2018-2019學(xué)年高中物理人教必修一第三章相互作用3.2

第一頁，共117頁。第二頁，共117頁。1.彈性(tánxìng)形變和彈力:(1)形變:物體在力的作用下___________發(fā)生的改變。(2)彈性(tánxìng)形變:發(fā)生形變的受力物體在外力撤除后能夠_________的形變。體積(tǐjī)或形狀恢復(fù)原狀第三頁，共117頁。(3)彈性限度:超過一定的限度,撤去外力后形變物體不能完全_________。(4)彈力:由于要恢復(fù)原狀,發(fā)生_________的物體對與它接觸(jiēchù)的物體產(chǎn)生的作用力。恢復(fù)原狀彈性(tánxìng)形變第四頁，共117頁。2.幾種(jǐzhǒnɡ)彈力:(1)常見的三種彈力:第五頁，共117頁。圖甲中F1表示書對桌面的_____,F2表示桌面對書的_______;圖乙表示繩的拉力,又叫繩的_____。(2)常見彈力(tánlì)的方向:①壓力和支持力的方向都_____(選填“垂直〞或“不垂直〞)于物體的接觸面。②繩的張力沿著繩指向_______的方向。壓力(yālì)支持力張力(zhānglì)垂直繩收縮第六頁，共117頁。3.胡克定律:(1)內(nèi)容:彈簧發(fā)生彈性(tánxìng)形變時(shí),彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成_____。(2)公式:F=___,其中k為彈簧的_________,單位:________,符號____。正比(zhèngbǐ)kx勁度系數(shù)牛頓(niúdùn)/米N/m第七頁，共117頁。【預(yù)習(xí)自測】1.在圖中,A、B兩球間一定有彈力作用(zuòyòng)的是(都靜止)()第八頁，共117頁?！窘馕?jiěxī)】選B。在A、C選項(xiàng)中,假設(shè)A對B有彈力,那么彈力不能使B球靜止在原來的位置,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變,與球處于靜止?fàn)顟B(tài)不符,故A、C兩項(xiàng)中,A、B兩球間無彈力。而B選項(xiàng)中假設(shè)A球?qū)球無彈力,那么球B在重力與繩的拉力作用下不能繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài),故B選項(xiàng)中,A、B兩球間有彈力。選項(xiàng)D中A、B間不一定有彈力。第九頁，共117頁。2.(多項(xiàng)選擇)以下各圖中,P物體對Q物體的壓力的示意圖有明顯(míngxiǎn)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()第十頁，共117頁?！窘馕觥窟xB、C、D。P物體對Q物體的壓力,受力物體是Q,應(yīng)該將力F畫在受力物體Q上,應(yīng)選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;因?yàn)閴毫κ菑椓?tánlì),所以壓力的方向垂直于接觸面,應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤。第十一頁，共117頁。3.如下圖,玩具汽車停在模型橋面(qiáomiàn)上,以下說法正確的選項(xiàng)是()第十二頁，共117頁。A.模型橋受到向下(xiànɡxià)的彈力,是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變B.模型橋受到向上的彈力,是因?yàn)槠嚢l(fā)生了彈性形變C.汽車受到向上的彈力,是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變D.汽車受到向上的彈力,是因?yàn)槠嚢l(fā)生了彈性形變第十三頁，共117頁?！窘馕觥窟xC。模型橋受到向下的彈力,施力物體是汽車,汽車發(fā)生了彈性形變而對橋梁產(chǎn)生彈力,應(yīng)選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;汽車受到向上(xiàngshàng)的彈力,施力物體是橋梁,橋梁發(fā)生了彈性形變而對汽車產(chǎn)生彈力,應(yīng)選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。第十四頁，共117頁。主題一彈性形變(xíngbiàn)及彈力的產(chǎn)生【問題探究】第十五頁，共117頁。探究點(diǎn)1彈性形變(1)如圖甲所示,用力擠壓玻璃瓶身,細(xì)管中的水面會上升,松手后水面下降。細(xì)管中水面的變化說明了什么(shénme)?提示:甲圖中細(xì)管中水面的變化說明了玻璃瓶發(fā)生了形變。第十六頁，共117頁。(2)如圖乙所示,在一張大桌子上放兩個(gè)(liǎnɡɡè)平面鏡M和N,讓一束光依次被兩面鏡子反射,最后射到墻上,形成一個(gè)光點(diǎn)P。用力壓桌面,觀察到墻上光點(diǎn)的位置會發(fā)生變化。思考光點(diǎn)位置的變化說明了什么?提示:乙圖中當(dāng)力F增大時(shí),兩鏡面均向里傾斜,使入射角減小,經(jīng)兩次累積,使反射光線的反射角更小,光點(diǎn)P下移;同理,假設(shè)力F減小,光點(diǎn)P上移。光點(diǎn)位置的變化說明了桌面發(fā)生了形變。第十七頁，共117頁。(3)由上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明什么?任何物體在力的作用下,都會產(chǎn)生_____,只是有的形變_____,有的形變_______。上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均采用了“_______〞顯示(xiǎnshì)微小形變的原理。形變(xíngbiàn)明顯(míngxiǎn)不明顯放大法第十八頁，共117頁。探究(tànjiū)點(diǎn)2彈力的產(chǎn)生第十九頁，共117頁。(1)如圖甲所示:物體A、B并排靜止在光滑水平面上,A、B之間有彈力嗎?提示:在圖甲中,假設(shè)移走物體A,物體B仍然靜止,或者移走物體B,物體A仍然靜止,說明雖然(suīrán)A、B接觸,但相互之間沒有彈力的作用。第二十頁，共117頁。(2)如圖乙所示:光滑物體C、D疊放在光滑水平面上(miànshànɡ),處于靜止?fàn)顟B(tài),A、B之間有彈力嗎?提示:在圖乙中,如果將物體D快速撤出,物體C會立即下落,這說明D阻止了C的下落,說明C、D之間有彈力的作用。第二十一頁，共117頁。(3)如圖丙所示,在光滑水平面上,用力推動(dòng)小車向左壓彈簧,彈簧對小車有彈力作用(zuòyòng)嗎?提示:松手后,壓縮彈簧的小車被彈出,這說明彈簧對小車有彈力作用(zuòyòng)。第二十二頁，共117頁。(4)如圖丁所示,用力推動(dòng)小車向左壓橡皮泥,松手后橡皮泥對小車還有彈力作用(zuòyòng)嗎?提示:壓縮橡皮泥的小車不被彈出,這說明橡皮泥對小車沒有彈力作用(zuòyòng)。第二十三頁，共117頁。(5)彈簧和橡皮泥分別發(fā)生(fāshēng)的形變有什么特點(diǎn)?①彈簧形變的特點(diǎn)是:___________________________________________;②橡皮泥形變的特點(diǎn)是:_________________________________________________。彈簧形變后撤去外力(wàilì)能恢復(fù)原狀,屬于彈性(tánxìng)形變橡皮泥形變后撤去外力不能恢復(fù)原狀,屬于非彈性形變第二十四頁，共117頁。(6)從上述問題中,我們可以得出(déchū)彈力產(chǎn)生的條件是什么?產(chǎn)生彈力的條件:___________________________________。物體間直接接觸(jiēchù);接觸(jiēchù)處發(fā)生彈性形變(xíngbiàn)第二十五頁，共117頁?！咎骄靠偨Y(jié)】1.彈力產(chǎn)生(chǎnshēng)的條件:第二十六頁，共117頁。2.判斷(pànduàn)彈力是否存在的兩種方法:(1)定義法。根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接進(jìn)行判斷(pànduàn),如果具備彈力產(chǎn)生的“兩個(gè)條件〞,那么接觸面之間存在彈力,否那么,不存在彈力。第二十七頁，共117頁。(2)假設(shè)法。①假設(shè)無彈力:假設(shè)物體在某一接觸處不存在彈力,看物體是否在該位置(wèizhi)保持原來的狀態(tài),從而判斷物體在該處是否受到彈力作用。第二十八頁，共117頁。例如,如下圖,一球放在光滑的水平面AC上,并和光滑面AB接觸,球靜止,分析球所受的彈力。假設(shè)去掉AB面,球仍保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)(zhuàngtài),可判斷出在球與AB面的接觸處沒有彈力;假設(shè)去掉AC面,球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng),故在與AC面的接觸處受到彈力,其方向垂直于AC面豎直向上。第二十九頁，共117頁。②假設(shè)有彈力:就是假設(shè)與研究對象接觸的物體對研究對象施加了彈力,畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力圖,判斷受力情況與原來狀態(tài)是否矛盾(máodùn),假設(shè)矛盾(máodùn),那么不存在彈力,假設(shè)不矛盾(máodùn),那么此彈力存在。第三十頁，共117頁。【拓展延伸】用放大法觀察物體(wùtǐ)的微小形變(1)觀察圓玻璃瓶的微小形變。如下圖,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,玻璃瓶發(fā)生形變,容積減小,水受擠壓,細(xì)管中水面上升,松開手后,形變恢復(fù),水面落回原處。第三十一頁，共117頁。(2)觀察扁玻璃瓶的微小形變。將(1)中的圓玻璃瓶換成扁玻璃瓶,其橫截面為矩形,如圖甲所示,如果用手沿圖乙方向擠壓玻璃瓶,玻璃瓶發(fā)生形變,容積(róngjī)減小,可觀察到細(xì)管中水面上升;如果用手沿圖丙方向擠壓玻璃瓶,玻璃瓶發(fā)生形變,容積(róngjī)增大,可觀察到細(xì)管中水面下降,松手后,形變恢復(fù),水面回到原位置。第三十二頁，共117頁。(3)設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是放大法,在有些(yǒuxiē)現(xiàn)象、變化、待測量十分微小的情況下,往往采用放大法,物理學(xué)中不少重大發(fā)現(xiàn)利用了放大法。第三十三頁，共117頁?！镜淅痉丁咳缦聢D,水平地面(dìmiàn)OA和傾斜墻OB均光滑,球C與OA、OB均接觸,試分析接觸點(diǎn)a、b處有無彈力。第三十四頁，共117頁?！窘忸}指南】解答此題應(yīng)明確(míngquè)以下兩點(diǎn)(1)判斷a處時(shí),可假設(shè)a處無彈力。(2)判斷b處時(shí),可假設(shè)b處有彈力。第三十五頁，共117頁?！窘馕觥繉處,假設(shè)彈力不存在,球?qū)⒃谥亓ψ饔孟孪侣?而實(shí)際并未下落,說明(shuōmíng)a處有擠壓,有彈力;對b處,假設(shè)有彈力,球?qū)⑹艿揭粋€(gè)斜向右下方的彈力作用,在這個(gè)力的作用下,球?qū)⑾蛴疫\(yùn)動(dòng),而實(shí)際上球卻沒有向右運(yùn)動(dòng),說明(shuōmíng)b處無擠壓,沒有彈力。答案:a處有彈力,b處沒有彈力第三十六頁，共117頁。【探究訓(xùn)練】1.(2017·九江高一檢測)關(guān)于彈力的產(chǎn)生,以下說法正確的選項(xiàng)是()A.兩物體不接觸時(shí)也可能產(chǎn)生彈力B.只要兩物體相互吸引就一定(yīdìng)產(chǎn)生彈力C.只要兩物體發(fā)生形變就一定(yīdìng)有彈力產(chǎn)生D.只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力作用第三十七頁，共117頁。【解析】選D。彈力的產(chǎn)生條件(tiáojiàn)是接觸并發(fā)生彈性形變,二者缺一不可,故A、B、C錯(cuò),D正確。第三十八頁，共117頁。2.如下圖,用細(xì)繩懸掛的小球與光滑斜面相接觸,并保持靜止(jìngzhǐ),甲中細(xì)繩傾斜,乙中細(xì)繩呈豎直狀態(tài)。判斷圖甲、乙中小球是否受到斜面的彈力作用。第三十九頁，共117頁?！窘忸}(jiětí)指南】判斷彈力是否存在,當(dāng)形變明顯時(shí),可直接由彈力的產(chǎn)生條件進(jìn)行判斷,當(dāng)形變不明顯時(shí),可采用假設(shè)法、狀態(tài)法或替換法進(jìn)行判斷。第四十頁，共117頁?！窘馕觥拷夥ㄒ?假設(shè)法):假設(shè)兩圖中的斜面不存在,那么甲圖中小球無法在原位置保持靜止,乙圖中小球仍靜止,故甲圖中小球受到斜面的彈力(tánlì)作用,乙圖中小球不受斜面的彈力(tánlì)作用。第四十一頁，共117頁。解法二(狀態(tài)法):設(shè)兩圖中斜面均對小球有彈力作用,那么(nàme)甲圖中小球仍能保持靜止?fàn)顟B(tài),乙圖中小球不能保持靜止?fàn)顟B(tài),所以乙圖中小球不受斜面的彈力作用,甲圖中小球受到斜面的彈力作用。答案:甲圖中的小球受到斜面的彈力作用,乙圖中的小球不受斜面的彈力作用。第四十二頁，共117頁?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.一輛汽車停在水平地面上,以下說法正確(zhèngquè)的選項(xiàng)是()A.地面受到了向下的彈力,是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變;汽車沒有發(fā)生形變,所以汽車不受彈力B.地面受到了向下的彈力,是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變;汽車受到了向上的彈力,是因?yàn)檐囕喴舶l(fā)生了形變第四十三頁，共117頁。C.汽車受到向上(xiàngshàng)的彈力,是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變;地面受到向下的彈力,是因?yàn)槠嚢l(fā)生了形變D.以上說法都不正確第四十四頁，共117頁?！窘馕觥窟xC。汽車停在水平地面上,因?yàn)榈孛姘l(fā)生(fāshēng)了向下的形變,所以地面在恢復(fù)原狀時(shí)對與之接觸的車輪產(chǎn)生一個(gè)向上的彈力作用;因?yàn)槠嚨能囕啺l(fā)生(fāshēng)了向上的形變,所以車輪在恢復(fù)原狀時(shí)對與之接觸的地面產(chǎn)生一個(gè)向下的彈力作用,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。第四十五頁，共117頁。2.雜技演員具有高超(gāochāo)的技術(shù),如下圖,他能輕松地頂住從高處落下的缸,關(guān)于他頂缸時(shí)頭頂受到的壓力產(chǎn)生的直接原因是()A.缸的形變B.頭的形變C.物體受到的重力 D.人受到的重力第四十六頁，共117頁?！窘馕觥窟xA。頭頂受到的壓力的施力物體(wùtǐ)是缸,受力物體(wùtǐ)是頭頂,頭頂受到的壓力產(chǎn)生的直接原因是缸的形變,間接原因是缸受到的重力,A項(xiàng)正確。第四十七頁，共117頁。3.如下圖,將一個(gè)鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和口小底大的燒杯(shāobēi)中,鋼球在各容器的底部與側(cè)壁相接觸,處于靜止?fàn)顟B(tài)。假設(shè)鋼球和各容器都是光滑的,各容器的底部均處于水平面內(nèi),那么以下說法中正確的選項(xiàng)是()第四十八頁，共117頁。第四十九頁，共117頁。A.各容器的側(cè)壁對鋼球均無彈力作用B.各容器的側(cè)壁對鋼球均有彈力作用C.量杯的側(cè)壁對鋼球無彈力作用,其余(qíyú)兩種容器的側(cè)壁對鋼球均有彈力作用D.口大底小的普通茶杯的側(cè)壁對鋼球有彈力作用,其余(qíyú)兩種容器的側(cè)壁對鋼球均無彈力作用第五十頁，共117頁?！窘馕觥窟xA。彈力產(chǎn)生的條件是兩物體直接接觸且發(fā)生彈性(tánxìng)形變。鋼球與容器的側(cè)壁接觸,是否有彈力作用,就看接觸處是否發(fā)生彈性(tánxìng)形變,但微小形變難以覺察,可借助假設(shè)法判斷。假設(shè)容器側(cè)壁對鋼球無彈力作用,那么鋼球受重力和容器底部對它的支持力作用,鋼球仍將處于靜止?fàn)顟B(tài),故鋼球與容器側(cè)壁雖然接觸但沒有發(fā)生彈性(tánxìng)形變,容器側(cè)壁對鋼球無彈力作用的假設(shè)成立。第五十一頁，共117頁。我們也可以假設(shè)(jiǎshè)容器側(cè)壁對鋼球有彈力作用,作出各容器中鋼球的受力示意圖如下圖,可見三種情況均與鋼球靜止的題設(shè)條件相矛盾,所以原假設(shè)(jiǎshè)不成立,各容器的側(cè)壁對鋼球均無彈力作用。故A對。第五十二頁，共117頁。4.足球運(yùn)動(dòng)是目前全球(quánqiú)體育界最具影響力的工程之一,深受青少年喜愛。如下圖為四種與足球有關(guān)的情景。以下說法正確的選項(xiàng)是()第五十三頁，共117頁。A.甲圖中,靜止在草地(cǎodì)上的足球受到的彈力就是它的重力B.乙圖中,靜止在光滑水平地面上的兩個(gè)足球由于接觸而受到相互作用的彈力C.丙圖中,踩在腳下且靜止在水平草地(cǎodì)上的足球可能受到3個(gè)力的作用D.丁圖中,落在球網(wǎng)中的足球受到彈力是由于足球發(fā)生了形變第五十四頁，共117頁?！窘馕觥窟xC。靜止在草地上的足球受到的彈力是地面對球的向上的力,受到的重力是地球?qū)η虻南蛳碌牧?選項(xiàng)A錯(cuò)誤。靜止在光滑水平面上的兩個(gè)足球間沒有(méiyǒu)相互作用的彈力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。踩在腳下的足球可能受重力,地面對它的彈力,腳對它的彈力三個(gè)力的作用,選項(xiàng)C正確。網(wǎng)中的足球受到彈力是由于網(wǎng)發(fā)生了形變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。第五十五頁，共117頁。主題二彈力的方向(fāngxiàng)【問題探究】第五十六頁，共117頁。探究點(diǎn)1面—面接觸中彈力的方向(1)如圖甲所示,把裝有水的瓶子放在桌面(zhuōmiàn)上。瓶子受到的彈力是由哪個(gè)物體發(fā)生形變而產(chǎn)生的?方向如何?提示:瓶子受到的彈力是桌面(zhuōmiàn)發(fā)生形變而產(chǎn)生的,方向豎直向上。第五十七頁，共117頁。(2)桌面受到的彈力是由哪個(gè)(nǎge)物體發(fā)生形變而產(chǎn)生的?方向如何?試在圖中分別畫出。提示:桌面受到的彈力是瓶子發(fā)生形變而產(chǎn)生的,方向豎直向下,力的示意圖如下圖。第五十八頁，共117頁。探究點(diǎn)2彈簧彈力的方向(1)如圖乙、丙所示,在彈簧下端和彈簧上端分別固定物塊m,都處于(chǔyú)靜止?fàn)顟B(tài)。乙圖中彈簧對物塊的彈力沿什么方向?提示:乙圖中彈簧被拉伸,所以彈簧彈力方向豎直向上,指向彈簧收縮的方向。第五十九頁，共117頁。(2)丙圖中彈簧對物塊的彈力沿什么方向?提示(tíshì):丙圖中彈簧被壓縮,所以彈簧彈力方向豎直向上,背離彈簧壓縮的方向。第六十頁，共117頁。(3)由此能得到彈簧彈力方向與形變(xíngbiàn)方向有何關(guān)系?由此可知彈簧彈力方向與形變(xíngbiàn)方向_____。相反(xiāngfǎn)第六十一頁，共117頁。探究點(diǎn)3輕桿中的彈力方向丁圖中三個(gè)重物均靜止,那么桿A、B、C的彈力方向如何?請分析并畫出彈力的示意圖。提示:丁圖中A桿給重物的彈力F類同于繩子的作用,為拉力(lālì),方向沿桿向上,如圖a所示;丁圖中B桿給重物的彈力F類同于支持力,方向沿桿向上,如圖b所示;丁圖中C桿給重物的彈力F并不沿著桿,根據(jù)二力平衡判斷出F的方向應(yīng)豎直向上,如圖c所示。第六十二頁，共117頁。第六十三頁，共117頁?！咎骄靠偨Y(jié)(zǒngjié)】1.幾種常見彈力的方向:類型方向示意圖接觸方式面與面垂直公共接觸面指向被支持物體第六十四頁，共117頁。類型方向示意圖接觸方式點(diǎn)與面過點(diǎn)垂直于面指向被支持物體點(diǎn)與點(diǎn)垂直于公共切面指向受力物體且力的作用線一定過球(圓)心第六十五頁，共117頁。類型方向示意圖輕繩沿繩收縮方向第六十六頁，共117頁。類型方向示意圖輕桿可沿桿可不沿桿第六十七頁，共117頁。類型方向示意圖輕彈簧沿彈簧形變的反方向第六十八頁，共117頁。2.判斷彈力方向的一般步驟:(1)判定(pàndìng)物體之間彈力作用的類型。(2)判定(pàndìng)產(chǎn)生彈力的物體。(3)判定(pàndìng)物體形變的方向。(4)判定(pàndìng)物體產(chǎn)生的彈力方向。第六十九頁，共117頁?！镜淅痉丁空?jiān)趫D中畫出桿或球所受的彈力。(a)桿靠在墻上。(b)桿放在半球形的槽中。(c)球用細(xì)線懸掛在豎直墻上。(d)點(diǎn)1、2、3都可能是球的重心位置(wèizhi),點(diǎn)2是球心,1、2、3點(diǎn)在同一豎直線上。第七十頁，共117頁。第七十一頁，共117頁?！窘忸}指南】解答此題時(shí)應(yīng)明確以下三點(diǎn):(1)假設(shè)為面面(或曲面(qūmiàn))接觸,彈力垂直于面。(2)繩上彈力沿繩并指向繩收縮方向。(3)與球面接觸的彈力方向延長線或反向延長線過球心。第七十二頁，共117頁?！窘馕觥看祟}考查對彈力方向的判定,關(guān)鍵是熟悉各種接觸中的彈力方向。(a)桿在重力作用下對A、B兩處都產(chǎn)生擠壓(jǐyā)作用,故A、B兩處對桿都有彈力,彈力方向與接觸點(diǎn)的平面垂直。如圖甲所示。(b)桿對C、D兩處都有擠壓(jǐyā)作用,因C處為曲面,D處為支撐點(diǎn),所以C處彈力垂直于其切面指向球心,D處彈力垂直于桿斜向上。如圖乙所示。第七十三頁，共117頁。(c)球擠壓墻壁且拉緊繩子,所以墻對球的彈力與墻面垂直;繩子對球的彈力沿繩子斜向上。如圖丙所示。(d)當(dāng)重心不在球心處時(shí),彈力作用也必通過球心O,如圖丁所示。應(yīng)注意(zhùyì)不要錯(cuò)誤地認(rèn)為彈力作用線必定通過球的重心。第七十四頁，共117頁。答案(dáàn):見解析圖第七十五頁，共117頁?！疽?guī)律方法】作受力圖時(shí)確定彈力的方向的四種情形(1)假設(shè)接觸面之一為平面,那么彈力一定(yīdìng)垂直于該平面。(2)假設(shè)接觸面之一為球面,那么彈力一定(yīdìng)過球心。(3)假設(shè)接觸面之一為曲面,那么彈力一定(yīdìng)垂直于過接觸點(diǎn)的切面。(4)假設(shè)接觸處之一為一直線,那么彈力一定(yīdìng)垂直于該直線。第七十六頁，共117頁?！咎骄?tànjiū)訓(xùn)練】1.(2017·孝感高一檢測)在立起一根木棍的過程中要經(jīng)過如下圖的位置,此時(shí)地面對木棍的彈力方向是圖中的()1的方向2的方向3的方向 4的方向第七十七頁，共117頁?！窘馕觥窟xB。此題屬于點(diǎn)面接觸,彈力方向垂直于接觸面指向被支持的物體,所以(suǒyǐ)地面給木棍的彈力的方向正確的選項(xiàng)是F2。第七十八頁，共117頁。2.畫出圖中物體(wùtǐ)A和B所受重力、彈力的示意圖。(各接觸面均光滑,各物體(wùtǐ)均靜止)第七十九頁，共117頁?！窘馕觥扛鲌D中A、B受力如下(rúxià)圖答案:見解析第八十頁，共117頁?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.在圖中,物體A處于(chǔyú)靜止?fàn)顟B(tài),請畫出各圖中物體A所受的彈力。第八十一頁，共117頁。【解析】彈力(tánlì)的方向垂直于接觸面。物體A受到的彈力(tánlì)如下圖答案:見解析第八十二頁，共117頁。2.如下圖,光滑但質(zhì)量分布(fēnbù)不均的小球的球心在O點(diǎn),重心在P點(diǎn),小球靜止在豎直墻和桌邊之間,試畫出小球所受彈力。第八十三頁，共117頁?！窘馕觥看祟}考查彈力的方向。由于彈力的方向總是垂直于接觸面,在A點(diǎn)彈力F1應(yīng)該垂直于球面,所以沿半徑(bànjìng)方向指向球心O;在B點(diǎn)彈力F2應(yīng)該垂直于墻面,因此也沿半徑(bànjìng)指向球心O。彈力必須指向球心,而不一定指向重心,又由于F1、F2、G為共點(diǎn)力,重力的作用線必須經(jīng)過O點(diǎn),因此P和O必在同一豎直線上。第八十四頁，共117頁。答案(dáàn):如下圖第八十五頁，共117頁。主題(zhǔtí)三胡克定律【問題探究】第八十六頁，共117頁。1.圖甲表示彈簧處于原長狀態(tài)。圖乙表示彈簧處于拉伸狀態(tài)。圖丙表示彈簧處于壓縮狀態(tài)。請結(jié)合甲、乙、丙圖分析在公式F=kx中,x表示的是彈簧的長度嗎?假設(shè)(jiǎshè)不是,它表示什么意義?圖甲中彈簧的原長為l0;圖乙中在拉力F的作用下彈簧的長度為l1;圖丙中在壓力F′的作用下,彈簧的長度為l2,那么F和F′分別等于多少?第八十七頁，共117頁。提示:x表示的是彈簧伸長的長度或縮短(suōduǎn)的長度,而不是彈簧的長度,圖乙中彈簧伸長量為(l1-l0),圖丙中彈簧壓縮量為(l0-l2),所以F=k(l1-l0),F′=k(l0-l2)。第八十八頁，共117頁。2.彈簧彈力的變化量ΔF與形變量的變化量Δx是否也成正比關(guān)系?試證明。提示(tíshì):成正比。由于F1=kx1,F2=kx2,故ΔF=F2-F1=kx2-kx1=k(x2-x1)=kΔx,所以彈簧的彈力的變化量ΔF與形變量的變化量Δx也成正比。第八十九頁，共117頁。3.假設(shè)以彈力和彈簧形變量分別(fēnbié)作為縱軸和橫軸建立F-x圖象,圖象的斜率表示什么物理意義?如果彈簧1、2的F-x圖象如下圖,哪根彈簧的勁度系數(shù)較大?第九十頁，共117頁。提示:由胡克定律F=kx可得k=,所以F-x圖象的斜率表示(biǎoshì)彈簧的勁度系數(shù),斜率越大,勁度系數(shù)越大,彈簧越硬。由圖可知:圖象1的斜率較大,所以彈簧1的勁度系數(shù)較大。第九十一頁，共117頁?！咎骄?tànjiū)總結(jié)】1.定律的適用條件:彈簧發(fā)生彈性形變且必須在彈性限度內(nèi)。2.表達(dá)式中的x的意義:彈簧的形變量,即彈簧伸長或縮短的長度,而不是彈簧的原長,也不是彈簧形變后的實(shí)際長度,同一彈簧伸長或壓縮相同長度時(shí),彈力大小相等,但方向不同。第九十二頁，共117頁。3.表達(dá)式中的k的意義:彈簧的勁度系數(shù),它反映了彈簧的“軟〞“硬〞程度,是由彈簧本身的性質(zhì)(材料、長度、粗細(xì)等)決定(juédìng)的。在國際單位制中k的單位為“N/m〞。4.單位應(yīng)用:由于彈簧的形變量x通常以“cm〞為單位,而勁度系數(shù)k又往往以“N/m〞為單位,因而在應(yīng)用公式時(shí)要注意將各物理量的單位統(tǒng)一為國際單位制。第九十三頁，共117頁。圖象,根據(jù)胡克定律,可作出彈力F與形變量x的圖象,如下圖,這是一條通過(tōngguò)原點(diǎn)的傾斜直線,其斜率(=)反映了k的大小,故胡克定律還可寫成ΔF=kΔx,即彈力的變化量ΔF跟彈簧形變量的變化量Δx成正比。第九十四頁，共117頁。第九十五頁，共117頁。【典例示范】(2017·蘇州高一檢測)如下圖為一輕質(zhì)彈簧的長度l和彈力F大小(dàxiǎo)的關(guān)系圖象,試由圖象確定:(1)彈簧的原長。(2)彈簧的勁度系數(shù)。(3)彈簧伸長10cm時(shí),其彈力的大小(dàxiǎo)。第九十六頁，共117頁?！窘忸}指南】解答此題時(shí)應(yīng)明確以下兩點(diǎn):(1)F-l圖象中l(wèi)的意義(yìyì)。(2)圖線的斜率在數(shù)值上等于彈簧的勁度系數(shù)。第九十七頁，共117頁?！窘馕觥?1)由圖知,當(dāng)彈簧長度(chángdù)為10cm時(shí),彈力F=0,故彈簧的原長l0=10cm。(2)由圖可知,當(dāng)彈力的變化量ΔF=10N時(shí),彈簧長度(chángdù)的變化量Δx=5cm=0.05m,由ΔF=k·Δx得k==200N/m。(3)當(dāng)x=10cm=0.1m時(shí),由F=kx得F=200×0.1N=20N。答案:(1)10cm(2)200N/m(3)20N第九十八頁，共117頁?！疽?guī)律方法】彈力大小的計(jì)算(1)公式法:用F=kx計(jì)算(適用于彈簧(tánhuáng)類彈性物體彈力的計(jì)算)。(2)平衡法:如懸掛在豎直細(xì)繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),物體受繩豎直向上的拉力和豎直向下的重力作用。根據(jù)二力平衡得到繩的拉力大小等于物體重力的大小。第九十九頁，共117頁?！咎骄坑?xùn)練】1.(多項(xiàng)選擇)關(guān)于胡克定律的以下說法,正確的選項(xiàng)是()A.拉力相同、伸長也相同的彈簧,它們的勁度系數(shù)相同B.勁度系數(shù)相同的彈簧,彈簧的伸長相同C.知道彈簧的勁度系數(shù),就可以算出任何拉力下的彈簧伸長D.勁度系數(shù)和拉力、伸長沒有關(guān)系,它只取決于彈簧的材料(cáiliào)、長短、彈簧絲的粗細(xì)第一百頁，共117頁?！窘馕觥窟xA、D。根據(jù)胡克定律可知選項(xiàng)A正確;勁度系數(shù)相同,如果彈力不同,其伸長量不同,應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤;如果超出了彈性限度,胡克定律不成立(chénglì),這時(shí)就無法求出伸長量,應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤;彈簧的勁度系數(shù)由彈簧本身的材料、長短、彈簧絲的粗細(xì)來決定,與外界因素?zé)o關(guān),應(yīng)選項(xiàng)D正確。第一百零一頁，共117頁。2.(2016·江蘇高考)一輕質(zhì)彈簧原長為8cm,在4N的拉力作用下伸長(shēnchánɡ)了2cm,彈簧未超出彈性限度。那么該彈簧的勁度系數(shù)為()A.40m/N B.40N/mC.200m/N D.200N/m【解析】選D。根據(jù)胡克定律F=kΔx解得k=200N/m。第一百零二頁，共117頁?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.以下圖象(túxiànɡ)中,正確反映彈力F與彈簧伸長量ΔL的關(guān)系(設(shè)在彈性限度內(nèi))的是()第一百零三頁，共11