2020版新教材高中物理3.2.1弹力课件鲁科版必修1.pdf
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1、第2节 科学探究:弹力 第1课时 弹 力 一、形变一、形变 1.1.形变:物体发生的形变:物体发生的_、_、_等变化称为等变化称为 形变。形变。 伸长伸长缩短缩短弯曲弯曲 2.2.分类:分类: 判断下列情景中,形变的类型。判断下列情景中,形变的类型。 (1)(1)甲图中的弹簧发生的是甲图中的弹簧发生的是_形变。形变。 (2)(2)乙图中的跳板发生的是乙图中的跳板发生的是_形变。形变。 (3)(3)丙图中的橡皮泥发生的是丙图中的橡皮泥发生的是_形变。形变。 (4)_(4)_中发生形变的物体,可以称为弹性体。中发生形变的物体,可以称为弹性体。 弹性弹性 弹性弹性 范性范性 甲图、乙图甲图、乙图 3
2、.3.弹性限度:当弹性体形变达到某一值时,即使撤去弹性限度:当弹性体形变达到某一值时,即使撤去 外力,物体也不能外力,物体也不能_的限度。的限度。 再恢复原状再恢复原状 二、弹力二、弹力 1.1.弹力的产生:弹力的产生: 如图,小女孩坐在球上,球发生了如图,小女孩坐在球上,球发生了_。 弹性形变弹性形变 2.2.弹力的方向:弹力的方向: 分析图中弹力的方向,并画出图中弹力的示意图。分析图中弹力的方向,并画出图中弹力的示意图。 提示:提示: 3.3.胡克定律:胡克定律: (1)(1)内容:内容: 在弹性限度内,弹性体在弹性限度内,弹性体( (如弹簧如弹簧) )弹力的大小与弹性体弹力的大小与弹性体
3、 伸长伸长( (或缩短或缩短) )的长度成的长度成_(A._(A.正比 正比 B.B.反比反比) )。 A A (2)(2)公式:公式: (3)(3)适用条件:在弹性体的适用条件:在弹性体的_内。内。 弹性限度弹性限度 (4)(4)下面关于劲度系数的说法正确的是下面关于劲度系数的说法正确的是_。 弹簧所受拉力越大,弹簧的劲度系数越大。弹簧所受拉力越大,弹簧的劲度系数越大。 弹簧的形变量越大,弹簧的劲度系数越大。弹簧的形变量越大,弹簧的劲度系数越大。 弹簧的劲度系数与弹簧的匝数、材料有关。弹簧的劲度系数与弹簧的匝数、材料有关。 弹簧的劲度系数的大小是由弹簧自身决定的,与弹弹簧的劲度系数的大小是由
4、弹簧自身决定的,与弹 簧所受拉力大小无关。簧所受拉力大小无关。 劲度系数的单位是劲度系数的单位是N/mN/m。 一 弹性形变和弹力的产生一 弹性形变和弹力的产生 1.1.产生弹力的两个必备条件:产生弹力的两个必备条件: (1)(1)两物体相互接触。两物体相互接触。 (2)(2)发生弹性形变。发生弹性形变。 2.2.判断弹力有无的方法:判断弹力有无的方法: (1)(1)条件法:根据弹力产生的条件判断。条件法:根据弹力产生的条件判断。 (2)(2)假设法:假设在接触位置将与物体接触的另一个物假设法:假设在接触位置将与物体接触的另一个物 体去掉,看物体能否保持原来的状态。若能保持原来体去掉,看物体能
5、否保持原来的状态。若能保持原来 的状态,则物体间无弹力作用;若不能保持原来的状的状态,则物体间无弹力作用;若不能保持原来的状 态,则物体间有弹力作用。态,则物体间有弹力作用。 (3)(3)运动状态判断法:运动状态判断法: 分析受力物体的运动状态;分析受力物体的运动状态; 分析要研究的弹力;分析要研究的弹力; 根据物体受到的其他力与物体的运动状态是否对应根据物体受到的其他力与物体的运动状态是否对应 ,确定该弹力是否存在。,确定该弹力是否存在。 (4)(4)作用效果法:如果相互接触的物体间存在弹力,则作用效果法:如果相互接触的物体间存在弹力,则 必有相应的作用效果,或平衡其他作用力,或改变物必有相
6、应的作用效果,或平衡其他作用力,或改变物 体的运动状态。我们可以根据弹力效果的有无,判断体的运动状态。我们可以根据弹力效果的有无,判断 弹力的有无。弹力的有无。 【思考思考讨论讨论】 情境:如图所示,书架上斜放着一些书籍,关于书与情境:如图所示,书架上斜放着一些书籍,关于书与 书架间的弹力,请思考:书架间的弹力,请思考: 讨论:讨论:(1)(1)每一摞书的底部书棱和下侧面是否受到书架每一摞书的底部书棱和下侧面是否受到书架 对它的弹力的作用?对它的弹力的作用?( (物理观念物理观念) ) 提示:提示:书架对两个位置都有弹力作用。这是因为,每书架对两个位置都有弹力作用。这是因为,每 一摞书对下面两
7、个支撑面都有压力,使得两个支撑面一摞书对下面两个支撑面都有压力,使得两个支撑面 发生形变,从而产生了对书的弹力。发生形变,从而产生了对书的弹力。 (2)(2)每一摞书是否受到书架里面竖直板对它的弹力?每每一摞书是否受到书架里面竖直板对它的弹力?每 一摞书受到几个力的作用?一摞书受到几个力的作用?( (物理观念物理观念) ) 提示:提示:竖直板对书没有弹力作用,每一摞书受到重力竖直板对书没有弹力作用,每一摞书受到重力 和下面两个支撑面给它的弹力,共受和下面两个支撑面给它的弹力,共受3 3个力的作用。个力的作用。 【典例示范典例示范】 ( (多选多选) )足球运动是最具影响力的体育足球运动是最具影
8、响力的体育 项目,深受青少年喜爱。如图所示足项目,深受青少年喜爱。如图所示足 球静止在草地上,则足球球静止在草地上,则足球 世纪金榜导学号世纪金榜导学号( ( ) ) A.A.对草地的压力就是足球受到的重力对草地的压力就是足球受到的重力 B.B.受到的支持力和草地受到的压力都是弹力受到的支持力和草地受到的压力都是弹力 C.C.受到的支持力是草地发生形变产生的受到的支持力是草地发生形变产生的 D.D.受到的支持力是足球发生形变产生的受到的支持力是足球发生形变产生的 【解题探究解题探究】 (1)(1)由于足球与草地间的挤压,使草地发生了形变,该由于足球与草地间的挤压,使草地发生了形变,该 形变产生
9、了什么力?形变产生了什么力? 提示:提示:该形变产生了草地对足球的支持力。该形变产生了草地对足球的支持力。 (2)(2)由于足球与草地间的挤压,足球是否发生了形变?由于足球与草地间的挤压,足球是否发生了形变? 如果有,该形变产生了什么力?如果有,该形变产生了什么力? 提示:提示:足球发生了形变,该形变产生了足球对草地的足球发生了形变,该形变产生了足球对草地的 压力。压力。 【解析解析】选选B B、C C。压力不是重力,它们的施力物体、。压力不是重力,它们的施力物体、 受力物体、作用点都不相同,故受力物体、作用点都不相同,故A A错误;足球受到的支错误;足球受到的支 持力和草地受到的压力都是弹力
10、,故持力和草地受到的压力都是弹力,故B B正确;草地发生正确;草地发生 了形变,从而对足球产生了支持力,故了形变,从而对足球产生了支持力,故C C正确,正确,D D错误错误 。 【误区警示误区警示】分析弹力的三点注意分析弹力的三点注意 (1)(1)弹力是因为施力物体发生了形变,有恢复原状的趋弹力是因为施力物体发生了形变,有恢复原状的趋 势而产生的。势而产生的。 (2)(2)存在弹力的两物体一定相互接触,相互接触的物体存在弹力的两物体一定相互接触,相互接触的物体 间不一定存在弹力。间不一定存在弹力。 (3)(3)在需要研究的弹力所在的方向上,存在多个弹力时在需要研究的弹力所在的方向上,存在多个弹
11、力时 ,不适合应用,不适合应用“假设法假设法”判断弹力有无。判断弹力有无。 【素养训练素养训练】 1.1.关于力的概念,下列说法正确的是关于力的概念,下列说法正确的是( ( ) ) A.A.一个力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受一个力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受 力物体,又是施力物体力物体,又是施力物体 B.B.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力,这是放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力,这是 由于木块发生微小形变而产生的由于木块发生微小形变而产生的 C.C.压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力,等弹簧被压缩压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力,等弹簧被压缩 后才反过来给手一个弹力后
12、才反过来给手一个弹力 D.D.两物体只要接触,就一定会产生弹力两物体只要接触,就一定会产生弹力 C.C.压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力,等弹簧被压缩压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力,等弹簧被压缩 后才反过来给手一个弹力后才反过来给手一个弹力 D.D.两物体只要接触,就一定会产生弹力两物体只要接触,就一定会产生弹力 【解析解析】选选A A。力是物体间的相互作用,受力物体同时。力是物体间的相互作用,受力物体同时 也是施力物体,施力物体同时也是受力物体,它们同也是施力物体,施力物体同时也是受力物体,它们同 时产生、同时消失,所以时产生、同时消失,所以A A正确,正确,C C错误;放在桌面上错误;放在桌
13、面上 的木块受到桌面给它向上的弹力,这是由于桌面发生的木块受到桌面给它向上的弹力,这是由于桌面发生 微小形变而产生的,故微小形变而产生的,故B B错误;两物体如果只是接触而错误;两物体如果只是接触而 没有发生弹性形变,也不会产生弹力,没有发生弹性形变,也不会产生弹力,D D错误。错误。 2.(20192.(2019东营高一检测东营高一检测) )如图所示,将一个钢球分别如图所示,将一个钢球分别 放在直壁容器、口大底小的容器和口小底大的容器中放在直壁容器、口大底小的容器和口小底大的容器中 ,钢球与各容器的底部和侧壁相接触,处于静止状态,钢球与各容器的底部和侧壁相接触,处于静止状态 。若钢球和各容器
14、都是光滑的,各容器的底部均处于。若钢球和各容器都是光滑的,各容器的底部均处于 水平面内,则以下说法中正确的是水平面内,则以下说法中正确的是 ( ( ) ) A.A.各容器的侧壁对钢球均无弹力作用各容器的侧壁对钢球均无弹力作用 B.B.各容器的侧壁对钢球均有弹力作用各容器的侧壁对钢球均有弹力作用 C.C.直壁容器的侧壁对钢球无弹力作用,其余两种容器直壁容器的侧壁对钢球无弹力作用,其余两种容器 的侧壁对钢球均有弹力作用的侧壁对钢球均有弹力作用 D.D.口大底小的容器的侧壁对钢球有弹力作用,其余两口大底小的容器的侧壁对钢球有弹力作用,其余两 种容器的侧壁对钢球均无弹力作用种容器的侧壁对钢球均无弹力作
15、用 【解析解析】选选A A。假设各容器侧壁对钢球均有弹力作用,。假设各容器侧壁对钢球均有弹力作用, 作出各容器中钢球的受力分析图分别如图作出各容器中钢球的受力分析图分别如图a a、b b、c c所示所示 ,可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾,所,可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾,所 以原假设不成立,各容器的侧壁对钢球均无弹力作用以原假设不成立,各容器的侧壁对钢球均无弹力作用 。因此,本题正确选项为。因此,本题正确选项为A A。 【补偿训练补偿训练】 1.(20191.(2019遵义高一检测遵义高一检测) )如图所示,一小球用两根轻如图所示,一小球用两根轻 绳挂于天花板上,球静止,
16、绳绳挂于天花板上,球静止,绳1 1倾斜,绳倾斜,绳2 2恰好竖直,恰好竖直, 则小球所受的作用力有则小球所受的作用力有 ( ( ) ) A.1A.1个 个 B.2B.2个 个 C.3C.3个 个 D.4D.4个个 【解析解析】选选B B。绳。绳1 1对小球没有力,否则绳对小球没有力,否则绳2 2不会竖直。不会竖直。 小球只受重力和绳小球只受重力和绳2 2的拉力两个力作用,是二力平衡,的拉力两个力作用,是二力平衡, B B正确。正确。 2.2.下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是 ( ( ) ) A.A.极限法 极限法 B.B.放大法放大法 C.C
17、.控制变量法控制变量法 D.D.等效替代法等效替代法 【解析解析】选选B B。题图甲是利用光的多次反射将微小形变。题图甲是利用光的多次反射将微小形变 放大,题图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的放大,题图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的 微小形变,也为放大法,微小形变,也为放大法,B B正确,正确,A A、C C、D D错误。错误。 3.3.匀速前进的车厢顶部用细线竖直匀速前进的车厢顶部用细线竖直 悬挂一小球,如图所示,小球下方悬挂一小球,如图所示,小球下方 与一光滑斜面接触。关于小球的受与一光滑斜面接触。关于小球的受 力,说法正确的是力,说法正确的是( ( ) ) A.A.重力和细线对
18、它的拉力重力和细线对它的拉力 B.B.重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力 C.C.重力和斜面对它的支持力重力和斜面对它的支持力 D.D.细线对它的拉力和斜面对它的支持力细线对它的拉力和斜面对它的支持力 【解析解析】选选A A。假设斜面对小球有支持力作用,拉小球。假设斜面对小球有支持力作用,拉小球 的细线应与竖直方向有一定夹角,不会呈竖直状态,的细线应与竖直方向有一定夹角,不会呈竖直状态, 故小球不受支持力,即小球只受重力和细线的拉力作故小球不受支持力,即小球只受重力和细线的拉力作 用,用,A A项正确。项正确。 二 弹力的方向二 弹力的方向 1.1.弹
19、力方向的特点:弹力方向的特点: 发生弹性形变的物体,由于要恢复原状而产生弹力,发生弹性形变的物体,由于要恢复原状而产生弹力, 所以弹力的方向由施力物体形变的方向决定,弹力的所以弹力的方向由施力物体形变的方向决定,弹力的 方向总是与施力物体形变的方向相反。方向总是与施力物体形变的方向相反。 2.2.常见弹力的方向:常见弹力的方向: 弹力方向弹力方向图示图示 面与面面与面 垂直于公共接触面指垂直于公共接触面指 向受力物体向受力物体 点与面点与面 过点垂直于面指向受过点垂直于面指向受 力物体力物体 弹力方向弹力方向图示图示 点与点点与点 垂直于公切面指向受垂直于公切面指向受 力物体力物体 轻绳轻绳
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