精选2019-2020年高中必修1物理第三章 研究物体间的相互作用第一节 探究形变与弹力的关系粤教版习题精选第七

第三章相互作用解析：画力的图示要严格按照以下步骤进行：(1)选定标度．(2)从作用点沿力的方向画一线段，线段长短按选定的标度和力的大小画．线段上加刻度，如图甲所示从O点竖直向上画一段(3)在线段终点上加箭头表示力的方向．为了简便也可以照图乙那样不画物体，而用质点来表示物体，画出力F的图示．学生活动：做例题中物体受力的图示，教师巡回指导，帮助水平较差师：实验的原理是什么呢?生：根据物体的拉力和物体的重力平衡，拉力的方向一定是竖直向上，绳子的反向延长线一定通过重心的位置，两条直线的交点来确定薄木板的重心．师：很好，根据自己的实验方案，大家分组进行实验，同时，也可以图3三、重力和重心的特点关于重力和重心，下列说法正确的是() ．当物体漂浮在水面上时重力会减小图4师：通过上面的实验，我们观察到什么样的实验现象?生：通过观察，我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变．师：在这个例子中，倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢：墙和小球之间好像应该有弹力．：不好判断，因为二者虽然接触但是它们的形变情况从图中观察不建议做法：选择器材：从弹簧组中选择一只弹簧(实验桌上有的钩码各一盒，选择50g的钩码质量比较小，容易调节，另外增加一个不会损坏弹簧首先将实验装置调整妥当距离是否合适，标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内，是否便于读数常用的实验数据的处理方法有：计算法(求比值、和图象法两种．两者比较，图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律，且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差．师：通过以上的实验，我们可以得出怎样的结论?生：通过分析实验中的实验数据，我们可以得到弹簧弹力的大小与弹簧图6与形变量的变化量一、弹力的产生图7支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，物体所受弹力的示意图如图所示．见解析图分别画出图8甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图．用细绳挂在光滑的墙壁上，乙中小球用细绳拴着静止在桌角上，图8受力示意图如图所示竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为的物体时弹簧长度为13 cm，则弹簧原长为多少？劲度系数为多图9图10由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L图11图3一、对摩擦力概念的理解图6．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小图7 图8图12所示，物体A、B叠放在水平面上，水平力F作用在二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()图2图3时，木块不动，木块受到的摩擦力为多大？时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩擦力等于重力，，与压力大小无关．木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，图4为研究对象，它受到重力、B对它的压力、地面支持力和地面为研究对象，它受到重力mg、三棱柱对它的支持力′的作用，如图乙所示．图5．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用静摩擦力有无及方向的判断)如图6所示是工厂传输货物的装置，物体在皮带的带动下，以速度v沿直线匀速向右运动，物体图6B．2个如图7所示，物体A重40 N，物体与地面间的动摩擦因数相同，物体B用水平细绳系住，当水平力匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数．图7图32．计算法可以根据平行四边形定则作出力的示意图，然后由几何关系求解对角线，长度即为合力大小．图4两个等大的力的合成：平行四边形为菱形，利用其对角线互相垂直平分图5图6＝120°，则合力大小等于分力大小(如图6所示)．共点力：如果几个力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，一、合力与分力的关系图7点引两条有向线段OC和OD，夹角为的长度都是3个单位长度，先画出力的平行四边形，如图乙所示，其对角线(OE)OD，因此得到的是菱形，再连接′＝30°.在三角形OCO′中OO′＝OC cos 30°.图8．两绳对日光灯拉力的合力大小为G．两绳的拉力和重力不是共点力且都与竖直方向成45°＝F2＝22 G，图9B．50 3 ND．100 3 N30 N，方向水平向与分力F1的夹由题图可知，D 项中手臂受力是B 项中的2倍，肯定不是最小，排除，得到F ＝2cos 最大，F 最小．生：可以看到薄木片被压弯，师：这一个效果是由什么原因引起的生：是由于物体本身的重力引起的，它产生了一个使物体向下压的效果．师：我们能不能把木片竖直放置而使物体静止呢才能使它静止?当然不能，应该用一个绳子拉住物体才能使它静止．生：木片和橡皮筋同时发生了形变，说明两个物体都受到了力的作用．多媒体投影例题：把一个物体放在倾角为口的斜面上，物体受到竖直但它并不竖直下落．从力的作用效果来看，两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系?师：大家可以讨论探究应该怎样解决这个问题．o＝30’的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面之G＝20N的光滑圆球，如图3-5-6所示．试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力．答案；N， NF2=G/cosa=N二、矢量相加法则师：通过这两节课的学习，我们知道力是矢量，力的合成与分解不能简单地进行力的代数加减，而是根据平行四边形定则来确定合力或者分力的大小和方向．前面我们学过的矢量还有位移，定则吗?我们来看教材69页“矢量相加法则”。

②利用力的作用效果判断。 如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作 用效果，或使受力物体发生形变或改变受力物体的运动 状态，看物体的受力是否与物体的运动状态相符合，从 而确定物体所受弹力的有无。
[特别提醒] 相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触 的物体间不一定存在弹力，只有两个物体接触并产 生弹性形变时，两物体间才有弹力产生。
[例1] 如图3－1－3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？
[重点诠释]
1．弹力是否存在的判断方法 (1)根据弹力产生的条件来判断，弹力产生的条件 有两个：物体间相互接触并且发生弹性形变，两个条 件必须同时满足才有弹力产生。
(2)对于形变不明显的情况，可用以下两种方法来判断： ①利用假设法判断。 可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉，看此物体 还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说 明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用。
第第 三一 章节
理解 教材 新知
把握 热点 考向
知识点一 知识点二 知识点三
考向一 考向二 考向三
应用 创新 演练
随堂基础巩固 课时跟踪训练
1．产生形变的物体由于要恢复 原状，会对与它接触的物体 产生力的作用，这种力叫做 弹力。
2．弹力产生的条件：两物体相 互接触；接触面之间发生弹 性形变。
3．压力和支持力的方向都垂直于 物体的接触面；绳的拉力沿着 绳而指向绳收缩的方向。
②弹力与弹簧伸长量的关系可用F－x图像表示，如 图3－1－1所示，图线的斜率即为弹簧的劲度系数。
图3－1－1
(2)除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算， 一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解。 平衡类问题可用力的平衡方程求解。

实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系[学科素养与目标要求]科学探究：1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系.2.学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据.3.能根据F－x、F－l图象求出弹簧的劲度系数．一、实验器材弹簧、刻度尺、钩码、铁架台、坐标纸．二、实验原理1．弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码处于平衡状态，弹力大小与所挂钩码的重力大小相等，即F＝mg.2．弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l都可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝l－l0.3．图象法处理实验数据：作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图象，根据图象可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系．三、实验步骤1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长．2．如图1所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1.图13．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5….4．计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格.四、数据处理1．建立直角坐标系，以F为纵轴，x为横轴，根据测量数据在坐标纸上描点作出F随弹簧伸长量x变化的图线，如图2所示．图22．以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．3．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．五、注意事项1．实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超出弹簧的弹性限度．2．测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自然下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态．3．记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位．4．描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线．5．尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响．一、实验原理及操作例1以下是某同学所进行的“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验步骤：(1)将一个弹簧的上端固定在铁架台上，竖直悬挂起来，在弹簧下端挂一个钩码，记下钩码的质量m1，此时弹簧平衡，弹力大小为F1＝m1g，用刻度尺测量出此时弹簧的长度l1，并记录到表格中．(2)再增加钩码，重复上述的操作，逐渐增加钩码的重力，得到多组数据．(3)以力F为纵坐标，以弹簧长度l x为横坐标，根据所测的数据在坐标纸上描点．(4)按坐标纸上所描各点的分布与走向，作出一条平滑的曲线(或直线)．。

2. 弹性形变---- 外力撤去后,物体能完全恢复原状的 形变.
3. 非弹性形变---- 超过了物体的弹性限度的形变.
4.弹性限度——当物体的形变过大，超过一 定的限度，撤去外力后物体的形状就不能完 全恢复，这个限度叫弹性限度。
探究活动：感受尺子对手的作用力。 思考：尺子为什么会有这个力呢？
分析：尺子发生弹性形变，它“想”恢复 原来形状，所以会对手产生向上的力。
实验次 物体重力 弹簧长 弹簧伸长 弹力大
数
G/N 度
量
小
L/cm
x/cm F/N
1
2
3
4
5
计算法: 求比值等
图象法: 建立F----x图象
在弹性限度内,弹簧弹 力F的大小与弹簧的伸长 (或缩短)量 x 成正比. 即:
F = kx
F = kx
★ k--------弹簧的劲度系数;
单位: N / m , “牛顿每米”
总体讲：弹力的方向总与作用在此物体上使 物体发生形变的外力的方向相反。
◆ 弹力的大小与形变的大小有关: 形变越大, 弹力越大; 形变消失, 弹力消失.
BC
A、汽车受到向上的弹力，是因为汽车发生了 向上的形变。
B、汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了 向下的形变。
C、地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了 向上的形变。
1 18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。上
午8时38分11秒上午8时38分
1. 弹力(elastic force )—— 产生形变的物体由
于要恢复原状,会对与他接触的物体产生力的作 用, 这种力称为弹力.
2. 弹力产生的条件: