高一物理必修一3.1彈力.ppt

彈力,牽引列車、鍛打工件、擊球、彎弓射箭、推、拉、提、舉都是常見的彈力,彈力從本質(zhì)上來說，是由電磁力引起的,形變：,物體被彎曲,物體的形狀或體積的改變叫做形變。,、壓縮、拉長、扭轉(zhuǎn)等。,形變后能恢復(fù)原狀,形變后不能恢復(fù)原狀,彈性形變,非彈性形變,如果形變過大，超過一定限度，即使撤去作用力，物體也不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個限度叫彈性限度,討論： 我用力推墻或壓桌面，那么墻和桌面也會發(fā)生形變嗎？,總結(jié)：任何物體都可以發(fā)生形變,猜想：物體發(fā)生彈性形變后要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體會有什么作用呢？,實例分析1,我們現(xiàn)在一起來進行下面的操作：用手扯住彈簧或橡皮筋的兩端，在其的彈性限度范圍內(nèi)拉彈簧或橡皮筋，使其發(fā)生形變。在操作的同時，用心體會一下手與彈簧或橡皮筋之間的相互作用。,實例分析2,兩手拇指根處相互擠壓，發(fā)生形變。用心體會兩手間的相互作用。,猜想：物體發(fā)生彈性形變后要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體會有什么作用呢？,1、概念：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。,2、彈力產(chǎn)生的條件：,施力物體,受力物體,直接接觸 + 發(fā)生彈性形變,彈力產(chǎn)生在直接接觸并發(fā)生彈性形變的物體之間。,接觸力,例1 關(guān)于彈力的產(chǎn)生下列說法（ ） A、只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力 B、只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力 C、只要兩物體發(fā)生形變就一定產(chǎn)生彈力 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,D,F1,F2,兩個相互接觸的物體間一定會產(chǎn)生彈力嗎？如何判斷彈力的存在？,設(shè)想,如果右面墻壁撤去時,A物體會“動”,則有彈力,否則沒有.,“彈力有無的判斷”跟蹤練習(xí)：,判斷球與斜面間有無彈力,彈力的方向,繩子（橡皮筋）,沿著繩而指向繩收縮的方向,支持面上的支持力和壓力,過接觸點 垂直接觸面(平面或公切面) 指向受力物體,要點二 彈力方向的確定 彈力的方向與施力物體形變方向相反，作用在迫使物體發(fā)生形變的那個物體上，幾種常見情況如下表：,1、平面與平面接觸,總結(jié)：彈力垂直接觸面,例題1：分析A受到的彈力（A均處于靜止?fàn)顟B(tài)）,O,A,B,F1,F2,A點處是半圓球殼（點）與棒（平面）相接觸,B點處是半圓（圓弧面）與棒（點）相接觸,過接觸點 垂直接觸面(平面或公切面) 指向受力物體,總結(jié)：彈力通過接觸點垂直于平面或曲面的切面,2、點與面接觸,例題2：分析物體A受到的彈力（A均處 于靜止?fàn)顟B(tài)）,3、曲面與曲面接觸,例3：分析球A所受到的彈力,總結(jié)：彈力的方向總是垂直接觸面或曲面的切面，并指向被壓或被支撐的物體。,支持力與壓力屬于彈力,A,例2 在下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?fàn)顟B(tài)，丁中物體P(即球)在水平面上勻速滾動,【答案】 它們所受彈力的示意圖如圖所示：,變式2 請在圖中畫出桿或球所受的彈力 (a)桿靠在墻上 (b)球用細(xì)線懸掛在豎直墻上 (c)點1、2、3都可能是球的重心位置，點2是球心，1、2、3點在同一豎直線上,【解析】 本題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)生擠壓作用，故A、B兩處對桿都有彈力，彈力方向與接觸點所在的平面垂直如圖(a)所示 (b)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(b)所示 (c)當(dāng)重心不在球心處時，彈力作用也必通過球心點2，如圖(c)所示應(yīng)注意不要錯誤地認(rèn)為彈力作用線必定通過球的重心,彈力的大小,彈力的大小跟形變的大小有關(guān)系，在彈性限度內(nèi)，形變越大，彈力也越大，形變消失，彈力也消失.,彈簧的彈力,實驗探究,推論：彈力的大小跟形變的大小有關(guān)系，形變越大，彈力也越大，形變消失，彈力也消失.,胡克定律：彈簧發(fā)生彈性形變時.彈力的大小與彈簧伸長（或縮短）的長度成正比,胡克定律,式中的x是彈簧的形變量，k稱為彈簧的勁度系數(shù) 單位是牛頓每米，單位的符號是N/m,圖像的斜率代表什么？,彈簧的勁度系數(shù),例：一根勁度系數(shù)為103N/m的彈簧,在受500N的力作用時, 長度為63cm,當(dāng)不受外力作用時, 彈簧的長度可能為: ( ) A. 83cm B. 13cm C. 113cm D. 38cm,注：對于彈簧，要注意有伸長與壓縮兩種狀態(tài)。,BC,例3 一根輕質(zhì)彈簧，當(dāng)它受到10 N的拉力時長度為12 cm，與它受到25 N的拉力時長度為15 cm，問彈簧不受力時的自然長度為多少？該彈簧的勁度系數(shù)為多少？ 【解析】 同一彈簧勁度系數(shù)k是不變的，作用力不同，彈簧的形變量不同，但都遵從胡克定律 解法一：設(shè)彈簧的自然長度為l0，由胡克定律有： 當(dāng)F110 N，l112 cm時，F(xiàn)1k(l1l0) 當(dāng)F225 N，l215 cm時，F(xiàn)2k(l2l0),【答案】 10 cm 500 N/m,變式3 一根彈簧在彈性限度內(nèi)，對其施加30 N的拉力時，其長度為20 cm，對其施加30 N壓力時，其長為14 cm，試求該彈簧的自然長度和它的勁度系數(shù) 【解析】 設(shè)彈簧原長為l0，勁度系數(shù)為k，對其施加拉力時，由胡克定律有：F1k(l1l0) 對其施加壓力時，有F2k(l0l2) 解得：l017 cm，k1000 N/m. 【答案】 17 cm 1000 N/m,典例1 一輛汽車停在水平地面上，下列說法中正確的是( ) A地面受到了向下的彈力，是因為地面發(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，是因為地面發(fā)生了彈性形變；汽車受到了向上的彈力，是因為汽車也發(fā)生了形變 C汽車受到向上的彈力，是因為地面發(fā)生了形變；地面受到向下的彈力，是因為汽車發(fā)生了形變 易錯點1：對彈力產(chǎn)生原因理解不到位 D以上說法都不正確,糾錯補練1 下列關(guān)于彈力的說法正確的是( ) A木板放在桌面上要受到一個向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生了形變而產(chǎn)生的 B拿一根細(xì)竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿的彈力，因為木頭發(fā)生了形變而產(chǎn)生的 C繩對物體的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向 D掛在電線下的電燈受到向上的拉力，是因為電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的,【答案】 CD,易錯點2：不能正確分析輕桿的彈力 典例2 如下圖所示，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為2 N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則彈性桿對小球的彈力( ) A大小為2 N，方向平行于斜面向上 B大小為1 N，方向平行于斜面向上 C大小為2 N，方向垂直于斜面向上 D大小為2 N，方向豎直向上 【錯因分析】 誤認(rèn)為桿中的彈力一定沿桿而錯選 【解析】 小球受重力和桿的支持力(彈力)作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，由二力平衡知識可知，桿對小球的彈力與重力等大、反向 【正確答案】 D,【題后反思】 桿中的彈力可能沿桿也可能不沿桿，而輕繩的彈力一定沿澠 糾錯補練2 如圖所示，小車上固定著一根彎成角的曲桿，桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的球小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析桿對球的彈力的大小和方向 【解析】 由于球處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知，桿對球的彈力方向與重力方向相反，豎直向上，彈力大小與球的重力大小相等，為mg. 【答案】 mg，豎直向上,1關(guān)于彈力的方向，下列說法正確的是( ) A壓力的方向總是垂直于接觸面，并指向被壓物體 B支持力的方向總是垂直于支持面并指向被支持物體 C繩對物體拉力的方向總是沿著繩，并指向繩收縮的方向 D桿對物體的彈力總是沿著桿，并指向桿收縮的方向 【解析】 本題主要考查了彈力的方向問題，壓力、支持力總是垂直于接觸面，由施力物體指向受力物體，繩子類軟物體產(chǎn)生的彈力一定沿繩子收縮的方向，而桿產(chǎn)生的彈力方向不一定，要具體情況具體分析 【答案】 ABC,2將一本書放在水平桌面上靜止，則下面說法中正確的是 ( ) A書對桌面的壓力就是書受的重力，施力物體是地球 B書對桌面的壓力就是書受的重力，施力物體是桌子 C書對桌面的壓力是彈力，在數(shù)值上等于書受的重力 D書能靜止，是由于書的重力大于桌面對書的支持力 【解析】 書對桌面的壓力屬彈力，其施力物體是書，A、B錯；由于書處于靜止?fàn)顟B(tài)，書的重力與書受到桌面的支持力大小相等，而書對桌面的壓力和桌面對書的彈力大小相等，故書對桌面的壓力與重力在數(shù)值上相等，C對、D錯 【答案】 C,3一物體靜止在斜面上時，正確表示斜面對物體的彈力F的方向的圖是 ( ) 【解析】 物體所受的彈力是支持力，要先找接觸面，就是斜面，支持力應(yīng)該垂直于斜面，從接觸位置指向物體，所以答案為A.,4原長為16 cm的輕質(zhì)彈簧，當(dāng)甲、乙兩人同時用100 N的力由兩端反 向拉時，彈簧長度變?yōu)?8 cm；若將彈簧一端固定在墻上，另一端由甲 一人用200 N的力拉，這時彈簧長度變?yōu)開 cm，此彈簧的勁度系數(shù)為 _ N/m. 【答案】 20 cm 5103 N/m,課堂小結(jié),、彈力的作用點： 兩物體接觸處，在受力物體上 三、一、彈力產(chǎn)生條件： 1、直接接觸 2、發(fā)生彈性形變 二彈力的方向： 與發(fā)生彈性形變的物體恢復(fù)原狀的方向相同 1、繩的拉力沿著繩指向繩收縮的方向 2、壓力和支持力的方向都過接觸點垂直接觸 面(平面或公切面)指向受力物體 四、彈力大?。?與彈性形變量的大小有關(guān) 1、彈簧彈力：胡克定律 F k x 2、其它彈力：由物體受其它力和運動狀態(tài)求解,（二）彈力的三要素,大小,方向,作用點,接觸力,兩物體接觸處，在受力物體上,與發(fā)生彈性形變的物體恢復(fù)原狀的方向相同,與彈性形變量的大小有關(guān),1.如圖所示，兩根相同的輕彈簧S1、S2，勁度系數(shù)皆為k=4102N/m，懸掛的重物的質(zhì)量分別為m1=2 kg和m2=4 kg.若不計彈簧質(zhì)量，取g=10 m/s2，則平衡時彈簧S1、S2的伸長量分別為 ( ) A. 5 cm，10 cm B.10 cm，5 cm C.15 cm，10 cm D. 10 cm，15 cm,C,課堂小結(jié),一、彈力產(chǎn)生條件： 1、直接接觸 2、發(fā)生彈性形變 二、彈力的作用點： 兩物體接觸處，在受力物體上 三、彈力的方向： 與發(fā)生彈性形變的物體恢復(fù)原狀的方向相同