人教版必修1 第3章 2 彈力 課件（56張）.ppt

第三章 2彈力 課前預(yù)習(xí) 1 形變與彈性形變 1 形變 物體在力的作用下 發(fā)生改變 叫做形變 2 彈性形變 有些物體在形變后能夠 這種形變叫做彈性形變 2 彈力 1 概念 發(fā)生 的物體 由于要恢復(fù) 對與它 物體產(chǎn)生力的作用 這種力叫做彈力 彈性形變與彈力 形狀或體積 恢復(fù)原狀 彈性形變 原狀 接觸的 2 彈性限度 當(dāng)形變超過一定限度時 撤去作用力后 物體 這個限度叫彈性限度 3 彈力產(chǎn)生的條件 兩物體 有 形變 接觸處有擠壓或拉伸 不能完全恢復(fù)原來的形狀 接觸 彈性 1 常見彈力 平時所說的壓力 支持力和拉力都是彈力 繩中的彈力通常稱為 2 彈力的方向 1 壓力和支持力的方向 于物體的接觸面 指向被壓或被 的物體 2 繩的拉力沿著繩而指向繩 的方向 常見的幾種彈力 張力 垂直 支持 收縮 1 內(nèi)容 彈簧發(fā)生彈性形變時 彈力的大小f跟 成正比 2 表達(dá)式 f 其中k為彈簧的 單位 牛頓每米 符號 它的大小反映了彈簧的軟硬程度 胡克定律 彈簧伸長 或縮短 的長度x kx 勁度系數(shù) n m 判一判 1 所有形變在撤去外力后都能夠恢復(fù)原來的形狀 2 兩個接觸的物體間一定存在彈力 3 若兩物體間存在彈力 則它們一定接觸 4 支持力的方向垂直于物體的接觸面 5 彈簧的彈力總是與其形變量成正比 解析 頭頂受到的壓力的施力物體是壇子 受力物體是頭頂 它產(chǎn)生的直接原因是壇的形變 間接原因是物體受到的重力 a項正確 a 答案 30n解析 由胡可定律可知 80n能使彈簧伸長40個刻度 伸長一個刻度對應(yīng)的拉力是2n 若要指針正對刻度20 需要彈簧伸長15個刻度 此時的彈力應(yīng)為30n 課內(nèi)探究 如圖所示 將一個鋼球分別放在量杯 口大底小的普通茶杯和三角燒杯中 鋼球在各容器的底部與側(cè)壁相接觸 處于靜止?fàn)顟B(tài) 若鋼球和各容器都是光滑的 各容器的底部均處于水平面內(nèi) 各容器的側(cè)壁對鋼球有沒有彈力作用 探究一彈力有無的判斷 提示 在將容器的側(cè)壁去掉時 鋼球仍處于靜止 故各容器的側(cè)壁對鋼球沒有彈力作用 1 產(chǎn)生彈力必備的兩個條件 1 兩物體間相互接觸 2 發(fā)生彈性形變 2 判斷彈力有無的常見方法 1 直接判定 對于發(fā)生明顯形變的物體 如彈簧 橡皮條等 可根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件由形變直接判斷 2 對于形變不明顯的情況 通常用以下方法來判定 a 假設(shè)法 假設(shè)將與研究對象接觸的物體撤去 判斷研究對象的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變 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 b 替換法 可以將硬的 形變不明顯的施力物體用軟的 易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換 看能不能維持原來的力學(xué)狀態(tài) 如將側(cè)壁 斜面用海綿來替換 將硬桿用輕彈簧 橡皮條 或細(xì)繩來替換 c 狀態(tài)法 因為物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相吻合 所以可以依據(jù)物體的運動狀態(tài)由相應(yīng)的規(guī)律 如二力平衡知識等 來判斷物體間的彈力 特別提醒 接觸的物體間不一定存在彈力 但兩物體間若有彈力 則它們一定接觸 b 解析 判斷a b兩球間有無彈力 要依據(jù)彈力產(chǎn)生的兩個條件 一是相互接觸 二是發(fā)生彈性形變 四個選項中都滿足了接觸這一條件 但是否發(fā)生了形變難于觀察 這時可以利用 假設(shè)法 來判斷 在a圖中 若拿去a球 則b球仍靜止不動 故a b間沒有擠壓 即a b間沒有彈力 在b圖中 若拿去a球 則b球?qū)⑾蜃筮\動 故a b間存在相互擠壓 故a b間存在彈力 在c圖中 若拿去a球 則b球靜止 即a b間沒有擠壓 即a b間沒有彈力 在d圖中若拿去斜面a 則b球可能靜止 即a b間可能沒有擠壓 即a b間可能沒有彈力 故a b間一定有彈力的是b圖 解析 撤掉繩1 小球仍靜止 說明繩1對小球沒有拉力 則小球只受重力和繩2的拉力作用 故選項a正確 a 體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺 如圖所示 足球與斜臺作用時斜臺給足球的彈力方向如何 提示 足球所受彈力方向垂直于斜臺指向足球 探究二彈力方向的判定 1 常見的三種接觸方式 2 常見三類彈力的方向 特別提醒 1 壓力 支持力的方向都垂直于接觸面 確定它們方向的關(guān)鍵是找準(zhǔn)它們的接觸面或接觸點的切面 2 輕桿的彈力方向具有不確定性 一般要根據(jù)物體的運動狀態(tài)結(jié)合平衡條件確定輕桿的彈力方向 解題指導(dǎo) 判斷彈力方向應(yīng)把握以下三種情況 1 當(dāng)面 或曲面 接觸 彈力垂直于面 2 繩上彈力沿繩并指向繩收縮方向 3 與球面接觸的彈力方向延長線或反向延長線過球心 解析 甲屬于繩的拉力 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點屬于點與球面相接觸 彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上 必過球心o b點屬于點與桿相接觸 彈力應(yīng)垂直于桿斜向上 丙中a b兩點都是球面與平面相接觸 彈力應(yīng)垂直于平面 且必過球心 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 且都過球心 丁中小球p不管運動與否 都是屬于平面與球面相接觸 彈力應(yīng)垂直于平面 且過球心 即向上 它們所受彈力的示意圖如圖所示 解析 支持力的方向總是垂直于接觸面指向被支持的物體 選項c正確 c 提示 1 否 2 越大 探究三彈力大小的計算 1 彈簧的彈力 1 應(yīng)用胡克定律f kx求解 其中x為彈簧的形變量 可能為伸長量l l0 也可能為縮短量l0 l k為彈簧的勁度系數(shù) k只與彈簧本身有關(guān) 由彈簧本身的材料 長度 粗細(xì) 匝數(shù)等因素決定 它反映了彈簧的軟硬程度 k越大 彈簧越硬 其長度越難改變 2 彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用f x圖象表示 如圖 圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù) 3 由于f1 kx1 f2 kx2 故 f f2 f1 kx2 kx1 k x2 x1 k x 因此 彈簧上彈力的變化量 f與形變量的變化量也成正比關(guān)系 即 f k x 2 非彈簧的彈力大小的計算彈力的大小與物體的形變程度有關(guān) 一般要借助物體的運動狀態(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 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 特別提醒 1 無論是應(yīng)用胡克定律計算彈簧彈力大小還是判斷彈簧彈力方向 都要注意彈簧是被拉伸 還是被壓縮 2 物體不處于平衡狀態(tài)時 物體所受的拉力或支持力不等于物體所受的重力 b 解題指導(dǎo) 求解此題應(yīng)特別注意 球在a處時彈簧已經(jīng)縮短了一定長度 解析 設(shè)球在a處時彈簧已壓縮了 x 球平衡時彈力fa g k x 球在b處時 彈簧又壓縮x 球再達(dá)平衡時彈力fb k x x g kx 故選項b是正確的 此題易錯選a項 原因是x并非球在b處時彈簧的變化量 即非彈簧壓縮后與原長的差值 a 解析 彈簧拉伸或壓縮必然兩端同時受力才可 只有一端有力時彈簧不會被拉伸或壓縮 因彈簧均是拉住一相同質(zhì)量小球 則彈力一樣大 a正確 1 實驗原理 1 彈簧受力會發(fā)生形變 形變的大小與受到的外力有關(guān) 沿著彈簧的方向拉彈簧 當(dāng)形變穩(wěn)定時 彈簧的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的 用懸掛法測量彈簧的彈力 利用的是彈簧靜止時彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等 2 彈簧的長度可用刻度尺直接測出 伸長量可由彈簧拉長后的長度減去彈簧的原長來計算 3 建立坐標(biāo)系 以縱坐標(biāo)表示彈力大小f 以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量x 在坐標(biāo)系中描出實驗所測得的各組 x f 對應(yīng)的點 用平滑的曲線連接起來 根據(jù)實驗所得的圖線 就可探究彈力大小與伸長量間的關(guān)系 探究四實驗 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 2 實驗器材輕彈簧 鉤碼 一盒 刻度尺 鐵架臺 三角板 重垂線 坐標(biāo)紙 3 實驗步驟 1 按圖安裝實驗裝置 記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度l0 2 在彈簧下懸掛一個鉤碼 平衡時記下彈簧的總長度并記下鉤碼的重力 3 增加鉤碼的個數(shù) 重復(fù)上述實驗過程 將數(shù)據(jù)填入表格 以f表示彈力 l表示彈簧的總長度 x l l0表示彈簧的伸長量 5 注意事項 1 所掛鉤碼不要過重 以免彈簧被過分拉伸 超出它的彈性限度 2 每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些 從而使坐標(biāo)上描的點盡可能稀一些 這樣作出的圖線更精確 3 測彈簧長度時 一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量 刻度尺要保持豎直并靠近彈簧 以免增大誤差 4 描點畫線時 所描的點不一定都落在一條曲線上 但應(yīng)注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè) 5 記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力與彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位 1 寫出該圖線的數(shù)學(xué)表達(dá)式f n 2 圖線與橫軸的交點的物理意義是 3 該彈簧的勁度系數(shù)k n m 4 圖線延長后與縱軸的交點的物理意義是 30l 1 8 彈簧原長 30 彈簧被壓縮1cm時的彈力為0 3n 1 在安裝刻度尺時 必須使刻度尺保持 狀態(tài) 2 他通過實驗得到如圖 b 所示的彈力大小f與彈簧長度x的關(guān)系圖線 由此圖線可得該彈簧的原長x0 cm 勁度系數(shù)k n m 3 他又利用本實驗原理把該彈簧做成一把彈簧秤 當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖 c 所示時 該彈