高中物理4.2形变与弹力校本作业2鲁科版必修1

§4-2-1 形变与弹力教学设计【教学目标】1、知道常见的形变，通过实验了解放大法显示微小形变。

2、理解弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件。

3、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会分析弹力方向，能正确画出弹力的示意图。

【教学重点】用转化法、放大法观察微小形变的思维过程知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向【教学难点】轻绳轻杆弹力方向的判断弹力有无的判断【教学方法】提问法、探究实验法、演示实验法、讲授法【学习方法】自学法、类比学习法、互相纠错法【教学过程】导入：引起兴趣：通过教师吹气球使气球形变和展示有关形变的图片引起学生的兴趣引导思考：提出问题引导学生思考引出课题：通过学生的回答引出课题学生自学课题一形变1、提出问题：形变是生活中常见的物理现象，请同学们想一想生活中有哪些形变现象？2、思考回答：学生动脑思考问题，请同学回答问题3、实验验证：通过实验验证桌面和玻璃瓶的微小形变4、分析材料：分析学生的回答的内容5、得出结论：总结形变的分类重难点突破：物理思想思维的掌握对物理学习至关重要，所以用转化法、放大法观察微小形变的思维过程是教学的重点，同时弹性限度是一个理解起来很模糊的概念，所以通过实验演示法呈现，使学生能更清晰地理解弹性限度的概念。

课题二弹力1、探究实验：通过探究尺子的形变，引导出弹力的概念2、分析材料：分析概念和举例子3、得出结论：引导出弹力产生的条件重难点突破：弹力产生的条件是区别弹力与其它性质力的一个根本，所以弹力产生条件是一个重点；弹力的三要素决定了弹力的作用效果，所以需要仔细分析弹力三要素对弹力作用效果的影响。

课题三弹力的方向1、提出问题：通过书放在桌子这种常见的现象分析弹力2、提供材料：用轻绳、轻杆感受弹力3、分析材料：分析轻绳、轻杆的弹力方向4、得出结论：得出不同情况下的弹力方向重难点突破：弹力方向的教学是一个难点，学生对哪个物体受挤压、形变的方向、形变恢复的方向、哪个物体施力、哪个物体受力很模糊，所以需要对这几个因素逐一分析，使学生理清楚弹力的来龙去脉。

自我小测1.下列有关弹力的产生的说法，正确的是( )A.物体相互接触，不一定有弹力产生B.物体相互挤压，不一定有形变产生C.物体有形变产生，不一定有弹力产生D.弹力一定发生在两物体相互接触处2.下列说法中正确的是( )A.绳对物体的拉力方向总是竖直向上B.水平面对静止物体的支持力方向一定是竖直向上的C.重力越大的物体对支持面的压力越大D.重力越大的物体受到支持面的支持力越大3.书放在水平桌面上，关于书和桌面的形变、书和桌面的弹力，下列说法中正确的是( )A.先是书发生了形变，对桌面产生了压力B.先是桌面发生了形变，对书产生了支持力C.桌面受到了向下的弹力，是因为书发生了形变；书受到了向上的弹力，是因为桌面发生了形变D.若书受到的支持力突然消失，桌面受到的压力也要同时消失4.关于弹力的方向，以下说法正确的是( )A.弹力的方向与它的施力物体的形变方向相反B.弹力的方向与它的受力物体的形变方向相反C.轻杆对物体的拉力方向一定沿着杆D.轻杆产生的拉力、压力或支持力都可以不沿着杆5.在胡克定律的表达式F=kx中，k称为劲度系数，则下列说法中正确的是( )A.弹簧越长，其k值越大B.k值等于弹簧所受外力与弹簧发生形变后的长度之比C.F=kx只对弹簧发生弹性形变的情况适用D.F=kx对弹簧发生任何形变的情况都适用6.一辆汽车停在水平地面上，下列关于汽车与地面所受弹力的说法正确的是( )A.地面受到向下的压力，是因为地面发生了形变B.地面受到向下的压力，是因为汽车发生了形变C.汽车受到向上的支持力，是因为地面发生了形变D.汽车受到向上的支持力，是因为汽车发生了形变7.如图4-2-7所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重力是2 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力( )图4-2-7A.大小为2 N，方向平行于斜面向上B.大小为1 N，方向平行于斜面向上C.大小为2 N，方向垂直于斜面向上D.大小为2 N，方向竖直向上8.如图4-2-8所示，一物体A静止在斜面上，则( )图4-2-8A.斜面对A的支持力竖直向上B.A对斜面的压力竖直向下C.斜面对A的支持力垂直斜面向上D.A对斜面的压力垂直斜面向下9.在半球形光滑容器内，放置一细杆，如图4-2-9所示，细杆与容器的接触点分别为A、B 两点，则容器上A、B两点对细杆的作用力的方向为( )图4-2-9A.均竖直向上B.均指向球心OC.A点处指向球心O，B点处竖直向上D.A点处指向球心O，B点处垂直于细杆向上10.如图4-2-10所示，质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接，竖直放置在水平地面上，处于平衡状态.现用一竖直向上的力F拉木块A，使木块A向上做匀加速直线运动，从力F 开始作用到木块B刚离开地面的过程中，可以表示力F和木块A的位移x之间关系的图是(以木块A的起始位置为坐标原点，弹簧始终在弹性限度内)( )图4-2-10图4-2-1111.如图4-2-12所示，两木块的质量分别为m 1和m 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧.在这个过程中下面木块移动的距离为( )图4-2-12 A.11k g m B.12k g m C.21k g m D.12k g m 12.如图4-2-13所示为一根质量不计的弹簧的弹力与长度的关系的图线，则其劲度系数为( )图4-2-13A.1 250 N/mB.625 N/sC.2 500 N/sD.833 N/s13.一根轻弹簧在它下面挂一重30 N 的物体时，弹簧长度为20 cm ，若将此物体压在弹簧上面完全由弹簧支持时，弹簧长度变为14 cm ，则该弹簧的自然长度为__________cm ，劲度系数为__________.14.一个弹簧秤放在光滑水平面上，外壳质量m 不能忽略，弹簧及挂钩质量不计，施加水平方向的力F 1、F 2，且F 1＞F 2，则弹簧秤沿水平方向的加速度为__________，弹簧秤的读数为__________.图4-2-1415.一根细钢丝绳的一端固定在墙上，另一端拴在汽车的尾部，汽车至少要用3×105 N 的拉力才能将细钢丝绳拉断，当将完全相同的细钢丝绳拴在两辆汽车的尾部，两辆汽车向相反的方向拉细钢丝绳时，两辆汽车至少各以多大的拉力拉钢丝绳才能将钢丝绳拉断？16.一根轻质弹簧，当它在100 N的拉力作用下，总长度为0.55 m；当它在300 N的拉力作用下，总长度为0.65 m，则弹簧不受外力作用时自然长度为多少？17.如图4-2-15所示，一小球放在两块固定的光滑夹板之间，板1倾斜，板2恰好水平，球静止.试分析小球的受力情况.图4-2-15参考答案1思路解析：弹力产生的条件是接触且形变，但此处的形变指可恢复的弹性形变，如为不可恢复的永久形变，则没有弹力产生.答案：ACD2思路解析：绳的拉力一定沿绳的方向，只有竖直悬挂的绳子，它的拉力才是竖直向上的.物体的重力与对其他物体的压力或受到的支持力之间无任何必然联系.答案：B3思路解析：施力物体发生了形变，从而对受力物体产生了弹力的作用.而压力和支持力是一对作用力和反作用力，二者同时产生，同时消失.答案：CD4思路解析：轻杆的作用力方向不一定沿杆，可以为任意方向.答案：AD5思路解析：劲度系数k 是由弹簧自身的特性决定的.胡克定律只对弹簧发生弹性形变的情况适用.答案：C6思路解析：弹力是由于发生弹性形变的物体要恢复原状对跟它接触的物体施加的力的作用，恢复原状的过程，也就是该物体向与它接触的物体产生弹力的过程，所以，一个物体受到的弹力是另一个物体发生形变产生的.汽车停在水平地面上，由于重力的作用，汽车与地面相互挤压，发生形变，产生弹力，地面受到向下的压力是由于汽车发生形变要恢复原状产生的，施力物体是汽车；汽车受到向上的支持力是由于地面发生形变要恢复原状产生的，施力物体是地面.答案：BC7思路解析：小球在一弹性杆的作用下处于静止状态，小球只受到重力和杆对球的弹力，这两个力必定是一对平衡力，故小球所受杆的弹力与重力等大反向，即弹性杆对小球的弹力大小为2 N ，方向竖直向上.选D.答案：D8思路解析：弹力方向应垂直于接触面.答案：CD9思路解析：在点面接触处，弹力的方向应垂直于面.答案：D10思路解析：设弹簧的劲度系数为k ，平衡时压缩量为x 0，则m a g=kx 0，加F 之后，据牛顿第二定律，F-m a g+k(x 0-x)=ma ，得F=kx+ma ，显然A 正确.答案：A11思路解析：m 1在m 2上，相当于对m 2加一个向下的大小为m 1g 的力.现在去掉m 1，就是给k 2减去m 1g 的压力，则k 2恢复形变的大小为21k g m . 答案：C12思路解析：f=0时，L 0=12 cm 是原长；f=100 N 时，有压缩和拉伸两种情况.形变量为Δx=4 cm ，据胡克定律可得k=2 500 N/m.答案：C13思路解析：依据胡克定律，弹簧拉伸时，30=k(0.20-L),弹簧压缩时,30=k(L-0.14)，两式结合可解得相关结果.答案：17 1 000 N/m14答案：(F1-F2)/m F115思路解析：一根钢绳所能承受的最大拉力是相同的，无论如何拉都必须用相同大小的力才能将其拉断，故答案应为3×105 N.答案：3×105 N16思路解析：设弹簧的自然长度为l，则由胡克定律F=kx可得：100=k(0.55-l)(1)300=k(0.65-l)(2)由(1)(2)可得l=0.5 m.答案：0.5 m17思路解析：方法一：假想分离法.将夹板2撤离，小球必会下落，说明小球与板2间有相互挤压，即板2对小球有弹力作用.假想撤去板1，因为板2是水平的，小球不会发生滚动，可见板1与小球间没有弹力作用.故小球受到重力G和板2的支持力F N的作用，如左下图所示.方法二：假设存在法.假设板1对小球有弹力作用，则小球的受力图如右上图所示，这样小球不可能静止，故假设不成立，即F不存在，故小球受力如左上图所示.。

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【典例2】（2010·漳州高一检测）在 半球形光滑容器内放置一细杆m，细杆 与容器的接触点分别为A、B两点，如 图4－2－6所示，容器上A、B两点对细 杆m的作用力的方向分别为 A.均竖直向上 B.均指向球心 C.A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力竖直向上 D.A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力垂直于细杆向上
• 4.2《形变与弹力》习题课
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【典例1】如图4－2－4所示，用细绳悬挂的小球与光滑 斜面相接触，并保持静止，甲中细绳倾斜，乙中细绳呈 竖直方向.判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用？
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【思路点拨】解答本题应把握以下两点：
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【标准解答】假设法：假设两图中的斜面不存在，则甲图 中小球无法在原位置保持静止，乙图中小球仍静止，故甲 图中小球受到斜面的弹力，乙图中小球不受斜面的小 球将仍能保持静止状态，乙图中小球则不能保持静止状态， 所以乙图中小球不受斜面的弹力作用，甲图中小球受到斜 面的弹力作用.
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【标准解答】选D.支持力、压力的方向垂直于接触面或 其切面.在A点，杆的端点跟球面接触，弹力的方向垂直 于该处球面的切面，指向球心；在B点，容器的边缘跟杆 的侧面接触，该处的支持力应垂直于杆向上，D正确，A、 B、C错误.
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【典例3】如图4－2－9所示，一根轻弹簧的原长为 20 cm，竖直悬挂着，当用15 N的力向下拉弹簧时，量得 弹簧长24 cm.若把它竖立在水平桌面上，用30 N的力竖 直向下压时，弹簧长多少？

形变与弹力练习1．下列有关弹力的一些说法中，正确的是( )A．只有弹簧才有可能施加弹力B．施加弹力的物体一定有形变C．墨水瓶放在课桌上，墨水瓶对课桌施加了弹力，但墨水瓶没有发生形变D．压力就是竖直向下的弹力2．杂技演员有高超的技术，能轻松地顶住从高处落下的坛子。

关于他顶坛子时头顶受到的压力产生的直接原因是( )A．坛子的形变B．头的形变C．坛子受到的重力D．人受到的重力3．图甲是演示桌面在压力作用下发生形变的装置；图乙是演示玻璃瓶在压力作用下发生形变的装置。

这两个实验共同体现的是( )A．控制变量法B．放大的思想C．比较的方法D．等效的方法4．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G＝1 N，则弹簧测力计A和B的示数分别为( )A．1 N,0 B．1 N,1 NC．2 N,1 N D．0,1 N5．关于弹力的方向，下列说法中正确的是( )A．物体静止在水平桌面上，桌面对物体的支持力方向是竖直向下的B．物体沿斜面下滑时，斜面对物体的支持力方向是沿斜面向上的C．用绳悬挂物体时，绳对物体的拉力方向是沿绳收缩的方向D．用水平直杆固定路灯时，直杆对路灯的弹力方向一定在直杆所在直线上6．关于弹簧的劲度系数，下列说法中正确的是( )A．与弹簧所受的拉力有关，拉力越大，k值也越大B．与弹簧发生的形变有关，形变越大，k值越小C．由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关D．与弹簧本身特征、所受拉力大小、形变的大小都有关7. 如图所示，A、B为两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为k A＝1×103 N/m、k B＝2×103 N/m，原长分别为l A＝6 cm、l B＝4 cm，在下端挂一钩码G，钩码受到的重力为10 N。

当钩码静止时，下列说法中正确的是( )A．弹簧A下端受的拉力为4 N，B下端受的拉力为6 NB．弹簧A下端受的拉力为10 N，B下端受的拉力为10 NC．弹簧A的长度变为7 cm，弹簧B的长度变为4.5 cmD．弹簧A的长度变为6.4 cm，弹簧B的长度变为4.3 cm8．在探究弹簧伸长量和弹力关系的实验中，用图象法处理数据时，甲同学按正确步骤得到图象，乙同学误把弹簧的总长度作为横坐标，然后描点作图，其他步骤都正确，则甲、乙两同学作出的图象分别是( )A．①② B．②③C．②④ D．②①9．一根轻弹簧在弹性限度内，由原长伸长到9.0 cm时，产生的弹力为36 N，若将该弹簧压缩到4.0 cm，产生的弹力为24 N，求该弹簧的劲度系数。