向的判定幾種常見彈力方向的判斷情況如表所示：類型方向示

4、意圖說明接觸方式面與面垂直公共接觸面支持力、壓力一定垂直于接觸面指向被支持或被壓的物體，關(guān)鍵在于“面”的判斷點與面過點垂直于面點與點垂直于切面輕繩沿繩收縮方向輕繩、輕彈簧的彈力一定沿繩或彈簧方向，但注意彈簧可垃可支輕質(zhì)彈簧沿彈簧形變的反方向輕桿可沿桿輕桿彈力不一定沿桿方向，要依具體情形確定可不沿桿考點三 彈力大小和胡克定律（1）彈力的大小與物體的形變程度有關(guān)，形變量越大，產(chǎn)生彈力越大；形變量越小，產(chǎn)生的彈力越小，形變消失，彈力消失輕繩、輕彈簧內(nèi)部各處彈力大小相等（2）胡克定律內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長（或縮短）量x成正比公式：Fkx，式中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛頓每米

5、，符號是N/m圖象：根據(jù)胡克定律，彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用F-x圖象表示，如圖所示 這是一條通過原點的傾斜直線，其斜率利用F-x圖象，很容易得到胡克定律的另一種表達(dá)式：，是彈簧長度的變化量，是彈力的變化量（3）說明Fkx中的x是彈簧的形變量，是彈簧伸長（或縮短）的長度，而不是彈簧的總長度Fkx中的k是彈簧的勁度系數(shù)，它反映了彈簧的“軟”“硬”程度，大小由彈簧本身的性質(zhì)決定，與彈力大小無關(guān)，k大就是“硬”彈簧在應(yīng)用Fkx時，要把各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中（4）胡克定律只能計算輕彈簧的彈力，而其他的彈力與形變量間的關(guān)系比較復(fù)雜，要找其大小，只能依物體的受力及運(yùn)動狀態(tài)來確定1.已知甲、乙兩物

6、體之間有彈力的作用，那么下列說法中正確的是（）A.甲、乙兩物體一定直接接觸且都發(fā)生了彈性形變B.甲、乙兩物體一定直接接觸但不一定都發(fā)生彈性形變C.甲、乙兩物體不一定直接接觸但一定都發(fā)生彈性形變D.甲、乙兩物體不一定直接接觸也不一定都發(fā)生彈性形變【答案】A【解析】物體直接接觸且發(fā)生彈性形變，才能產(chǎn)生彈力.2.如圖所示，球A在斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于球A所受的彈力，以下說法正確的是（）A.球A僅受一個彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上B.球A受兩個彈力作用，一個水平向左，一個垂直斜面向下C.球A受兩個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上D.球A受三個彈力作用，一個水平向右，一個

7、重直斜面向上，一個豎直向下【答案】C【解析】由于球A對擋板和斜面接觸擠壓，擋板和斜面都產(chǎn)生彈性形變，它們對球A產(chǎn)生彈力，而且彈力的方向垂直于接觸面，所以擋板對球A的彈力方向水平向右，斜面對球A的彈力方向垂直于斜面向上.故球A受兩個彈力：一個水平向右，一個垂直斜面向上.3.在立起一根木棍的過程中要經(jīng)過如圖所示的位置，此時地面對木棍的彈力方向是圖中的（）A.F1的方向 B.F2的方向 C.F3的方向 D.F4的方向【答案】B【解析】點面接觸的彈力方向垂直于接觸面指向被支持的物體，所以地面施予木棍的彈力方向正確的是F2.4.在半球形光滑容器內(nèi)，放置一細(xì)桿，如圖所示，細(xì)桿與容器的接觸點分別為A、B兩點

8、，則容器上A、B兩點對細(xì)桿的作用力的方向分別為（）A.均豎直向上B.均指向球心C.A點處的彈力指向球心O，B點處的彈力豎直向上D.A點處的彈力指向球心O，B點處的彈力垂直于細(xì)桿向上【答案】D【解析】支持力、壓力的方向垂直于接觸面或其切面.在A點，桿的端點跟球面接觸，彈力的方向垂直于該處球面的切面，指向球心，而在B點，容器的邊緣跟桿的側(cè)面接觸，該處的支持力應(yīng)垂直于桿向上，選項D正確.5.如圖所示，一小球用兩根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩2恰好豎直，則小球所受彈力的個數(shù)是（）A.1個 B.2個 C.0個 D.3個【答案】A【解析】假設(shè)繩1對球有作用力，該作用力的方向斜向左上方，另外，球在

9、豎直方向上受重力和繩2的拉力，在這3個力的作用下球不可能保持平衡而靜止，所以繩1不可能對球施加拉力，則選項A正確.6.如圖所示，在粗糙的水平地面上有質(zhì)量為m的物體，連接在一勁度系數(shù)為k的彈簧上，物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)用一水平力F向右拉彈簧，使物體A做勻速直線運(yùn)動，則彈簧伸長的長度為（重力加速度為g）（）A. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè)彈簧伸長長度為x，由胡克定律和二力平衡得kxmg，所以x.故選項D正確. 7.（多選）玩具汽車停在模型橋面上，如圖所示，下列說法正確的是（）A.橋面受向下的彈力，是因為汽車發(fā)生了形變B.汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力C.汽車受向上的彈力，是

10、因為橋發(fā)生了彈性形變D.汽車受向上的彈力，是因為汽車發(fā)生了形變【答案】AC【解析】因為施力物體發(fā)生形變而產(chǎn)生彈力，故橋受向下的彈力是因為汽車發(fā)生了形變，汽車受到向上的彈力是因為橋發(fā)生了形變.8.（多選）關(guān)于胡克定律，下列說法中正確的是（）A.由Fkx可知，彈力F的大小與彈簧的長度x成正比B.由k可知，勁度系數(shù)k與彈力F成正比，與彈簧的長度形變量x成反比C.彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的，與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無關(guān)D.彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長（或縮短）單位長度時彈力的大小【答案】CD【解析】胡克定律Fkx中，x是彈簧伸長或縮短的長度；k是勁度系數(shù)，與彈簧本身的性質(zhì)

11、有關(guān)，與F、x均無關(guān).故選項A、B錯誤，C、D正確. 9.在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”時，某同學(xué)把兩根彈簧按如圖甲所示方式連接起來進(jìn)行探究. 甲 乙（1）某次測量示數(shù)如圖所示，則指針示數(shù)為_cm.（2）在彈性限度內(nèi)，將50 g的鉤碼逐個掛在彈簧下端，得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如表所示.用表中數(shù)據(jù)計算彈簧 的勁度系數(shù)為_N/m（重力加速度g10 m/s2）.由表中數(shù)據(jù)_（填“能”或“不能”）計算出彈簧 的勁度系數(shù).【答案】（1）16.00（2）12.50能【解析】（1）刻度尺最小分度為1 mm，讀數(shù)時需估讀到毫米下一位，故指針的示數(shù)為16.00 cm.（2）表中對LA的測量有四組數(shù)據(jù)，應(yīng)

12、采用逐差法計算增加一個鉤碼時彈簧增加的長度.L00.04m故k12.50N/m通過計算LBLA可得出A、B兩指針間的長度，進(jìn)而計算出增加一個鉤碼時彈簧增加的長度，從而計算出其勁度系數(shù).10.在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中，實驗裝置如圖所示.所掛鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右的恒定拉力.實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出相應(yīng)的彈簧總長度.（1）有一個同學(xué)通過以上實驗測量后，把6組數(shù)據(jù)描點在如圖所示坐標(biāo)系中，請作出F-L圖線.（2）由此圖線可得出該彈簧的原長L0_ cm，勁度系數(shù)k_ N/m.（3）試根據(jù)該同學(xué)以上的實驗

13、情況，幫助他設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格（不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù)）.（4）該同學(xué)實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較，優(yōu)點：_.缺點：_.【答案】（1）F-L圖線如圖所示：（2） 5 cm 20 N/m（3）（4）優(yōu)點：可以避免彈簧自身重力對實驗的影響缺點：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦?xí)斐蓪嶒炚`差【解析】（1）F-L圖線如圖所示：（2）彈簧的原長L0即彈力為零時彈簧的長度，由圖象可知，L05102m5 cm.勁度系數(shù)為圖象直線部分的斜率，k20 N/m.（3）記錄數(shù)據(jù)的表格如下表（4）優(yōu)點：可以避免彈簧自身重力對實驗的影響.缺點：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦?xí)斐蓪嶒炚`差.11.由實驗測得某彈簧所受彈力F和彈簧的長度L的關(guān)系圖象如圖所示，求：（1）該彈簧的原長為多少？（2）該彈簧的勁度系數(shù)為多少？【答案】（1）15 cm（2）500 N/m【