物理必修ⅰ滬科版形變的力精品課件

1、13.2變形的力課件變形的力課件 2課標(biāo)定位：課標(biāo)定位：應(yīng)用：應(yīng)用：1. 分析彈力的方向分析彈力的方向2利用胡克定律進(jìn)行簡單計(jì)算利用胡克定律進(jìn)行簡單計(jì)算理解：理解：1. 彈力產(chǎn)生的條件彈力產(chǎn)生的條件2胡克定律胡克定律認(rèn)識：認(rèn)識：1. 彈性形變的概念及種類彈性形變的概念及種類2彈力的概念，判斷彈力是否存在的方法彈力的概念，判斷彈力是否存在的方法3第第三三節(jié)節(jié)核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案課標(biāo)定位課標(biāo)定位4課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、物體的形變一、物體的形變1形變：物體形變：物體_或或_的變化的變化2彈性形變：撤去外力作用后物體彈性

2、形變：撤去外力作用后物體_的形變的形變彈性限度：能夠完全彈性限度：能夠完全_的物體的形變量的物體的形變量的最大限度的最大限度3范性形變：撤去外力后物體的形變或多或少范性形變：撤去外力后物體的形變或多或少仍有保留而不能仍有保留而不能_的形變的形變形狀形狀體積體積能恢復(fù)原狀能恢復(fù)原狀恢復(fù)形狀恢復(fù)形狀復(fù)原復(fù)原5二、什么是彈力二、什么是彈力1 定 義 ： 發(fā) 生 彈 性 形 變 的 物 體 由 于 要 定 義 ： 發(fā) 生 彈 性 形 變 的 物 體 由 于 要_，對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用，對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力力2 方 向 ： 與 引 起 形 變 的 作 用 力 的 方 向 方 向 ： 與 引

3、 起 形 變 的 作 用 力 的 方 向_3產(chǎn)生條件：物體間產(chǎn)生條件：物體間_且接觸處且接觸處_恢復(fù)原狀恢復(fù)原狀相反相反直接接觸直接接觸發(fā)生形變發(fā)生形變6思考感悟思考感悟相互接觸的物體間一定存在彈力作用嗎？相互接觸的物體間一定存在彈力作用嗎？提示：提示：彈力產(chǎn)生的條件有兩個(gè)：相互接觸和相彈力產(chǎn)生的條件有兩個(gè)：相互接觸和相互擠壓，這兩個(gè)條件必須同時(shí)具備才能產(chǎn)生彈互擠壓，這兩個(gè)條件必須同時(shí)具備才能產(chǎn)生彈力因此兩個(gè)相互接觸的物體，如果不能判斷力因此兩個(gè)相互接觸的物體，如果不能判斷它們是否相互擠壓，則無法判斷它們之間是否它們是否相互擠壓，則無法判斷它們之間是否一定存在彈力作用一定存在彈力作用7三、常見

4、的彈力三、常見的彈力1 壓 力 和 支 持 力 ： 方 向 垂 直 于 物 體 的 壓 力 和 支 持 力 ： 方 向 垂 直 于 物 體 的_2繩的拉力：方向沿著繩而指向繩繩的拉力：方向沿著繩而指向繩_的方的方向向3彈力的大?。号c彈性形變的大小有關(guān)，彈彈力的大?。号c彈性形變的大小有關(guān)，彈性形變越大，彈力也性形變越大，彈力也_，形變消失，彈，形變消失，彈力隨著力隨著_4實(shí)驗(yàn)探究：彈力與彈簧伸長的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究：彈力與彈簧伸長的關(guān)系接觸面接觸面收縮收縮越大越大消失消失8(1)實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺、彈簧、實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺、彈簧、_、鉤碼若干、坐標(biāo)紙鉤碼若干、坐標(biāo)紙(2)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程將彈簧的一端掛在鐵

5、架臺上，讓其自然下垂，將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長度，即原用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長度，即原長長如圖如圖231所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時(shí)測出彈簧的總長簧的下端，在平衡時(shí)測出彈簧的總長l并計(jì)算鉤并計(jì)算鉤碼的重力碼的重力F及對應(yīng)的伸長量及對應(yīng)的伸長量x，填寫在記錄表格，填寫在記錄表格里里毫米刻度尺毫米刻度尺9圖圖2311012345F/Nl/mx/m(ll0)以彈力以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力大小等于所掛鉤碼的重力)為為_坐標(biāo)，以彈簧的伸長量坐標(biāo)，以彈簧的伸長量x為為_坐標(biāo)，用描點(diǎn)坐標(biāo)，用描點(diǎn)

6、法作圖連接各點(diǎn)，得出彈力法作圖連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長量隨彈簧伸長量x變化的圖線變化的圖線縱縱橫橫11分析圖像得出結(jié)論分析圖像得出結(jié)論(3)胡克定律胡克定律內(nèi)容：在內(nèi)容：在_內(nèi)，彈力和彈簧形變大內(nèi)，彈力和彈簧形變大小小(伸長或縮短的量伸長或縮短的量)成成_公式：公式：Fkx，其中，其中k稱為彈簧的稱為彈簧的_，單位是牛頓每米，符號是單位是牛頓每米，符號是N/m.彈性限度彈性限度正比正比勁度系數(shù)勁度系數(shù)12核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、彈力是否存在的判斷方法一、彈力是否存在的判斷方法1根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件來判斷，彈力產(chǎn)生的根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件來判斷，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

7、性條件有兩個(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)滿足才有彈力產(chǎn)形變，兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足才有彈力產(chǎn)生生2對于形變不明顯的情況，可用以下兩種方對于形變不明顯的情況，可用以下兩種方法來判斷法來判斷(1)利用假設(shè)法判斷利用假設(shè)法判斷13可假設(shè)在該處把與物體接觸的另一物體去掉看可假設(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的狀態(tài)，若能保此物體還能否在原位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)則說明物體間無彈力作用；否則，持原來的狀態(tài)則說明物體間無彈力作用；否則，有彈力作用有彈力作用(2)利用力的作用效果分析利用力的作用效果分析如果相互接觸的物體間存在彈力，則必有相應(yīng)的

8、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)動狀態(tài)，看物體的受力是否與物體的運(yùn)動體的運(yùn)動狀態(tài)，看物體的受力是否與物體的運(yùn)動狀態(tài)相符合，從而確定物體所受彈力的有無狀態(tài)相符合，從而確定物體所受彈力的有無14特別提醒：特別提醒：相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件，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)生才有彈力產(chǎn)生15即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試

9、牛刀)1.下面關(guān)于彈力的說法中正確的是下面關(guān)于彈力的說法中正確的是()A兩物體直接接觸就一定有彈力作用兩物體直接接觸就一定有彈力作用B不直接接觸的物體間一定沒有彈力作用不直接接觸的物體間一定沒有彈力作用C直接接觸的物體之間發(fā)生了彈性形變就直接接觸的物體之間發(fā)生了彈性形變就一定有彈力產(chǎn)生一定有彈力產(chǎn)生D只要物體發(fā)生彈性形變就一定有彈力產(chǎn)只要物體發(fā)生彈性形變就一定有彈力產(chǎn)生生答案：答案：BC16二、彈力方向的確定二、彈力方向的確定彈力的方向與施力物體形變方向相反，作用彈力的方向與施力物體形變方向相反，作用在受力物體上，幾種常見情況如下表：在受力物體上，幾種常見情況如下表：17類型類型方向方向圖示圖

10、示接觸接觸方式方式面與面面與面垂直公共接觸垂直公共接觸面面點(diǎn)與面點(diǎn)與面過點(diǎn)垂直于面過點(diǎn)垂直于面點(diǎn)與點(diǎn)點(diǎn)與點(diǎn)垂直于切面垂直于切面18類型類型方向方向圖示圖示輕繩輕繩沿繩收縮方向沿繩收縮方向輕桿輕桿可沿桿可沿桿可不沿桿可不沿桿輕彈簧輕彈簧沿彈簧形變的反方向沿彈簧形變的反方向19特別提醒：特別提醒：判斷彈力方向的方法是：先明確判斷彈力方向的方法是：先明確兩物體之間作用的類型，再根據(jù)各種類型的兩物體之間作用的類型，再根據(jù)各種類型的特點(diǎn)來判斷彈力的方向特點(diǎn)來判斷彈力的方向20即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2.如圖如圖232球球A在斜面上，被豎直擋板擋住而在斜面上，被豎直擋板擋住

11、而處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于球處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于球A所受的彈力，以下說法所受的彈力，以下說法正確的是正確的是()圖圖23221AA物體僅受一個(gè)彈力作用，彈力的方向垂直斜物體僅受一個(gè)彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上面向上BA物體受兩個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向左，一個(gè)物體受兩個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向左，一個(gè)垂直斜面向下垂直斜面向下CA物體受兩個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向右，一個(gè)物體受兩個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向右，一個(gè)垂直斜面向上垂直斜面向上DA物體受三個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向右，一個(gè)物體受三個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向右，一個(gè)垂直斜面向上，一個(gè)豎直向下垂直斜面向上，一個(gè)豎直向下解析：解析：選選C.球球A受重力豎直向下，與豎直擋

12、板和斜受重力豎直向下，與豎直擋板和斜面都有擠壓斜面給它一個(gè)支持力，垂直斜面向面都有擠壓斜面給它一個(gè)支持力，垂直斜面向上；擋板給它一個(gè)支持力，水平向右，故選項(xiàng)上；擋板給它一個(gè)支持力，水平向右，故選項(xiàng)C正確正確22三、彈力大小的計(jì)算三、彈力大小的計(jì)算1彈簧的彈力彈簧的彈力(1)應(yīng)用胡克定律應(yīng)用胡克定律Fkx求解求解其中其中x為彈簧的形變量為彈簧的形變量(可能為伸長量，也可能可能為伸長量，也可能為縮短量為縮短量)，k為彈簧的勁度系數(shù)，只與彈簧本為彈簧的勁度系數(shù)，只與彈簧本身有關(guān)，由彈簧本身的材料、長度、粗細(xì)、匝身有關(guān)，由彈簧本身的材料、長度、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定數(shù)等因素決定(2)彈力與彈簧伸長量的關(guān)

13、系可用彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用Fx圖像表圖像表示，如圖示，如圖233，圖線的斜率即為彈簧的勁，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)度系數(shù)23圖圖23324(3)彈簧上彈力的變化量彈簧上彈力的變化量F與形變量的變化量與形變量的變化量也成正比關(guān)系，即也成正比關(guān)系，即Fkx.2除彈簧這樣的彈性體之外的彈力大小的計(jì)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)動狀態(tài)所遵循的物理算，一般要借助物體的運(yùn)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(shí)，物體受繩向上的拉力和重力作靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，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

14、小等于物用根據(jù)二力平衡，可知繩的拉力大小等于物體重力的大小體重力的大小25即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)3.如圖如圖234所示，一勁度系數(shù)為所示，一勁度系數(shù)為k、原長為、原長為l0的輕彈簧，上端固定在天花板上，下端懸掛的輕彈簧，上端固定在天花板上，下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)彈的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)彈簧的形變在彈性限度內(nèi)已知重力加速度為簧的形變在彈性限度內(nèi)已知重力加速度為g.下列判斷正確的是下列判斷正確的是()26圖圖2342728課堂互動講練課堂互動講練彈力有無的判斷彈力有無的判斷 判斷圖判斷圖235甲、乙、丙中小球是否受到甲、乙、丙中小

15、球是否受到彈力作用，若受到彈力，請指出其施力物體彈力作用，若受到彈力，請指出其施力物體圖圖23529【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】從彈力的產(chǎn)生條件和效果分析從彈力的產(chǎn)生條件和效果分析【精講精析】【精講精析】用用“消除法消除法”來判斷小球是否受來判斷小球是否受斜面的彈力，若將三個(gè)圖中的斜面去掉，則甲圖斜面的彈力，若將三個(gè)圖中的斜面去掉，則甲圖中小球無法在原位置靜止，乙和丙兩圖中小球仍中小球無法在原位置靜止，乙和丙兩圖中小球仍靜止，甲圖中小球受到斜面的彈力，施力物體是靜止，甲圖中小球受到斜面的彈力，施力物體是斜面，同時(shí)受細(xì)繩的彈力，施力物體是細(xì)繩；乙斜面，同時(shí)受細(xì)繩的彈力，施力物體是細(xì)繩；乙圖中小球只受

16、到細(xì)繩的彈力，不受斜面的彈力；圖中小球只受到細(xì)繩的彈力，不受斜面的彈力；丙圖中小球只受水平面的彈力，不受斜面的彈丙圖中小球只受水平面的彈力，不受斜面的彈力力30【答案】【答案】甲圖中小球受到繩的拉力和斜面的支甲圖中小球受到繩的拉力和斜面的支持力；乙圖中小球受到繩的拉力；丙圖中小球受持力；乙圖中小球受到繩的拉力；丙圖中小球受到水平面的支持力到水平面的支持力【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】在處理彈力問題時(shí)，判斷接觸面在處理彈力問題時(shí)，判斷接觸面間是否擠壓間是否擠壓(或拉伸或拉伸)是判斷彈力有無的重要方是判斷彈力有無的重要方法一般地，判斷接觸面間是否存在擠壓法一般地，判斷接觸面間是否存在擠壓(或拉或拉伸伸)

17、的條件，也經(jīng)常采用的條件，也經(jīng)常采用“假設(shè)法假設(shè)法”，即如果物，即如果物體間有擠壓體間有擠壓(或拉伸或拉伸)，則受到某一彈力，當(dāng)受到，則受到某一彈力，當(dāng)受到這一彈力后物體能否處于當(dāng)時(shí)的狀態(tài)，如果不能，這一彈力后物體能否處于當(dāng)時(shí)的狀態(tài)，如果不能，則此彈力不存在則此彈力不存在31變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1在圖在圖236中，中，A、B兩球間一定兩球間一定有彈力作用的是有彈力作用的是()圖圖23632解析：解析：選選B.在具體判斷有沒有擠壓時(shí)，我們用在具體判斷有沒有擠壓時(shí)，我們用“拿去法拿去法”進(jìn)行判斷，在進(jìn)行判斷，在A中，若拿去中，若拿去A球，則球，則B球靜止不動，故球靜止不動，故A、B間沒有擠壓，故間沒有

18、擠壓，故A、B間沒間沒有彈力在有彈力在B中，若拿去中，若拿去A球，則球，則B球向左動，故球向左動，故A、B間存在相互擠壓，存在彈力在間存在相互擠壓，存在彈力在C中，若拿中，若拿去去A球，則球，則B球靜止，故球靜止，故A、B間沒有擠壓，沒有間沒有擠壓，沒有彈力在彈力在D中，若拿去中，若拿去A球及容器壁，則球及容器壁，則B球向右球向右動，故動，故B對容器右壁有擠壓，而對對容器右壁有擠壓，而對A球沒有擠壓，球沒有擠壓，A、B間沒有彈力間沒有彈力33彈力方向的判斷彈力方向的判斷 在圖在圖237所示圖中畫出物體所示圖中畫出物體P受到的各受到的各接觸點(diǎn)或面對它的彈力的示意圖，其中甲、乙、接觸點(diǎn)或面對它的彈

19、力的示意圖，其中甲、乙、丙中物體丙中物體P處于靜止?fàn)顟B(tài)，丁中物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，丁中物體P(即球即球)在水在水平面上勻速滾動平面上勻速滾動圖圖23734【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】判斷彈力方向應(yīng)把握以下三種情判斷彈力方向應(yīng)把握以下三種情況：況：(1)當(dāng)面當(dāng)面(或曲面或曲面)接觸，彈力垂直于面接觸，彈力垂直于面(2)繩上彈力沿繩并指向繩收縮方向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與球面接觸的彈力方向延長線或反向延長線過球心過球心35【精講精析】【精講精析】甲屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指向甲屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上；乙中繩收縮的方向，因此彈

20、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，必過球心的切面斜向上，必過球心O，B點(diǎn)屬于點(diǎn)與桿相點(diǎn)屬于點(diǎn)與桿相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上；丙中接觸，彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上；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，且必過球心，所以于平面，且必過球心，所以A處彈力方向水平處彈力方向水平向右，向右，B處彈力垂直于斜面向左上方，且都過處彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心；丁中小球球心；丁中小球P不管運(yùn)動與否，都是屬于平不管運(yùn)動與否，都是屬于平面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且過球面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且過球心，即豎直向上心，即豎直向上36它們所受彈力的示意圖如圖它們所受彈力的示意圖如圖238所示所示圖圖238【答案】【答案】見精講精析見精講精析37 如圖如圖239所示，兩木塊質(zhì)量分別為所示，兩木塊質(zhì)量分別為m1和和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和和k2，上面，上面木塊壓在上面的彈簧上木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接但不拴接)，整個(gè)系統(tǒng)處，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)試求兩彈簧的壓縮量于平衡狀態(tài)試求兩彈簧的壓縮量x1和和x2.胡克定律的應(yīng)用胡克定律的應(yīng)用38圖