高中物理 第三章 研究物體間的相互作用 第一節(jié) 探究形變與彈力的關(guān)系課件 粵教版必修1(1).ppt

第一節(jié) 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 應(yīng)用創(chuàng)新演練 第三章 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 考向一 考向二 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 考向三 知識(shí)點(diǎn)三 1 產(chǎn)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀 會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用 這種力叫做彈力 2 彈力產(chǎn)生的條件 兩物體相互接觸 接觸面之間發(fā)生彈性形變 3 壓力和支持力的方向都垂直于物體的接觸面 繩的拉力沿著繩而指向繩收縮的方向 4 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成正比 1 認(rèn)識(shí)形變 1 物體發(fā)生變化簡(jiǎn)稱(chēng)為形變 物體的形變可以分為形變 拉伸形變 形變和扭曲形變等 2 形變產(chǎn)生的原因是物體受到了的作用 3 顯示微小形變的方法有多種 常用的有 機(jī)械放大法 光學(xué)放大法 電子放大法等 壓縮 彎曲 形狀 力 2 彈性與彈性限度 1 彈簧具有的性質(zhì)稱(chēng)為彈性 2 任何物體受到后都會(huì)產(chǎn)生形變 撤去外力后 物體能的形變 稱(chēng)為 3 物體發(fā)生彈性形變的最大形變量叫做 恢復(fù)原狀 外力作用 完全恢復(fù)原狀 彈性形變 彈性限度 1 關(guān)于彈性形變的概念 下面理解正確的是 a 物體形狀的改變叫做彈性形變b 一根鐵絲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)原狀的形變叫做彈性形變d 物體在外力的作用下發(fā)生的形變叫做彈性形變 解析 彈性形變是撤去外力作用后物體能恢復(fù)原狀的形變 并非所有的形變都是彈性形變 因而選項(xiàng)a d錯(cuò)誤 鐵絲用力彎折后 撤去外力 并不能恢復(fù)到原來(lái)的形狀 因而不屬于彈性形變 選項(xiàng)b錯(cuò)誤 顯然選項(xiàng)c正確 答案 c 自學(xué)教材 1 彈力的概念產(chǎn)生的物體由于要恢復(fù)原狀 會(huì)對(duì)與它的物體產(chǎn)生力的作用 這種力稱(chēng)為彈力 2 彈力的方向繩子對(duì)物體拉力 即繩子產(chǎn)生的彈力 方向總是指向繩子的方向 壓力的方向垂直于接觸面指向的受力物體 支持力的方向垂直于接觸面指向的物體 形變 接觸 被壓 收縮 被支持 3 彈力的大小 胡克定律在內(nèi) 彈簧彈力f的大小與彈簧的伸長(zhǎng) 或縮短 量x成正比 其表達(dá)式為 比例系數(shù)k叫做彈簧的 單位n m x為彈簧的形變量 單位 m f kx 彈性限度 勁度系數(shù) 重點(diǎn)詮釋 1 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)生彈性形變 兩個(gè)條件必須同時(shí)滿(mǎn)足才有彈力產(chǎn)生 2 對(duì)于形變不明顯的情況 可用以下兩種方法來(lái)判斷 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 看此物體還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 利用力的作用效果判斷 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 從而確定物體所受彈力的有無(wú) 特別提醒 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 只有兩個(gè)物體接觸并產(chǎn)生彈性形變時(shí) 兩物體間才有彈力產(chǎn)生 2 彈力的方向 1 彈力的方向總與引起物體形變的外力方向相反 2 常見(jiàn)彈力的方向 3 判斷彈力方向應(yīng)把握以下三種情況 當(dāng)與面 或曲面 接觸時(shí) 彈力垂直于接觸面或接觸面的切面 繩上的彈力沿繩并指向繩收縮的方向 與球面接觸的彈力方向的延長(zhǎng)線(xiàn)或反向延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)球心 3 彈力的大小 1 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l l0 也可能為縮短量l0 l k為彈簧的勁度系數(shù) 彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系可用f x圖像表示 如圖3 1 1所示 圖線(xiàn)的斜率即為彈簧的勁度系數(shù) 圖3 1 1 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 平衡類(lèi)問(wèn)題可用力的平衡方程求解 2 雙選 關(guān)于彈力的方向 下列說(shuō)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(shí) 彈力的方向垂直接觸面指向受力物體 解析 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(cuò) d正確 繩子對(duì)物體的拉力總是沿繩子收縮的方向 而物體對(duì)繩子的彈力方向指向繩子伸長(zhǎng)的方向 故c錯(cuò) 答案 ad 自學(xué)教材 1 力的示意圖用一帶箭頭的線(xiàn)段表示力 線(xiàn)段的箭頭指向 箭尾 或箭頭 表示力的 2 力的圖示用線(xiàn)段的長(zhǎng)度表示力的 線(xiàn)段的箭頭指向力的方向 箭尾 或箭頭 表示力的作用點(diǎn) 力的方向 作用點(diǎn) 大小 重點(diǎn)詮釋 1 畫(huà)力的圖示應(yīng)遵循以下步驟 選定標(biāo)度 畫(huà)出某一長(zhǎng)度的線(xiàn)段表示一定大小的力 并把該線(xiàn)段所表示的力的大小寫(xiě)在該線(xiàn)段的上方 畫(huà)一個(gè)方塊或一個(gè)點(diǎn)表示受力物體 并確定力的作用點(diǎn) 從力的作用點(diǎn)開(kāi)始 沿力的作用方向畫(huà)一線(xiàn)段 根據(jù)所選標(biāo)度和力的大小確定線(xiàn)段的長(zhǎng)度 并在線(xiàn)段上加上刻度 垂直于力線(xiàn)段的小短線(xiàn) 在表示力的線(xiàn)段的末端畫(huà)上箭頭表示力的方向 在箭頭的旁邊標(biāo)出表示這個(gè)力的字母或數(shù)值 2 力的圖示體現(xiàn)了力的三要素 力的大小 方向和作用點(diǎn) 圖3 1 2 3 如圖3 1 2所示 物體a對(duì)物體b的壓力是8n 試畫(huà)出這個(gè)力的圖示 并說(shuō)明施力物體和受力物體 解析 1 選定標(biāo)度 此題選5mm長(zhǎng)的線(xiàn)段表示2n的力 2 從作用點(diǎn)向力的方向畫(huà)一線(xiàn)段 線(xiàn)段長(zhǎng)短根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小畫(huà)出 線(xiàn)段上加刻度 如圖所示 從o點(diǎn)豎直向下畫(huà)一段四倍于標(biāo)度的線(xiàn)段 20mm 3 在線(xiàn)段末端加箭頭表示力的方向 壓力的施力物體是a 受力物體是b 答案 見(jiàn)解析 例1 如圖3 1 3所示 用細(xì)繩懸掛的小球與光滑斜面相接觸 并保持靜止 甲中細(xì)繩傾斜 乙中細(xì)繩呈豎直方向 判斷圖甲 乙中小球是否受到斜面的彈力作用 圖3 1 3 審題指導(dǎo) 解決此題的關(guān)鍵有兩點(diǎn) 1 理解彈力產(chǎn)生的條件 接觸 形變 2 可根據(jù)假設(shè)法或狀態(tài)法分析 解析 假設(shè)法 假設(shè)兩圖中的斜面不存在 則甲圖中小球無(wú)法在原位置保持靜止 乙圖中小球仍靜止 故甲圖中小球受到斜面的彈力 乙圖中小球不受斜面的彈力 狀態(tài)法 如兩圖中斜面均對(duì)小球有彈力作用 則甲圖中小球?qū)⑷阅鼙３朱o止?fàn)顟B(tài) 乙圖中小球則不能保持靜止 所以乙圖中小球不受斜面彈力作用 甲圖中小球受到彈力作用 答案 見(jiàn)解析 借題發(fā)揮 彈力是接觸力 彈力與形變相生相伴 判斷是否存在彈力要抓住 接觸 形變 二者缺一不可 圖3 1 4 1 勻速前進(jìn)的車(chē)廂頂部用細(xì)線(xiàn)豎直懸掛一小球 如圖3 1 4所示 小球下方與一光滑斜面接觸 關(guān)于小球的受力 下列說(shuō)法正確的是 a 重力和細(xì)線(xiàn)對(duì)它的拉力b 重力 細(xì)線(xiàn)對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的彈力c 重力和斜面對(duì)它的支持力d 細(xì)線(xiàn)對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的支持力 解析 如果斜面對(duì)小球產(chǎn)生彈力 小球不會(huì)處于平衡狀態(tài) 所以斜面對(duì)小球不會(huì)產(chǎn)生彈力 a選項(xiàng)正確 答案 a 例2 在圖3 1 5所示圖中畫(huà)出物體p受到的各接觸點(diǎn)或面對(duì)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(dòng) 圖3 1 5 解析 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(diǎn)屬于點(diǎn)與球面相接觸 彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上 必過(guò)球心o b點(diǎn)屬于點(diǎn)與桿相接觸 彈力應(yīng)垂直于桿斜向上 丙中a b兩點(diǎn)都是球面與平面相接觸 彈力應(yīng)垂直于平面 且必過(guò)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(guò)球心 丁中小球p不管運(yùn)動(dòng)與否 都屬于平面與球面相接觸 彈力應(yīng)垂直于平面 且過(guò)球心 即向上 它們所受彈力的示意圖如圖所示 答案 見(jiàn)解析圖 2 畫(huà)出圖3 1 6中物體a受到的彈力的示意圖 圖3 1 6 解析 分析此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是確定接觸面 彈力垂直于接觸面指向受力物體 繩子的彈力沿繩子指向繩子收縮的方向 答案 如圖所示 例3 一根彈簧原長(zhǎng)為12cm 在彈性限度內(nèi)掛2n的物體時(shí)長(zhǎng)16cm 則 1 掛1n的物體時(shí)彈簧多長(zhǎng) 2 彈簧的長(zhǎng)度為22cm時(shí) 彈簧懸掛的物體重多少 思路點(diǎn)撥 首先弄清彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與彈簧的長(zhǎng)度 原長(zhǎng)的關(guān)系 其次要先求出彈