31重力與彈力-第2課時(shí)彈力-導(dǎo)學(xué)案-人教版2019高中物理必修第一冊(cè)

第三章相互作用---力第1節(jié)重力與彈力第2課時(shí)彈力導(dǎo)學(xué)案[學(xué)習(xí)目標(biāo)]（1）知道什么叫形變，能識(shí)別常見(jiàn)的形變，知道如何顯示微小的形變．（2）知道彈力的概念及產(chǎn)生的原因．（3）知道壓力，支持力，拉力是彈力．并能確定壓力，支持力，拉力的方向．根據(jù)二力平衡確定彈力的大?。?）能正確分析具體實(shí)例中彈力的受力物體和施力物體．（5）針對(duì)實(shí)際問(wèn)題判斷彈力的有無(wú)、方向，正確畫(huà)出彈力（2）教學(xué)重點(diǎn)1、彈力產(chǎn)生的條件、彈力的方向。2、胡克定律及應(yīng)用。（1、相互接觸的物體間是否有彈力的判斷。2、彈力方問(wèn)的確定。一、彈力物體形狀或體積的改變叫做形變（deFormation）。形變的原因是物體受到了力的作用。1．形變方式有形狀及體積的改變兩個(gè)方面：（1）形狀的改變：（2）體積的改變：如彈簧、橡皮筋等。課本上所說(shuō)的形變都屬于彈性形變。也有些物體在力的作用下發(fā)生形變，當(dāng)力撤去后，不能恢復(fù)原狀的形變叫非彈性形變（塑性形變），如橡皮泥用手一捏不會(huì)恢復(fù)原狀，這類(lèi)形變?cè)谥袑W(xué)階段不研究。取一個(gè)扁玻璃瓶，里面盛滿(mǎn)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，會(huì)看到什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么？圖7答案用手捏玻璃瓶，細(xì)管中水面會(huì)上升(或下降)．說(shuō)明受到壓力時(shí)玻璃瓶發(fā)生形變，體積變小(或變大)了．2．彈性形變：有些物體在力的作用下發(fā)生形變，當(dāng)力撤去后，能夠恢復(fù)原狀的形變叫彈性形變（elasticdeFormation），用手壓橡皮泥，橡皮泥發(fā)生形變；腳踩在松軟的泥土上，留下了深深的腳印(形變)，這兩種形變與玻璃瓶的形變有什么不同？答案橡皮泥、泥土受力后發(fā)生的形變，在撤去外力后不能恢復(fù)原狀(非彈性形變)，玻璃瓶的形變?cè)诔啡ネ饬竽芑謴?fù)原狀(彈性形變)．二、彈力1．彈力：發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這個(gè)力叫做彈力（elasticForce）。彈力產(chǎn)生過(guò)程：力→形變→要恢復(fù)原狀→對(duì)接觸物體產(chǎn)生力的作用。2．彈力產(chǎn)生的條件：（1）相互接觸；（2）發(fā)生彈性形變。這兩個(gè)條件缺一不可。相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件，但相互接觸的物體間不一定存在彈力，只有兩物體在接觸部分產(chǎn)生彈性形變（相互擠壓或拉伸）時(shí)，兩物體間才有彈力產(chǎn)生。當(dāng)形變不明顯難以直接判斷時(shí)，可用“假設(shè)法”判斷。形變和產(chǎn)生彈力在時(shí)間上不會(huì)有先后。3．幾種常見(jiàn)彈力的方向注意：每個(gè)接觸面最多只能產(chǎn)生一個(gè)彈力．[深度思考]桿對(duì)物體的彈力方向一定沿桿的方向嗎？分析圖8中桿對(duì)物體的彈力方向．圖8答案桿的彈力可能沿桿方向，也可能不沿桿方向．桿對(duì)物體的彈力如圖在如圖9所示的各圖中畫(huà)出桿或球P所受彈力的示意圖，已知桿或球均處于靜止?fàn)顟B(tài)．圖9答案見(jiàn)解析解析題圖甲中P受到的彈力有球面與球面之間的彈力，彈力應(yīng)垂直于兩球接觸點(diǎn)沿球面的切線(xiàn)；繩的拉力沿繩斜向上，如圖(a)所示．題圖乙中桿對(duì)C、D兩處有擠壓作用，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圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心，D處彈力垂直于桿斜向上，如圖(b)所示．題圖丙中球擠壓墻壁且拉緊繩子，所以墻對(duì)球的彈力與墻面垂直；繩子對(duì)球的彈力沿繩子斜向上，如圖(c)所示．題圖丁中球受到的彈力與棱和球面接觸處的切面垂直，即沿著球半徑的方向指向球心，如圖(d)所示．(4)圖丁中均勻細(xì)桿被細(xì)繩拉住而靜止，畫(huà)出桿所受的彈力．答案各物體所受彈力的示意圖如圖所示．三、胡克定律1．彈力的大小彈力是由于物體發(fā)生形變而產(chǎn)生的，所以在彈性限度內(nèi)，彈力的大小與彈性形變的程度有關(guān)。形變?cè)酱?，彈力也越大，形變消失，彈力就隨著消失。對(duì)一般物體，定量關(guān)系比較復(fù)雜，在高中階段，我們不再作深入研究。2．彈簧的彈力與彈簧的形變量的關(guān)系——胡克定律（Hookelaw）：（1）內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力的大小F和彈簧的形變量x成正比，即F=kx。其中x是彈簧的拉伸或壓縮的形變量（長(zhǎng)度改變量），而不是彈簧的長(zhǎng)度。x=|L-L0|，L0為彈簧原長(zhǎng)（自然長(zhǎng)度），L為彈簧形變后的長(zhǎng)度。如圖3.2-5所示。k稱(chēng)為彈簧的勁度系數(shù)（coeFFicientoFstiFFness），單位是N/m，它由彈簧自身的性質(zhì)決定，與彈力的大小和彈簧的形變量無(wú)關(guān)。同一彈簧的勁度系數(shù)為一定值，不同彈簧的勁度系數(shù)一般不同，它與制作彈簧的材料有關(guān)，與彈簧的匝數(shù)等因素有關(guān)。k的意義為：表示使彈簧伸長(zhǎng)（或壓縮）1m所需要的拉力（或壓力）。如k=500N/m，表示要彈簧伸長(zhǎng)（或壓縮）