三章第二節(jié)3.2彈力課件 新人教版必修1

1、3.2 彈力,1. 形變是指物體形狀的改變,比如物體被拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)等,物體形狀的改變是力的作用效果.2. 彈簧測(cè)力計(jì)所掛物體越重,彈簧伸長(zhǎng)的越長(zhǎng),說(shuō)明彈簧受到的彈力越大.,1. 接觸力(1) 定義:相互接觸的物體間產(chǎn)生的相互作用力叫接觸力,如推力、拉力、壓力、支持力等.(2) 分類:接觸力按其性質(zhì)可分為 和 .2. 彈性形變和彈力(1) 形變:物體在力的作用下

2、 或 發(fā)生的改變.(2) 彈性形變:物體形變后,撤去作用力后,物體能 的形變.(3) 彈力:發(fā)生 形變的物體由于要恢復(fù)原狀,對(duì)與它接觸的物體所產(chǎn)生的作用力.(4) 彈力的方向:壓力和支持力的方向總是 于被壓或被支持的物體,繩的拉力總是沿著 而指向 的方向.,(5) 彈性限度:能夠完全恢復(fù)到物體原來(lái)形狀的形變量的

3、 .(6) 常見彈力:平時(shí)所說(shuō)的壓力、支持力和拉力都是 .3. 胡克定律(1) 內(nèi)容:彈簧發(fā)生彈性形變時(shí),彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成 比.(2) 公式:F= ,其中k為彈簧的 .單位:牛頓每米,符號(hào): .自我校對(duì)1.（2）彈力摩擦力2.（1）形狀體積（2）完全恢復(fù)原來(lái)的形狀（3）彈性（4）垂直繩繩收縮

4、（5）最大限度（6）彈力3.（1）正（2）kx勁度系數(shù)N/m,1. 關(guān)于彈力,下列說(shuō)法中正確的是( )A. 通常所說(shuō)的壓力、支持力和繩子的拉力都是彈力B. 壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面C. 輕桿一端所受的彈力的作用線一定與輕桿重合D. 輕繩一端所受的彈力的作用線一定與輕繩重合【解析】壓力、支持力、拉力都是以力的作用效果命名的,它們同屬一種性質(zhì)力,即彈力,故A正確.壓力和支持力的方向總是垂直接觸面指向被壓或被支持

5、的物體,所以B正確.繩子的拉力方向總是沿繩的收縮方向,故D正確.【正解】 ABD2. 如圖所示,為一輕質(zhì)彈簧的長(zhǎng)度和彈力大小的關(guān)系,根據(jù)圖象判斷,正確的結(jié)論是( ),A. 彈簧的勁度系數(shù)為2 N/mB. 彈簧的勁度系數(shù)為200 N/mC. 彈簧的原長(zhǎng)為10 cmD. 彈簧伸長(zhǎng)0.02 m時(shí),彈力的大小為4 N【解析】彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),彈簧的彈力應(yīng)為0,由此可知彈簧原長(zhǎng)為10 cm,由圖象可知當(dāng)拉長(zhǎng)5 cm時(shí),彈力

6、為10 N,可得勁度系數(shù)為200 N/m,，彈簧伸長(zhǎng)0.02 m時(shí)，彈力的大小為4 N，因此答案為BCD.【正解】 BCD,做一做課本本課時(shí)“問題與練習(xí)”中下圖所示的實(shí)驗(yàn),由這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)阆氲搅耸裁?彈力的作用可以使物體發(fā)生形變,盡管我不能直接觀察到玻璃瓶容積的變化,但玻璃瓶發(fā)生的微小形變能使水在塑料管中升降,由于管子直徑非常細(xì),所以升降變化十分明顯.由此看來(lái)再堅(jiān)硬的物體在外力作用下也能發(fā)生形變,只不過(guò)這種形變有時(shí)非常微小,不易被人察覺

7、罷了.這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)用的裝置只要加上刻度就可以做成一支簡(jiǎn)易的測(cè)力計(jì),找你的朋友們來(lái)比比看誰(shuí)的手勁更大?,一、彈力是否存在的判斷方法1. 根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件來(lái)判斷,彈力產(chǎn)生的條件有兩個(gè):物體間相互接觸并且發(fā)生形變,兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足才有彈力產(chǎn)生.2. 利用假設(shè)法判斷可假設(shè)在該處把與物體接觸的另一物體去掉,看物體能否在原位置保持原來(lái)的狀態(tài),若能保持原來(lái)的狀態(tài)則說(shuō)明物體間無(wú)彈力作用;否則有彈力作用.,3. 利用力的作用效果分析如果相互接觸

8、的物體間存在彈力,則必有相應(yīng)的作用效果,或使受力物體發(fā)生形變或改變受力物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),看物體的受力是否與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相符合,從而確定物體是否受到彈力. 例1如圖所示,光滑水平面上的球A靠在豎直墻壁上靜止,試分析球A是否受地面和墻壁的彈力作用.【點(diǎn)撥】假設(shè)不受彈力，A球還能處在現(xiàn)在的狀態(tài)嗎?【解析】球同時(shí)與地面和豎直墻壁接觸,下面分別討論.假設(shè)水平面對(duì)球A無(wú)彈力作用,若去掉水平面,球A會(huì)下落,不可能處于原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),所以

9、水平面對(duì)A球有彈力作,用;而如果豎直墻壁對(duì)球A有彈力作用,此力會(huì)使球A向右運(yùn)動(dòng),球不會(huì)靜止,故可判定豎直墻壁對(duì)球A沒有彈力產(chǎn)生.由以上分析可得地面對(duì)球A有彈力作用而豎直墻壁對(duì)球A無(wú)彈力作用(假如去掉豎直墻壁,球A仍會(huì)保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),由此也可判定豎直墻壁對(duì)球A無(wú)彈力作用).,1. 如圖甲、圖乙所示,已知小球靜止,甲中的細(xì)線豎直,乙中的細(xì)線傾斜,試判斷圖中小球所受彈力的施力物體及方向.,【解析】小球除受重力外,還受其他力的作用,圖甲、圖

10、乙均可采用“假設(shè)法”分析.在兩圖中,若去掉細(xì)線,小球?qū)⑾禄?則兩細(xì)線中均有沿線方向的拉力.在圖甲中若去掉斜面體,小球仍能在原位置保持靜止?fàn)顟B(tài);在圖乙中若去掉斜面體,則小球不會(huì)在原位置靜止,而向右下方運(yùn)動(dòng).因此,圖甲中小球受細(xì)繩向上的拉力;圖乙中小球受細(xì)線斜向上的拉力和垂直斜面向上的彈力.二、彈力方向的確定方法1. 常見彈力的方向(1) 支持力的方向:垂直于支持面指向被支持的物體.(2) 壓力的方向:垂直于接觸面指向被擠壓的物體.

11、(3) 繩的拉力的方向:沿著繩而指向繩收縮的方向.(4) 彈簧彈力的方向:作用在與彈簧接觸的物體上指向彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的方向.2. 根據(jù)接觸面的情況判斷彈力的方向彈力是接觸力,不同的物體,不同的接觸方式,彈力方向的判斷,方法也不同.(1) 面與面接觸:物體間的彈力的方向垂直于接觸面指向受力的物體.(2) 點(diǎn)與面接觸:物體間彈力的方向垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體.(3) 球與面接觸:物體間彈力的方向在接觸點(diǎn)與球心

12、連線上,而指向受力物體.(4) 球與球相接觸:彈力的方向垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的公切面,而指向受力物體.例2畫出圖中木棒所受彈力的方向. 【解析】點(diǎn)與面接觸時(shí)的彈力方向過(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體.,2. 畫出圖中A物體所受彈力的示意圖.【解析】如圖所示,三、彈力大小的計(jì)算方法彈簧的彈力:應(yīng)用胡克定律F=kx求解.其中x為彈簧的形變量(可能為伸長(zhǎng)量,也可能為縮短量),k為彈簧的勁度系數(shù),只與彈簧

13、本身有關(guān),由彈簧本身的材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定. 2. 除彈簧這樣的彈性體之外的彈力大小的計(jì)算,一般要借助物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解.比如懸掛在豎直細(xì)繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),物體受繩向上的拉力和重力作用.根據(jù)二力平衡可知繩的拉力大小等于物體重力的大小.,例3一根輕彈簧在10.0 N的拉力的作用下,長(zhǎng)度由原來(lái)的5.00 cm伸長(zhǎng)為6.00 cm.那么當(dāng)這根彈簧長(zhǎng)度為4.20 cm時(shí),受到的壓力有多大?彈簧的勁度系數(shù)為

14、多大?【點(diǎn)撥】胡克定律中的x是彈簧的形變量,并不是形變后彈簧的長(zhǎng)度.所謂形變量是指彈簧形變后的長(zhǎng)度l與彈簧的自由長(zhǎng)度l0比較變化了多少.【解析】已知彈簧原長(zhǎng)l0=5.00 cm=5.00×10-2 m.在拉力F1=10.0 N的作用下,伸長(zhǎng)到l1=6.00 cm=6.00×10-2 m.根據(jù)胡克定律F1=kx1=k(l1-l0)可得,當(dāng)壓力為F2時(shí),彈簧被壓縮到l2=4.20 cm=4.20×10-2

15、 m.根據(jù)胡克定律F2=kx2=k(l0-l2)=1.00×103×(5.00-4.20)×10-2 N=8.0 N,即壓力為8.0 N.彈簧的勁度系數(shù)為1.00×103 N/m.,3. 如圖所示，靜止的彈簧測(cè)力計(jì)受到大小都為4 N的拉力F1、F2的作用，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為( )A. 0B. 4 NC. 8 ND. 無(wú)法確定,【解析】彈簧測(cè)力計(jì)受到的拉力即為彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),

16、因此為4 N. 【正解】 B,彈力是接觸力，但接觸不一定有彈力.彈力是按力的性質(zhì)命名的，常見的彈力有支持力、壓力、拉力、浮力等.彈簧的勁度系數(shù)是彈簧本身的性質(zhì)，與彈簧彈力、形變量無(wú)關(guān).【例】（2010·濟(jì)南模擬）如圖所示，四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端均受大小為F的拉力作用，而左端的情況各不相同.,,若彈簧的質(zhì)量都可忽略不計(jì)，以l1、l2、l3、l4依次表示四個(gè)彈簧的長(zhǎng)度，則有（ ）A. l2>