彈力(課件)高中物理

01形變02彈力03胡克定律04典例分析目錄/contents知識回顧2、力的作用效果有哪些？①改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(動(dòng)力效果)②使物體發(fā)生形變（靜力效果）【產(chǎn)生加速度】1、力的三要素？大小、方向、作用點(diǎn)。Part.01形變1、接觸力:物體與物體直接接觸才發(fā)生的力。例如：拉力、壓力、支持力、彈力、摩擦力2、非接觸力：物體與物體不接觸就可發(fā)生的力。例如：重力、電場力、磁場力。（所有場力都是非接觸力、四類基本相互作用都是非接觸力）接觸力與非接觸力形變：物體在力的作用下的形狀或體積會發(fā)生改變。形變想一想：任何物體受到力，是否一定發(fā)生形變？一定發(fā)生形變，只是有的形變明顯（明顯形變），有的不明顯（微小形變）。一塊剖面為三角形的有機(jī)玻璃壓在另一塊有機(jī)玻璃上，發(fā)生的形變?nèi)庋鄄荒芸闯?。但是形變后，?dāng)特殊的光通過有機(jī)玻璃不同部位時(shí)，產(chǎn)生的花紋會發(fā)生變化，利用儀器可以看到這種差異。微小形變放大微小形變放大（1）按形變的形式分類：拉伸形變壓縮形變彎曲形變扭轉(zhuǎn)形變（2）按形變程度分

（3）按形變效果分

（可否恢復(fù)）明顯形變:肉眼可直接觀察到微小形變:肉眼不易直接觀察到塑性形變（非彈性形變）：例如橡皮泥、保險(xiǎn)絲彈性形變：例如彈簧發(fā)生形變的物體在停止受力后，能恢復(fù)原狀的形變稱為彈性形變彈性限度如果形變過大，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(gè)限度叫彈性限度形變：物體在力作用下形狀或體積發(fā)生改變彈性形變：有些物體在力的作用下發(fā)生形變，力撤消后又能夠恢復(fù)原狀。非彈性形變：生活中還有些物體發(fā)生形變并撤消力以后不能恢復(fù)原狀，如橡皮泥、保險(xiǎn)絲等。【例題】如圖所示，取一只扁玻璃瓶，里面盛滿水，用穿有透明細(xì)管的橡皮塞封口，使水面位于細(xì)管中。用手捏玻璃瓶，可以看到透明細(xì)管中的水面變化，這一實(shí)驗(yàn)的目的是（）A．說明玻璃瓶中水的體積發(fā)生了變化B．驗(yàn)證液體的流動(dòng)性C．驗(yàn)證彈力的大小跟形變量成正比D．說明外力可以使玻璃瓶發(fā)生形變D小試牛刀Part.02彈力1.定義發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力稱為彈力。施力物體受力物體2.彈力產(chǎn)生條件相互接觸發(fā)生彈性形變（相互擠壓）兩者需同時(shí)滿足3、彈力產(chǎn)生過程彈力產(chǎn)生過程：力→形變→在恢復(fù)原狀→對接觸物體生作用桌面發(fā)生彈性形變在恢復(fù)時(shí)物體受到支持力FN物體發(fā)生彈性形變在恢復(fù)時(shí)FN物體受到支持力桌面受到壓力桌面受到的壓力4.常見彈力（拉力、壓力、支持力）的方向壓力和支持力的方向：總是垂直于接觸面指向受力物體.（2）壓力：由于被支持物體發(fā)生形變，而對支持物產(chǎn)生的彈力。壓力的方向總是垂直于接觸面，指向被壓的物體。（1）支持力：支持面發(fā)生形變，對被支持的物體產(chǎn)生的彈力。支持力的方向總是垂直支持面，指向被支持的物體。沒受到拉力時(shí)繩子形變方向拉力受到拉力時(shí)繩子變長繩被拉長而對所拉物體產(chǎn)生的彈力，通常稱為拉力．拉力的方向總是沿繩而指向繩收縮的方向．Ａ彈簧產(chǎn)生的彈力方向：沿彈簧的中心軸線指向彈簧恢復(fù)原狀的方向。彈力的方向指向物體恢復(fù)形變的方向彈力的方向與物體的形變方向相反輕桿彈力方向：不一定沿桿，要根據(jù)受力情況確定注意被跳水運(yùn)動(dòng)員壓彎的跳板，要恢復(fù)原狀，對上面的人產(chǎn)生彈力（支持力）人的腳發(fā)生形變，對跳板，產(chǎn)生彈力（壓力）彈簧發(fā)生壓縮形變，要恢復(fù)原狀，對手有向上的彈力。手發(fā)生擠壓形變，要恢復(fù)原狀，對彈簧有向下的彈力。議一議描述彈力產(chǎn)生的過程并指出彈力的方向？【例題】在下列各圖中，a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)，且接觸面均光滑，a、b間一定有彈力的是()

A.

B.

C.

D.

B【例題】分析書放在桌面或傾斜木板上時(shí),書和木板所受的彈力書木板書板N1N1N2N2【例題】下列說法正確的是：()A、木塊放在桌面上受到向上的支持力，這是木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的。B、用一根細(xì)竹竿撥動(dòng)水中的木頭，木頭受到竹竿的推力，這是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的。C、繩對物體的拉力方向總是豎直向上。D、掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是由于電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的。D【例題】已知物體甲和乙之間有彈力的作用，那么（）A、物體甲和乙必定直接接觸，且都發(fā)生形變B、物體甲和乙不一定直接接觸，但必定都發(fā)生形變C、物體甲和乙必定直接接觸，但不一定都發(fā)生形變D、物體中和乙不一定直接接觸；也不一定都發(fā)生形變A【例題】關(guān)于彈力的下列說法中,正確的是：()A、只有發(fā)生彈性形變的物體，才會對它接觸的物體產(chǎn)生彈力。B、只有受彈簧作用的物體才受到彈力。C、通常所說的壓力、支持力和繩子的拉力都是彈力。D、壓力和支持力的方向總是垂直接觸面。CDPart.03胡克定律彈簧彈力和伸長量的關(guān)系怎樣？想一想彈簧的彈力大小與形變量有什么關(guān)系兩者在量的大小上有定量關(guān)系由待測參量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并組裝儀器測量并記錄彈力F與形變量x大小提出問題大膽猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論探究彈簧的彈力和形變量大小的關(guān)系建立F-x坐標(biāo)系，描點(diǎn)、連線提出問題大膽猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論在彈簧的彈性限度內(nèi)，彈力F與形變量x的大小成正比關(guān)系。即：F=kx（胡克定律）

提出問題大膽猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論比較胡克定律中不同彈簧的k值是否相同※不同彈簧的k值不同是因?yàn)閺椈傻能浻膊煌！鵮為彈簧的勁度系數(shù)，由彈簧自身結(jié)構(gòu)決定，單位是N/m。提出問題大膽猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論交流合作注意事項(xiàng)：（1）所掛鉤碼不要過重，以免彈簧超出它的彈性限度。（2）標(biāo)尺要豎直且靠近指針，每次改變鉤碼后要待系統(tǒng)穩(wěn)定后讀數(shù)。（3）讀指針刻度時(shí)，應(yīng)估讀到下一位.（4）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(diǎn)間距盡量大些，這樣作出的圖線更精確。（5）記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位。（6）盡量選用輕質(zhì)彈簧以便能忽略自身重力的影響。平視分布在線的兩側(cè)輕質(zhì)胡克定律1、內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。2、公式：(彈性限度內(nèi))彈簧的勁度系數(shù)（由彈簧本身的材料、長度、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定。）單位：牛頓每米或者牛頓每厘米符號：N/m或N/cm彈簧的形變量（伸長量或壓縮量）x=∣l-l0∣△F=K△XF

＝kx

ΔF——彈簧的彈力的變化量Δx——為彈簧的形變量的變化量

公式中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)，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．★對公式F＝kx的理解1．胡克定律的成立條件：彈簧的形變必須在彈性限度內(nèi)．2．彈簧的勁度系數(shù)k：它表示彈簧固有的力學(xué)性質(zhì)，大小由彈簧本身的物理?xiàng)l件，如材料、長度、截面積等決定．3．彈簧的形變量x：指彈簧的伸長量或縮短量，而不是彈簧的長度．4.彈簧秤的示數(shù)不顯示合力，只顯示一端的拉力。特別提醒F-x圖像:

?F?x斜率表示勁度系數(shù)k?F＝k?xF-l(彈簧長度）圖像:

F

l

abl1

l2

k1

k2

橫截距l(xiāng)1表原長斜率k1表勁度系數(shù)F

x

兩種圖像OO【總結(jié)歸納】(1)F-x(x為彈簧伸長量)圖像和F-l(l為彈簧長度)圖像中圖線的斜率均表示彈簧的勁度系數(shù)。(2)F-x圖線理論上應(yīng)是一條過原點(diǎn)的直線,但彈簧自重對實(shí)驗(yàn)造成的影響可引起F-x圖線發(fā)生平移。(3)F-l圖線與l軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示彈簧原長。課堂小結(jié)重力與彈力大小重力方向彈力胡克定律公式：F=kxG=mg豎直向下重心與物體的質(zhì)量和形狀有關(guān)條件方向1.接觸；2.發(fā)生彈性形變與施力物體的形變方向相反Part.04典例分析【判一判】判斷下列說法的正誤.(1)發(fā)生形變后的物體撤去外力后都能夠恢復(fù)原狀.(

)(2)海綿受擠壓會發(fā)生形變，桌面受擠壓不會發(fā)生形變.(

)(3)靜止在水平地面上的物體受到向上的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變.(

)(4)由F＝kx可知，在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧的長度成正比.(

)×√××【例題】有一根彈簧的長度是15cm，在下面掛上0.3kg的重物后長度變成了18cm，求彈簧的勁度系數(shù)?L0x=3cmmgF=kxkx=mg根據(jù)胡克定律：F=kx單位【例題】一根彈簧受到10N的拉力時(shí)，它的長度12cm，當(dāng)它受到16N拉力時(shí)，它的長度是14cm，則：（1）該彈簧的原長和勁度系數(shù)分別是多少？（2）彈簧受到20N的拉力時(shí)，仍在彈性限度內(nèi)，則此時(shí)彈簧的長度為多少？【例題】如圖所示，兩根相同的輕彈簧S1、S2，勁度系數(shù)都為k＝4×102N/m，懸掛重物的質(zhì)量分別為m1＝2kg，m2＝4kg，取g＝10m/s2，則靜止時(shí)S1、S2的伸長量分別為(

)A.5cm，10cm B.10cm，5cmC.15cm，10cm D.10cm，15cm解析:

因?yàn)閺椈蒘1受到的拉力是下面整體對其的作用，而彈簧S2所受的拉力m2是對它的作用。本題首次體驗(yàn)整體法和隔離法。C【例題】如圖所示，A、B兩彈簧測力計(jì)和細(xì)線的重力及一切摩擦力不計(jì)，物重G=1N，A、B勁度系數(shù)均為100N/m，則A和B的彈簧伸長量分別為（）A．1cm，0

B．0，1cm C．1cm，2cm

D．1cm，1cmD【例題】如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧.在這過程中下面木塊移動(dòng)的距離為（）C【例題】一輕質(zhì)彈簧的彈力大小F和長度l的關(guān)系圖線如圖所示,試由圖線確定:(1)彈簧的原長;(2)彈簧的勁度系數(shù);(3)彈簧的長度為15cm時(shí),彈力的大小;(4)由圖像可知,彈力為10N時(shí),彈簧長度為5cm或15cm,由此能得到什么結(jié)論?解析:此題主要考查對胡克定律的理解與應(yīng)用,培養(yǎng)同學(xué)們分析問題與解