2020_2021学年高中物理第三章相互作用2弹力学案新人教版必修1.doc

PAGE 7 - 2　弹力 [学习目标]　1.[物理观念]知道形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变．　2.[科学思维与科学方法]知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方向．(重点)　3.[科学思维与科学方法]掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题．(难点) 一、弹性形变和弹力 1．形变 (1)形变：物体在力的作用下形状或体积的变化． (2)弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变． (3)弹性限度 当形变超过一定限度时，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度． 2．弹力 (1)定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力． (2)方向 ①压力和支持力的方向垂直于物体的接触面． ②绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向． 二、胡克定律 1．内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比． 2．公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度． 3．适用条件：在弹簧的弹性限度内． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)发生形变的物体一定产生弹力． (×) (2)若两物体间存在弹力，则它们一定接触． (√) (3)弹簧的长度越长，弹力越大． (×) (4)弹力的方向总与相应的形变的方向相反． (√) (5)只有在一定条件下，胡克定律才成立． (√) 2．关于弹性形变，下列说法正确的是(　　) A．物体形状的改变叫弹性形变 B．一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形变 C．物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变 D．物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变 C　[弹性形变指物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变，C正确，A、D错误；钢筋用力弯折后，无法恢复到原来形状，不属于弹性形变，B错误．] 3．一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度．则该弹簧的劲度系数为(　　) A．40 m/N　　　　　 B．40 N/m C．200 m/N D．200 N/m D　[由胡克定律可知，弹簧的劲度系数为k＝eq \f(F,x)＝eq \f(4,0.02) N/m＝200 N/m，D项正确．] 弹力的有无及方向判断 1．产生弹力必备的两个条件 (1)两物体间相互接触． (2)发生弹性形变． 2．判断弹力有无的三种常见方法 (1)直接判断：对于形变较明显的情况，可根据弹力产生条件直接判断． (2)间接判断 ①分析物体所受其他力的情况． ②根据物体的运动状态分析物体应具有的受力特点． ③结合前两点推断物体是否还需受弹力作用． (3)“假设法”判断：常见以下三种情形． ①假设与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的状态是否变化，若状态不变，则此处不存在弹力，若状态变化，则此处存在弹力． ②假设有弹力，看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态．若能保持，则说明有弹力；若不能保持，则说明没有弹力． ③假设没有弹力，看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态．若能保持，则说明没有弹力；若不能保持，则说明有弹力． 3．几种常见弹力的方向 类型 方向 图示 接触方式 面与面 垂直于公共接触面指向被支持物体 点与面 过点垂直于面指向被支持物体 点与点 垂直于公共切面指向受力物体且力的作用线一定过球(圆)心 轻绳 沿绳收缩方向 轻杆 可沿杆 伸长方向　收缩方向 可不沿杆 轻弹簧 沿弹簧形变的反方向 收缩方向　伸长方向 【例1】　请在图中画出杆或球所受的弹力． 甲图中杆靠在墙上； 乙图中杆放在半球形的槽中； 丙图中球用细线悬挂在竖直墙上； 丁图中点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，点1、2、3在同一竖直线上． [解析]　甲图中杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两处墙对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直．如图(a)所示． 乙图中杆对C、D两处都有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于圆弧切面指向球心，D处弹力垂直于杆斜向上．如图(b)所示． 丙图中球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子向上．如图(c)所示． 丁图中当重心不在球心处时，弹力作用线也必通过球心，如图(d)所示．应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心． (a)　　　　(b)　　　(c)　　　(d) [答案]　见解析图 三种情况下弹力的方向 (1)平面与平面接触时，弹力的方向与接触平面垂直． (2)点与平面接触时，弹力的方向与接触平面垂直． (3)点与曲面接触时，弹力与曲面的切平面垂直． [跟进训练] 1．下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是(都静止)(　　) A 　　　B