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1、.精品文档 .探究形变与弹力的关系学案3.1 探究形变与弹力的关系 学案( 粤教版必修 1) 1形变： 物体在力的作用下 发生改变的现象2弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够完全的形变3弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复 ，这个限度叫弹性限度4弹力：发生 的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力5弹力的产生条件(1) 两物体 ；(2) 发生 6常见弹力平时所说的 、 和 都是弹力，绳中的弹力通常称为 7弹力的方向(1) 压力和支持力的方向 于 两物体的接触面(2) 绳的拉力方向沿着绳且指向绳 的方向8胡克定律(1) 内容 ：在弹性 限度内 ，弹 簧弹力 F 的
2、 大小与 成正比(2) 公式： ，其中 k 为弹簧的 ，单位：牛顿每米，符号： ，它的大小反映了弹簧的软硬程度9物理学中用一带有 的线段表示力， 的方向表示力的方向，得到的图称为 ；用线段的长度表示力的大小，线段的箭头指向力的方向，箭尾 或 箭 头 表示力的作用点，得到的图叫做 一、弹性形变 问题情境 1压缩弹簧、海绵，用手弯曲竹片，我们能明显地观察到什么现象？2我们用力拉弹簧直到不能再伸长会看到什么现象？ 要点提炼 1 物体在力的作用下形状或发生改变的现象，叫做形变2物体发生形变后在撤去外力时能够恢复原状，这种形变叫做 形变3弹性限度：如果形变过大，超过了一定的限度，撤去作 用力后，物体就不
3、能完全恢复原的形状，这个限度叫做 弹性限 度弹簧在使用过程中不能超过其弹性限度二弹力 问题情境 你用扁担挑过水吗？打过弹弓吗？玩过蹦蹦床吗？练 过拉 力器吗？总结一下， 在这些活动中你感受到了什么样的 作用力？ 在物理学中把它们叫做什么力？ 要点提炼 1定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力2弹力产生的条件： (1) 物体直接相互 ； (2)物体发生 3弹力的方向：跟物体恢复形状的方向 (1) 一般情况：但凡支持物对物体的支持力，都是支持 物因 发生形变而对物体产生的弹力；支持力的方向总是垂直 于支持 面并指向被支持的物体(2) 一般情况：但凡
4、一根线 (或绳 )对物体的拉力，都是 这 根线 (或绳 )因为发生形变而对物体产生的弹力；拉力的方向总是沿线 (或绳 )的方向(3) 弹力方向的特点：由于弹力的方向跟接触面垂直， 面面 接触、点面接触时弹力的方向都是垂直于接触面的弹力的大小：与形变大小有关一般说形变越大，弹力越大三、胡克定律 要点提炼 1胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力F 的大小与弹簧的 正比，即F = kx，其中k是弹簧的劲度系数，单位的符号是 N/.2注意的问题(1) 胡克定律的成立是有条件的，就是弹簧发生“ ，即必须在弹性限度内(2) F = kx中的x是弹簧的 ，是弹簧的伸长(或缩短) 的长度，而不是弹簧的长度(3)
5、F=kx中的k是弹簧的劲度系数， 它反映了弹簧的软 硬程度， 大小由弹簧本身的性质决定， 与弹力的大小 在应用F = kx时，要把各物理量的单位统一到国际单位制中(5)公式AF = kAx可作为胡克定律的推论使用，式中AF、Ax分别表示弹力变化量和形变变化量.(6) 判断弹簧弹力的方向时，要注意弹簧是被拉伸还是 被压 缩或两者均有可能，计算弹簧弹力大小的方法一般是根 据胡克 定律，有时也根据平衡条件计算 .例 1 关于弹力的产生，以下说法正确的选项是 ( )A.只要两物体相接触就一定产生弹力B .只要两物体相互吸引就一定产生弹力.只要物体发生形变就一定产生弹力D.只有发生弹性形变的物体才会对与
6、它接触的物体产 生弹 力作用听课记录例2如图1所示，一个球放在“ V形两光滑面 A和AB 上，处于静止状态，请画出球所受的弹力.图1变式训练 1 如图 2 所示，光滑但质量分布不均匀的小 球的 球心在点，重心在 P 点，静止在竖直墙和桌边之间.试 画出小 球所受弹力.图2例 3 竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为 4 N 的物体时弹簧长 度为 12 ；挂重为 6 N 的物体时弹簧长度为 13 ，那么弹簧原长为 ，劲度系数为 N/.听课记录图3变式训练2如图3所示，A、B两物体的重力分别是 GA =3 N , GB = 4 N . A用细线悬挂在顶板上， B放在水平面上，A、 B间轻弹簧中的弹力 F
7、= 2 N，那么细线中的张力 FT及B对 地面 的压力 FN 的可能值分别是 ( )A.5 N 和 6 N B.5 N 和 2 N.1 N 和 6 N D.1 N 和 2 N图4例 4 如图 4 所示，叠放的物体 A、B 静止于水平地面上， 物 体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意 图. 图5例 5 如图 5 所示，一个质量分布均匀的球放在互成 120 ° 角的两块光滑平面之间，保持静止状态，球与水平面 AB 相切 于 a 点，与倾斜面 A 相切于 b 点，试分析球的受力情况， 画 出球的受力示意图.图6变式训练 3 如图 6 所示，一小球用两根轻绳挂于天花 板上，
8、 小球静止，绳 1 倾斜，绳 2 恰好竖直，那么小球所受的 作用力有 ( )A.1 个 B.2 个.3 个 D .4 个【即学即练】1以下有关弹力的一些说法中，正确的选项是( )A .只有弹簧才有可能施加弹力B .施加弹力的物体一定有形变.墨水瓶放在课桌上，墨水瓶对课桌施加了弹力，但墨 水 瓶并没发生形变D.压力就是竖直向下压的力2.将一本书放在水平桌面上静止，那么下面说法中正确 的是 ( )A. 书对桌面的压力就是书受的重力， 施力物体是地球B.书 对桌面的压力是弹力，在数值上等于书受的重力 书对桌 面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的 D .书能静止， 是由于书的重力大于桌面对书的支持
9、力 3以下表达中错误 的是()A .压力、支持力和拉力都是弹力B. 压力和支持力的方向总垂直于接触面 .轻绳、轻杆上产 生的弹力总是在沿绳、杆的直线上 D .轻杆不同于轻绳，弹力的 方向可以不在沿杆的直线 上4画出图中小球或杆所受弹力的示意图参考答案 课前自主学习 1形状 2.恢复原状 3. 原的形状 4弹性形变 5.(1) 接触 (2) 弹性形变 6压力 支持力 拉力 张力 7(1) 垂直 (2) 收缩8. (1)弹簧的伸长(或缩短)量x (2)F = kx劲度系数N/9 箭头 箭头 力的示意图 力的图示核心知识探究 问题情境 1 观察到形状或体积发生了改变 2弹簧被 拉直后不能恢复原长 要
10、点提炼 1体积 2. 弹性 问题情境 它们是压力、拉力、支持力等，都是接触力， 在物理学 中叫弹力日常生活中，推、拉、提、压是弹力常见 的表现 形式 要点提炼 2(1) 接触 (2) 弹性形变 3. 相同 要点提炼 1伸长 ( 或缩短 ) 量 x2(1) 弹性形变 (2) 形变量 (3) 无关 解题方法探究例 1 D例 2 如以下图所示解析 由于球受到竖直向下的重力作用，一定与 AB 面 和 A 面相互挤压，所以球一定受到两斜面的弹力作用，弹力 的 方向与斜面形变的方向相反， 分别垂直于 AB 面和 A 面指 向 球体此题也可以用假设法判断，假设去掉其中一个斜面那么球 都不能静止，由此可知两斜
11、面对球都有弹力作用变式训练 1 如下图解析 由于弹力的方向总是垂直于接触面，在 A 点，弹 力 F1 应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心；在 B 点 弹 力 F2 垂直于墙面，因此也沿半径指向球心 .例 3 10 200解析 弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律得 知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即F = kx，其中k为劲度系数， x 为弹簧伸长量， x 在数值上等于伸长后总长度 L 减 去原长L0，即x = L - L0.改变悬挂重物的重力，伸长量变化,这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和 劲度系 数设弹簧的原长为L0 ,劲度系数为k，设挂G1 = 4 N的重物 时弹簧
12、的长度为L1，挂G2 = 6 N的重物时弹簧的长度为L2 ,那么L1 = 12，L2 = 13，由胡克定律得：G1 = k (L1 - L0)G2 = k (L2 - L0)代入数据解得：L0 = 10，k = 200 N/即弹簧原长为 10 ，劲度系数为 200 N/.变式训练 2 B例 4 见解析解析 (1) 画力的图示： 选定标度：此题用 2 长的线段表示 2 N 的力 从作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的 标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如图甲所示，也可 以 如图乙所示，从点 ( 用点代替 B 物体 )竖直向下画一段五倍 于标 度(即 10 ) 的线段； 在线段上加箭头表
13、示力的方向(2) 画力的示意图：从作用点或从 B 的中心处沿力的方 向画 一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明FN = 10 N即可，如图丙所示例 5 见解析解析 解法一 放在水平面上的球，由于受到重力的作 用而 挤压水平面，使水平面和球同时发生微小形变水平面 AB 由于 发生微小的压缩形变后要恢复原状， 对球产生垂直于 水平面向 上的弹力 Fa. 球与倾斜面 A 相切于 b 点，球是否受 到 A 面对 它的弹力作用呢？假设把 A 面轻轻地从左侧撤除， 将观察到球 仍保持静止状态 现球与 A 面虽然在 b 点接触， 但不相互挤压， 不发生形变，故 A 面对球没有弹力作用综 上所述，球受到重
14、力 G 和水平面 AB 对它的支持力 Fa 两个力.精品文档 .的作用，保持静止状态，满足二力平衡的条件，Fa = G,受力示意图如图甲所示甲乙解法二 假设法 假设所有与研究对象接触的物体都施加了 弹力，画出假 设状态下的受力图，判断受力情况与原有状态 是否矛盾假设 矛盾，说明假设不正确，那么两者间无弹力产生； 假设不矛盾， 说明假设正确， 那么有弹力产生 现用这种思路 再分析上例 假 设 A 面和水平面 AB 对球体都产生弹力，分 别为Fb和Fa.对 球体进行受力分析如图乙所示.由图可知，Fb 的存在显然不 能使球体处于静止状态，与题设条件 球 体静止 相矛盾故 A 面对球体无弹力变式训练 3 B即学即练 1 B 2.B 3.4如下图