好彈力課件人教版必修

1.一條放在地面上長為L的柔軟勻質(zhì)粗繩,將其一端向上提至粗繩剛好離地時,它的重心位置升高了多少?長為L的均勻直鋼管平放在水平地面上,現(xiàn)抬起一端,使其與水平面成30°角時,它的重心位置升高了多少?【解析】勻質(zhì)粗繩放在地面上時重心在地面上,將它一端上提至下端剛要離地時,重心在高度,重心升高了均勻鋼管平放時重心在地面上,將其抬至與水平面成30°角時,重心即鋼管的中心上升×sin30°=答案：

2.（2011·寧波高一檢測）一橢圓形且質(zhì)量分布均勻的物體，半長軸長50cm，半短軸長20cm，開始時平放在水平面上如圖所示，若要將該物體在豎直面內(nèi)翻轉(zhuǎn)180°，翻轉(zhuǎn)過程中，重心最高上升了多少[半長軸（半短軸）為橢圓邊緣上兩點間最大（最小）距離的一半]？【解析】開始時，物體重心距地面為20cm，要翻轉(zhuǎn)物體，需將物體推過豎直位置，豎直位置時，物體重心距地面為50cm，所以重心最高上升了50cm-20cm=30cm.答案：30cm3.如果我們手中只有一把沒有刻度的直尺，那么怎樣確定如圖所示的規(guī)則的、質(zhì)量分布均勻的薄木板的重心位置？【解析】首先，設(shè)法將薄木板分成兩個規(guī)則的幾何形狀——矩形，然后分別找出每個矩形的重心，則整個板的重心一定在這兩個矩形重心的連線上，再設(shè)法找到另兩個矩形及其重心的連線，那么整個薄木板的重心位置就是這兩條連線的交點.如圖中C點就是薄木板的重心位置.

答案：見解析

第二節(jié)彈力形變：物體形狀或體積的改變把書放在桌子上，桌子會發(fā)生形變嗎？問：特點：1、任何物體都能發(fā)生變形2、有的形變明顯，有的形變極其微小鞏固：怎樣驗證用手壓玻璃瓶時，瓶會發(fā)生微小的變形觀察微小的形變形變的分類彈性變形非彈性變形(范性形變)彈性限度：如果形變過大，超過一定限度，物體的形狀將不能完全恢復(fù)，這個限度叫做彈性限度。彈力：1、拉滿的弓把箭射出去3、壓彎的撐桿把運動員彈起來2、跳水運動員被彎曲的跳板彈起形變的物體會怎樣？問：發(fā)生形變的物體要恢復(fù)原狀，對跟它接觸的物體產(chǎn)生力（彈力）書對桌FF桌對書壓力的方向垂直于支持面而指向被壓的物體，支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物體。彈力的方向F繩對燈燈對繩F繩的拉力是繩對所拉物體的彈力，方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。彈簧形變的觀察彈力的大小和什么有關(guān)？彈簧的伸長（縮短）越大，彈力越大；彈力的大小和形變有關(guān)，形變越大，彈力越大。形變消失，彈力隨之消失。形變概念特點分類彈力概念條件方向大小物體形狀或體積的改變1、任何物體都能發(fā)生變形2、有的形變明顯，有的極其微小彈性變形發(fā)生形變的物體要恢復(fù)原狀，對跟它接觸的物體產(chǎn)生的力1、直接接觸2、發(fā)生彈性形變壓力、支持力垂直、指向被壓（支持）物形變越大，彈力越大F=kx繩子繩子收縮的方向非彈性變形（范性形變）課堂小結(jié)一、彈力的產(chǎn)生和彈力有無的判斷方法方法能力拓展1．彈力的成因相互接觸的物體間不一定存在彈力,只有當(dāng)兩個物體相互擠壓或拉伸產(chǎn)生彈性形變時,由于物體要恢復(fù)原狀，才在接觸位置對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力.所以彈力產(chǎn)生的直接原因是由施力物體發(fā)生形變引起的.2.彈力產(chǎn)生的過程3．彈力有無的判斷方法（1）直接法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：①物體間相互接觸；②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）利用假設(shè)法判斷要判斷物體在某一接觸位置是否受彈力作用，可假設(shè)將在此處與物體接觸的物體去掉，看物體是否在該位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)，則說明物體間無彈力作用；否則有彈力作用.（4）利用力的作用效果分析如果相互接觸的物體間存在彈力，則必有相應(yīng)的作用效果，或平衡其他作用力或改變受力物體的運動狀態(tài)，可利用作用效果確定彈力的有無.判斷彈力有無時應(yīng)靈活選用判斷方法.當(dāng)直接法不易判斷時，可考慮運動狀態(tài)判斷法.（3）根據(jù)物體的運動狀態(tài)判斷看除了要研究的彈力外，物體所受的其他作用力與物體的運動狀態(tài)是否滿足相應(yīng)的規(guī)律（目前主要應(yīng)用二力平衡的規(guī)律），若滿足，則無彈力存在；若不滿足，則有彈力存在.【典例】判斷圖中小球是否受到彈力作用，若受到彈力，請指出其施力物體.【解題指導(dǎo)】若不易確定物體是否受彈力,可考慮利用假設(shè)法、效果法、運動狀態(tài)法進行判斷.【標準解答】用假設(shè)法來判斷小球是否受斜面的彈力，若將三個圖中的斜面去掉，則甲圖中小球無法在原位置靜止，乙和丙兩圖中小球仍靜止，所以，甲圖中小球受到斜面的彈力，施力物體是斜面，同時受細繩的彈力，施力物體是細繩；乙圖中小球只受到細繩的彈力，施力物體是細繩，不受斜面的彈力；丙圖中小球只受水平面的彈力，施力物體是水平面，不受斜面的彈力.【規(guī)律方法】判斷彈力有無的兩大誤區(qū)（1）誤認為只要有接觸一定存在彈力作用，而忽略了彈力產(chǎn)生的另一個條件——發(fā)生彈性形變.（2）誤認為有形變一定有彈力，忽略了彈性形變與范性形變(撤去外力后不能恢復(fù)原狀的形變)的區(qū)別.【變式訓(xùn)練】（2011·蚌埠高一檢測）下列關(guān)于彈力的幾種說法，其中正確的是（）A.只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力B.靜止在水平面上的物體所受重力就是它對水平面的壓力C.靜止在水平面上的物體受到向上的彈力是因為地面發(fā)生了形變D.只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生【解析】選C.兩物體接觸并發(fā)生彈性形變才產(chǎn)生彈力，A、D錯誤.靜止在水平面上的物體重力的施力物體是地球，受力物體是物體，而壓力的施力物體是該物體，受力物體是水平面，兩力不同，B錯誤，C正確.二、彈力方向的確定發(fā)生彈性形變的物體，由于恢復(fù)原狀產(chǎn)生彈力，所以彈力的方向由施力物體的形變的方向決定，彈力的方向總與施力物體形變的方向相反.幾種常見彈力的方向如下表

(1)一個物體對另一物體的作用力不一定垂直于接觸面，但一個物體對另一物體的支持力一定垂直于接觸面.(2)輕桿的彈力方向較為復(fù)雜,一般根據(jù)物體的運動狀態(tài)結(jié)合平衡條件確定輕桿的彈力方向.【典例】在半球形光滑容器內(nèi)放置一細桿，細桿與容器的接觸點分別為A、B兩點，如圖所示，容器上A、B兩點對細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桿向上【解題指導(dǎo)】求解此題應(yīng)把握以下三點：（1）容器上A、B兩點對細桿的彈力為支持力.（2）細桿與容器在A、B兩點均為點面接觸.（3）支持力的方向垂直支持面指向被支持的物體.【標準解答】選D.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；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，D正確，A、B、C錯誤.【規(guī)律方法】判斷彈力方向的步驟（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.【變式訓(xùn)練】畫出圖中物體所受彈力的示意圖，題圖中各接觸面均光滑，各物體均靜止.【解析】繩的彈力沿著繩指向繩收縮的方向，圖(a)中物塊與斜面之間是平面與平面接觸，支持力垂直于接觸面指向被支持的物體；圖(b)中球面與球面接觸，支持力的方向沿兩球心的連線指向小球.答案：見解析在如圖所示圖中畫出物體P受到的各接觸點或面對它的彈力的示意圖，其中甲、乙、丙中物體P處于靜止狀態(tài)，丁中物體P(即球)在水平面上勻速滾動．【精講精析】甲中屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上；乙中A點屬于點與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上，必過球心O，B點屬于點與桿相接觸，彈力應(yīng)垂直于桿斜向上；丙中A、B兩點都是球面與平面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且必過球心，所以A處彈力方向水平向右，B處彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心；丁中小球P不管運動與否，都屬于平面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且過球心，即向上．它們所受彈力的示意圖如圖3－2－7所示．圖3－2－7【答案】見精講精析變式訓(xùn)練2

按下列要求畫出圖3－2－8中物體所受彈力的示意圖．圖3－2－8要求：甲斜面對物塊的支持力．乙墻壁對球的支持力．丙大球球面對小球的支持力．解析：各物體所受支持力如圖所示．答案：見解析【變式備選】如圖所示，球A在斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止狀態(tài)，關(guān)于球A所受的彈力，以下說法正確的是（）A.A物體僅受一個彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上B.A物體受兩個彈力作用，一個水平向左，一個垂直斜面向下C.A物體受兩個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上D.A物體受三個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上，一個豎直向下【解析】選C.球A受重力豎直向下，與豎直擋板和斜面都有擠壓.斜面給它一個支持力，垂直斜面向上；擋板給它一個壓力，水平向右，故選項C正確.三、彈力大小的計算1.對于有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律計算，應(yīng)用F=kx時應(yīng)注意下列問題（1）彈簧發(fā)生形變時必須在彈性限度內(nèi).（2）x是彈簧的形變量，不是彈簧的原長，也不是彈簧形變后的實際長度.（3）F-x圖象中斜率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.（4）由于F1=kx1，F(xiàn)2=kx2，故ΔF=F2-F1=kx2-kx1=kΔx，因此，彈簧上彈力的變化量ΔF與形變量的變化量也成正比關(guān)系，即ΔF=kΔx.2.對于除彈簧外的其他彈性體的彈力大小的計算，一般要借助物體的運動狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解.比如懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止狀態(tài)時，物體受繩向上的拉力和豎直向下的重力作用，根據(jù)二力平衡，可知繩的拉力大小等于物體重力的大小.無論是應(yīng)用胡克定律計算彈簧的彈力大小還是判斷彈簧的彈力方向，都要注意彈簧是被拉伸，還是被壓縮.【解題指導(dǎo)】解答本題時可按以下思路分析：【標準解答】B彈簧彈力FB=mg,A彈簧彈力FA=2mg,若兩彈簧伸長量分別為xA、xB則FA=kxA

FB=kxB由題意：xA+xB+2l0=0.26m由以上各式可得：m=1kg答案：1kg【典例】如圖所示，A、B是兩個相同的輕彈簧，原長都是l0=10cm，勁度系數(shù)k=500N/m,如果圖中懸掛的兩個物體質(zhì)量均為m，現(xiàn)測得兩個彈簧的總長為26cm，則物體的質(zhì)量m是多少？（取g=10N/kg）【互動探究】若物體質(zhì)量均變?yōu)樵瓉淼膬杀?，彈簧總長為多少？【解析】由2mg=kxB′得xB′=0.04m由4mg=kxA′得xA′=0.08m所以此時兩彈簧總長2l0+xA′+xB′=32cm答案：32cm【典例】如圖所示，物體A和B的重力分別為10N和3N，不計彈簧測力計和細線的重力及一切摩擦，則彈簧測力計的示數(shù)為（）A.3NB.7NC.10ND.13N【解題指導(dǎo)】輕質(zhì)彈簧兩端所受拉力一定相等.【標準解答】選A.B物體對彈簧測力計的拉力為3N，由二力平衡知A對彈簧測力計的拉力為3N，故彈簧測力計的示數(shù)為3N，A正確.

彈簧彈力公式應(yīng)用錯誤如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2.上面的木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧.在這個過程中下面的木塊移動的距離為A.B.C.D.【正確解答】未提木塊之前，彈簧k2上彈力為（m1+m2）g，彈簧k2壓縮量為x2=（m1+m2）g/k2；當(dāng)上面的木塊被提離彈簧時，彈簧k2上彈力為m2g，彈簧k2的壓縮量為x2′=，所以下面木塊向上移動的距離為Δx=x2-x2′=.正確答案:C【易錯分析】對易錯選項及錯誤原因分析如下：1．關(guān)于彈性形變，下列說法正確的是（）A.物體形狀的改變叫彈性形變B.一根鋼筋用力彎折后的形變就是彈性形變C.物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原來形狀的形變，叫彈性形變D.物體在外力停止作用后的形變，叫彈性形變【解析】選C.彈性形變指物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原狀的形變，C正確、A、D錯誤；鋼筋用力彎折后，無法恢復(fù)到原來形狀，不屬于彈性形變，B錯誤.2.下列關(guān)于彈力的說法中正確的是（）A.直接接觸的兩個物體間必然有彈力存在B.不接觸的物體間也可能存在彈力C.只要物體發(fā)生形變就一定有彈力D.在直接接觸且發(fā)生彈性形變的物體間才產(chǎn)生彈力【解析】選D.彈力產(chǎn)生的兩個條件（1）兩物體接觸，（2）發(fā)生彈性形變.兩個條件必須同時具備，所以，D正確，A、B、C錯誤.3.關(guān)于彈力的方向,下列說法中正確的是（）A.放在水平桌面上的物體所受彈力的方向是豎直向上的B.放在斜面上的物體所受斜面的彈力的方向是豎直向上的C.將物體用繩吊在天花板上,繩所受物體的彈力方向是豎直向上的D.物體間相互擠壓時,彈力的方向垂直接觸面指向受力物體【解析】選A、D.放在水平桌面上的物體所受彈力為支持力,其方向垂直于桌面向上,故A正確;放在斜面上的物體所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上,故B錯,彈力的方向垂直接觸面指向受力物體，故D正確;繩子對物體的拉力總是沿繩子收縮的方向,而物體對繩子的彈力方向指向繩子伸長的方向,故C錯.4.（2011·桂林高一檢測）鍛煉身體用的拉力器，并列裝有四根相同的彈簧，每根彈簧的自然長度都是40cm，某人用600N的力把它們拉長至1.6m，則（）A.人的每只手受到拉力器的拉力為300NB.每根彈簧產(chǎn)生的彈力為150NC.每根彈簧的勁度系數(shù)為93.75N/mD.每根彈簧的勁度系數(shù)為500N/m【解析】選B.人的每只手受到拉力器的拉力為600N，A錯誤；由于人用600N的力拉并列裝有四根相同彈簧的拉力器，故每根彈簧產(chǎn)生的彈力為150N，B正確；又由于每根彈簧的伸長量為x=1.6m-0.4m=1.2m，根據(jù)胡克定律F=kx，得k=125N/m.故C、D錯誤.【解析】（1）彈簧原長l0=20cm=0.2m,現(xiàn)在長度l=25cm=0.25m由胡克定律F=kx=k(l-l0)得勁度系數(shù)k==N/m=300N/m（2）由胡克定律F＝kx=k(l0-l)l=l0-=(20-×102）cm=13cm.答案：(1)300N/m(2)13cm5.一根彈簧原長為20cm,當(dāng)用15N的力拉它時,彈簧長為25cm.(1)求此彈簧的勁度系數(shù).(2)若此彈簧受21N的壓力，則彈簧長度變?yōu)槎嗌?？課后練習(xí)一、選擇題（本題共6小題，每小題5分，共30分）1.（2011·南通高一檢測）雜技演員有高超的技術(shù)，如圖所示，能輕松地頂住從高處落下的壇子，關(guān)于他頂壇時頭頂受到的壓力產(chǎn)生的直接原因是（）A.壇的形變B.頭的形變C.物體受到的重力D.人受到的重力【解析】選A.頭頂受到的壓力的施力物體是壇子，受力物體是頭頂，它產(chǎn)生的直接原因是壇的形變，間接原因是物體受到的重力，A項正確.2.同學(xué)們通過實驗探究，得到了在發(fā)生彈性形變時，彈簧的彈力與彈簧伸長量的關(guān)系.下列說法中能反映正確的探究結(jié)果的是()A.彈簧的彈力跟彈簧的伸長量成正比B.彈簧的彈力跟彈簧的伸長量成反比C.彈簧的彈力跟彈簧的伸長量的平方成正比D.彈簧的彈力跟彈簧的伸長量無關(guān)【解析】選A.在F＝kx中，x是指彈簧的形變量或長度變化量.如果彈簧被拉長，則變化量就是伸長量，k指勁度系數(shù)，所以彈力F與x成正比，故A正確，B、C、D錯誤.3.體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺，如圖所示，下列關(guān)于足球與斜臺作用時斜臺給足球的彈力方向的說法正確的是()A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于斜臺斜向左上方的方向【解析】選D.足球與斜臺的作用是球面與平面的相互作用，足球所受彈力方向垂直于斜臺指向足球，即斜向左上方的方向，故D正確.4.（2011·蘇州高一檢測）如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個重力為4N的小球，小球處于靜止狀態(tài)時，彈性桿對小球的彈力（）A.大小為4N，方向平行于斜面向上B.大小為2N，方向平行于斜面向上C.大小為4N，方向垂直于斜面向上D.大小為4N，方向豎直向上【解析】選D.小球受重力和桿的彈力兩個力的作用，且重力的方向豎直向下，由于小球處于靜止狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件可知，彈力與重力大小相等，方向相反，故彈力大小為4N，方向豎直向上，D正確.5．如圖所示，彈簧測力計和細線的重力及一切摩擦不計，物重G=1N，則彈簧測力計A和B的示數(shù)分別為()A.1N，0B.0，1NC.2N，1ND.1N，1N【解析】選D.圖中彈簧測力計A、B的受力情況是一樣的，都是左右兩端各受1N的拉力，此時彈簧測力計的讀數(shù)都是1N.6.如圖所示，重為10N的物體懸掛在彈簧的下端時，彈簧