高中物理 4.2《形變與彈力》14課件 魯科版必修1.ppt

2020 2 9 4 2形變與彈力 2020 2 9 1 了解形變 彈性形變 范性形變的概念 2 知道什么是彈力以及彈力產(chǎn)生的條件 并能在力的圖示或力的示意圖中正確畫出它們的方向 3 知道最大靜摩擦力 會計算滑動摩擦力的大小 4 掌握胡克定律 并能利用其進行有關(guān)的計算 2020 2 9 生活中的現(xiàn)象 2020 2 9 2020 2 9 一 形變 1 形變的概念 物體發(fā)生的伸長 縮短 彎曲等形狀 體積的變化稱為形變 2 形變的種類 1 撤去外力后能夠恢復(fù)原狀的形變即彈性體發(fā)生的形變叫做彈性形變 2 撤去外力后不能夠恢復(fù)原狀的形變叫做范性形變 3 形變的原因 物體受到外力的作用 2020 2 9 對物體的微小形變 我們可以想辦法用某種裝置來驗證其存在 下面請同學(xué)們觀察玻璃瓶的微小形變 放大的思想 2020 2 9 4 彈性限度 彈性體的形變達到一定值時 即使撤去外力 物體也不能再恢復(fù)原狀 這個值叫彈性限度 2020 2 9 二 彈力 形變的原因是物體受到了力 形變后的物體要恢復(fù)原狀 那么它會對跟它接觸的物體產(chǎn)生什么樣的作用呢 2020 2 9 我們要用較大的力才能把弓拉緊 釋放之后 箭才能飛速射出 2020 2 9 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 這種力叫做彈力 2 彈力產(chǎn)生的條件 1 直接接觸 2 有彈性形變 缺一不可 2020 2 9 3 彈力的方向 1 支撐類 平面與平面 平面與曲面 木塊壓在桌面上 使桌面有一向下的形變 球壓在擋板上使擋板發(fā)生形變 垂直于接觸面 指向被支持物 2020 2 9 2 繩索類 小球的作用使繩子伸長而形變 伸長的繩子要恢復(fù)原長 就要對使它伸長的小球產(chǎn)生彈力 彈力的方向指向繩子收縮的方向 2020 2 9 3 彈簧類 彈簧被拉伸時 彈簧被壓縮時 彈力彈簧沿收縮的方向 彈力彈簧沿伸長的方向 彈力的方向總是與物體形變的趨向相反 2020 2 9 例題1 如右圖所示 物體a靜置于水平桌面上 下列關(guān)于物體所受作用力的說法中正確的是 a 桌面受到的壓力就是物體的重力b 桌面受到的壓力是由于它本身發(fā)生了微小的形變而產(chǎn)生的c 桌面由于發(fā)生了微小形變而對物體產(chǎn)生了垂直于桌面的支持力d 物體由于發(fā)生了微小形變而對桌子產(chǎn)生了垂直于桌面的壓力 cd 2020 2 9 1 下列關(guān)于彈力方向的說法正確的是 a 彈力的方向總是垂直于接觸面并指向使其發(fā)生形變的物體 b 彈力的方向總是豎直的 c 彈力的方向總是與形變的趨向相反 d 彈力的方向總與形變的方向一致 ac 2020 2 9 彈力的大小與物體的形變程度有關(guān) 形變越大 彈力越大 形變消失 彈力隨著消失 4 彈力的大小 1 彈力的大小與物體的形變程度的關(guān)系 2020 2 9 實驗器材 鐵架臺 下端帶掛鉤的彈簧 50g的鉤碼若干 刻度尺等 彈簧伸長量與彈力關(guān)系 彈力隨彈簧伸長量的增加而增加 探究彈力與物體形變的哪些因素有關(guān) 2020 2 9 2 胡克定律 內(nèi)容在彈性限度內(nèi) 彈性體彈力的大小與彈性體伸長 或縮短 的長度成正比 公式f kx 比例系數(shù)k叫做勁度系數(shù) 其單位是n m 大小與彈簧的材料 形狀 長度有關(guān) x為彈簧長度的改變量 而不是彈簧的長度 2020 2 9 例題2 一輕彈簧 原長10cm 勁度系數(shù)k 1000n m 受到20n的拉力作用 仍在彈簧的彈性限度內(nèi) 求此時彈簧的長度 解 已知拉力f 20n 勁度系數(shù)k 1000n m根據(jù)胡克定律f kx得彈簧的伸長量x 2cm又知彈簧的原長l0 10cm故彈簧的總長度l l0 x 12cm 2020 2 9 2 如右圖所示 一勁度系數(shù)為k的彈簧 下端懸掛一重物 重物質(zhì)量為m 平衡時物體在a位置 現(xiàn)用力將物體由a向下拉長x至b位置 則此時彈簧的彈力為 a kxb mg kxc mg kxd 以上說法都不正確 b 2020 2 9 3 豎直懸掛的彈簧下端 掛一重為4n的物體時 彈簧長度為12cm 掛重為6n的物體時 彈簧長度為13cm 則彈簧原長為 cm 勁度系數(shù)為 n m 200 10 2020 2 9 三 知識拓展 1 彈力有無的判斷 1 根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接判斷根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力 此方法多用來判斷形變較明顯的情況 2 利用假設(shè)法判斷對形變不明顯的情況 可假設(shè)兩個物體間彈力不存在 看物體還能否保持原有的狀態(tài) 若運動狀態(tài)不變 則此處不存在彈力 若運動狀態(tài)改變 則此處一定存在彈力 2020 2 9 分析 圖中細線豎直 斜面光滑 因去掉斜面體 小球的狀態(tài)不變 故小球只受細線的拉力 不受斜面的支持力 m 例如 用細線懸掛的小球與斜面體接觸 細線豎直 小球靜止不動 試判斷小球是否受斜面體的彈力作用 同樣的方法 也可判斷出球與水平地面間有彈力與豎直墻壁間無彈力 2020 2 9 2 幾種常見模型中彈力方向的確定 2020 2 9 例題3 已知物體a均處于靜止?fàn)顟B(tài) 試分析物體a受到的彈力 a a 2020 2 9 4 如右圖所示 一小球用兩根輕繩懸掛于天花板上 球靜止 繩1傾斜 繩2恰好豎直 則小球所受的作用力有 a 1個b 2個c 3個d 4個 b 2020 2 9 儲存能量功能 例如 拉滿的弓