高中物理弹力 1人教版必修一.doc
- 格式:doc
- 大小:205.50 KB
- 文档页数:9
教师辅导讲义学员编号:1 年级:高一年级课时数:学员姓名:辅导科目:物理学科教师:授课类型授课日期及时段教学内容T同步——弹力同步知识梳理一.弹性形变和弹力1.弹性形变和弹力(1)形变:物体在力的作用下形状或体积发生的变化.①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.②非弹性形变:外力撤去后不能完全恢复原状的形变.(2)弹性限度:当形变超过一定的限度,撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度.(3)弹力: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.弹力产生的条件:(5)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比,即ΔF=kΔx.同步题型分析1.(弹力的产生)下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是()A.有弹力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后,形变完全消失B.有弹力作用在物体上,物体不一定发生形变C.弹力作用在硬物体上,物体不发生形变;弹力作用在软物体上,物体才发生形变D.一切物体受到弹力都要发生形变,撤去弹力后,形变不一定完全消失答案D2.(弹力的产生)杂技演员有高超的技术,能轻松地顶住从高处落下的坛子.如图所示,关于他顶坛时头顶受到的压力,产生的直接原因是()A.坛的形变B.头的形变C.坛子受到的重力D.人受到的重力答案A1.下列各种情况中,属于弹性形变的有()A.撑竿跳高运动员起跳中,撑竿的形变B.当你坐在椅子上时,椅面发生的微小形变C.细钢丝被绕制成弹簧D.铝桶被砸扁答案AB2.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,叫弹性形变答案C3.在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图1所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是()A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力,是跳板发生形变而产生的答案BC4.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图2所示,下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是()A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向答案D6.一杆搁在矮墙上,关于杆受到的弹力的方向,图中画得正确的是()答案D8.关于弹簧的劲度系数k,下列说法中正确的是()A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小D.与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变程度都无关答案B9.如图4甲、乙所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1N,则弹簧测力计A和B的示数分别为()A.1N,0B.0,1NC.2N,1ND.1N,1N答案D10.一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为()A.F 2-F 1l 2-l 1B.F 2+F 1l 2+l 1C.F 2+F 1l 2-l 1D.F 2-F 1l 2+l 1答案 C一、单选题1.如图所示,下列物体所受力的示意图不正确的是( )A .斜面上小球受到的重力B .足球在空中飞行受到的重力C .平面上木块受到的支持力D .物块A 对斜面的压力2.如图所示一质量分布均匀的金属球静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )A .球对桌面的压力就是球所受到的重力B .桌面受到压力是因为球发生了形变课堂达标检测C.球受到支持力是因为球发生了形变D.在金属球上只有球心处受到重力作用其余部分不受重力3.如图所示,质量均为m的木块A和B,用一个劲度系数为k的轻质弹簧连接,最初系统静止,现在用力缓慢拉A 直到B刚好离开地面,则这一过程A上升的高度为()A.mgkB.2mgkC.3mgkD.4mgk4.如图所示,力F把一物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列有关力的相互关系叙述正确的是()A.作用力F和物体对墙壁的压力是一对平衡力B.墙壁对物体的弹力是由于墙壁发生弹性形变而产生的C.作用力F和墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力D.作用力F增大,墙壁对物体的静摩擦力也增大5.如图所示,轻弹簧竖直固定于水平地面上,将一小球从弹簧的上端处由静止释放,在小球第一次下落到最低点的过程中,下列关于小球的速度v、小球所受弹力的大小F随小球运动时间t,小球的重力势能E P、小球的机械能E随小球下落位移x的图像关系正确的是(取最低点处小球的重力势能为0)()A.B.C.D.6.如图所示,静止的小球m分别与一个物体(或面)接触,设各接触面光滑,小球m受到两个弹力的是()A .B .C .D .7.如图所示,两根轻弹簧AC 和BD ,它们的劲度系数分别为k 1和k 2,它们的C 、D 端分别固定在质量为m 的物体上,A 、B 端分别固定在支架和正下方地面上,当物体m 静止时,上方的弹簧处于原长;若将物体的质量变为4m ,仍在弹簧的弹性限度内,当物体再次静止时,其相对第一次静止时位置下降了( )A .12123k k mgk k + B .12124k k mgk k + C .1213mgk k +D .1214mgk k +8.如图所示,质量均为m 的物块A 、B 压在置于地面上的竖直轻弹簧上,上端弹簧弹性系数为k 1,下端弹簧的弹性系数为2k ,弹簧与地面、弹簧与物块间均没有栓接,A 、B 处于静止状态,现给A 一个竖直向上的拉力F ,F 的大小自0开始缓慢增大,物块B 自初始位置能上升的最大高度为( )A .1mg kB .2mg kC .1211mg k k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭D .1212mg k k ⎛⎫+⎪⎝⎭9.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,两边所挂物重G=1N,则弹簧测力计的示数为()A.1N B.0 C.2N D.不确定10.图示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像,根据图像判断,下列结论正确的是( )。
人教版高中物理第三章第2节《弹力》教案一、教学目标1.知识与技能(1)了解接触力的种类;(2)知道弹性形变和塑性形变的区别与联系;(3)理解弹力的概念,初步了解弹力产生的条件以及弹力方向的判断。
2.过程与方法(1)学会利用放大法观察物体受力发生的微小形变;(2)通过视频演示,随堂实验,培养分析和解决问题的能力。
3.情感、态度与价值观(1)体会弹力在人类实践活动中的应用和意义,比如撑杆跳高、跳水等运动;(2)培养学习物理的兴趣和愿望,关注物理学与社会、生活现象的关系。
二、教学内容分析1.本节课的教学内容选自人教版高中物理新课标教材▪必修1第三章第二节的《弹力》部分。
2.本节内容在教材中的地位和作用弹力是高中力学的重要内容,也是高中生学习的重点和难点。
再次让学生体会物体间的相互作用,是学习力学的基础,也为后续学习弹性势能以及能量等做铺垫,在学习中承上启下的作用。
三、学情分析学生在初中阶段已经学过有关弹力的知识,对弹性和塑性有一定的了解,并定义了弹力的概念:物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
但没有明确给出弹力产生的条件及方向,而且对弹力的概念的理解也不够深入。
四、重点难点1.重点(1)理解弹力的概念;(2)弹力产生的条件;(3)弹力方向的判断;(2)掌握放大法在物理学中的运用。
2.难点(1)对弹力概念的理解;(2)弹力有无的判断;(3)对弹力方向的判断;(4)用放大法判断微小形变。
五、教学资源视频:撑杆跳高、跳水等体育运动视频用具:扁玻璃瓶(自带橡皮泥封口)、细玻璃管六、教学过程上一节课我们已经学了力的有关知识和重力,今天我们来学在上课前,请大家一起来观看(播放撑杆跳高、提出问题:请大家思考撑杆运动员和跳水运动员为什么能够借助撑杆和跳板跳得更远更认真观看视频,同时思考教师提出的问题。
(视频截图如下)通过视频,创设学习情境,激学习兴趣。
高中物理弹力新人教版必修1A级基础巩固题1.已知甲、乙两物体之间有弹力的作用,那么下列说法中正确的是() A.甲、乙两物体一定直接接触且都发生了形变B.甲、乙两物体一定直接接触但不一定都发生形变C.甲、乙两物体不一定直接接触但一定都发生形变D.甲、乙两物体不一定直接接触也不一定都发生形变答案:A解析:物体接触挤压作用,才能产生形变.能恢复原状的是弹性形变.2.关于胡克定律,下列说法正确的是() A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比B.由k=F/x可知,劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的长度改变量x成反比C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小答案:ACD解析:F=kx是在弹性限度内成立的.k是由弹簧自身因素决定的,与外力无关.3.由实验测得弹簧的弹力F与弹簧的长度L的关系如下图所示,则弹簧的原长为________________cm,劲度系数为______________N/m.答案:×103解析:由图线,可知不挂重物时,弹簧的原长为20cm,k=300N20×10-2m×103N/m.4.一物体静止在水平桌面上,则以下说法正确的是() A.物体对桌面的压力就是重力B.物体对桌面的压力使桌面产生了形变C.桌面的形变产生了对物体的支持力D.桌面对物体的支持力使物体产生了形变答案:BCD解析:弹力和重力的施力物体不同,作用点也不相同,故选项A错误;弹力的施力物体是已发生形变的物体,弹力是施力物体对使其发生形变的物体的作用,故选项B、C、D 正确.5.下列各图中,P物体对Q物体的压力的示意图有明显错误的是() 答案:BCD解析:首先P对Q物体的压力一定作用在Q物体上,所以选项B、D错误.其次,压力的方向应垂直于接触面指向Q物体,所以选项C错误,A正确.故应选B、C、D.6.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=1N,则弹簧测力计A和B的示数分别为() A.1N,0B.0,1NC.2N,1N D.1N,1N答案:D解析:弹簧测力计读数是在它处于平衡状态时读数,两侧拉力大小相等.7.如图甲所示,将G =50N 的物体静止悬挂在轻质弹簧上,弹簧伸长了,弹簧的弹力是多大?将弹簧从挂钩处摘下,在O 点施加一个竖直向上的50N 的拉力(如图乙所示),物体仍然静止.那么,弹簧的伸长量是多少?答案:50N解析:两个状态物体都处于平衡,则弹簧的弹力为F =50N.拉力提弹簧时,其伸长仍为.8.一根弹簧的伸长(Δl )和所受的外力(F )之间的关系如图所示,弹簧原长l 0为50cm ,试就图象回答:(1)若要使弹簧伸长到60cm ,需要多大的拉力?(2)如果用900N 的拉力(仍在弹性限度内),弹簧的长度变为多少?答案:(1)300N (2)80cm解析:(1)由题图可知:弹簧伸长Δl =l 1-l 0=(60-50)cm =10cm ,需要的拉力为F 1=300N.(2)当拉力为F 2=900N 时,弹簧伸长Δl 2=30cm ,所以弹簧的长度变为l =l 0+Δl 2=(50+30)cm =80cm.B 级 能力提升题9.如图所示,A 、B 是两个相同的轻弹簧,原长都是L 0=10cm ,劲度系数km ,现测得两个弹簧的总长为26cm ,则(g 取10m/s 2)( )A .m =3kgB .m =2kgC .m =D .m =1kg答案:D解析:对B 弹簧有kx B =mg ,对A 弹簧有kx A =2mg ,得x A +x B =3mg k ,m =k (x A +x B )3g=k (26cm -2L 0)3g =500×(26-2×10)×10-23×10kg =1kg.故选项D 正确. 10.弹簧原长为10cm ,把弹簧一端固定,另一端悬挂1N 重的砝码,弹簧的长度为11cm ,弹簧的劲度系数为多大?如果把三根这样的弹簧一根接一根连接起来,在最下边的弹簧末端悬挂1N 重的砝码,三根弹簧的总长为多少?答案:100N/m 33cm解析:k =F x=100N/m.三根弹簧连接后,每根弹簧的弹力相同,均为1N ,每根弹簧的伸长量均为1cm ,故三根弹簧的总长为33cm.11.在现代汽车技术中,一般轿车都设置有“汽车悬架”,麦弗逊式(Mcpherson)及烛式悬架都是将螺旋弹簧和减振器有机组合,对缓冲冲击和消减冲击产生的振动全面考虑,大大提高了乘坐者的舒适性.现在有一组合弹簧,一根大弹簧内套了一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长.为了测量弹簧的劲度系数,把组合弹簧的一端平齐并竖直固定,另一端处于自由状态,如下图甲所示.当压缩此组合弹簧时,测得力与压缩距离之间的关系图线如图乙所示,则大弹簧的劲度系数k 1和小弹簧的劲度系数k 2分别为多少?答案:k 1=10N/m k 2=20N/m解析:从题图可知:压缩距离x 在0~0.2m 范围内,有F =k 1x ,此时只有大弹簧起作用,小弹簧并没有承受压力,所以大弹簧的劲度系数k 1=10N/m ;压缩距离x 在0.2~0.3m 范围内,两个弹簧都被压缩,都产生弹力,当大弹簧压缩了x 时,小弹簧压缩了(x -0.2),所以F =k 1x +k 2(x -0.2).可求得k 2=20N/m.12.如图所示,G A =100N ,G B =40N ,弹簧的劲度系数为500N/m ,不计绳重和摩擦,求物体A 对支持面的压力和弹簧的伸长量.答案:60N解析:先对B物体受力分析,可知绳对B的拉力大小等于B的重力,即40N.同一根绳子拉力处处相等,弹簧对A的拉力F A=G B A受力分析知:A受向上的拉力和向上的支持力以及竖直向下的重力,三者之间的关系为:F A+F NA=G A.=.所以F NA=60N,则物体AF A=kx知x=F AkC级高考模拟题13.(2008·广东理科基础)探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15N重物时,弹簧长度为;悬挂20N重物时,弹簧长度为,则弹簧的原长l0和劲度系数k分别为() A.l0=k=500N/mB.l0=k=500N/mC.l0=k=250N/mD.l0=k=250N/m答案:D解析:由F=kΔx可得15=k(0.16-l0)和20=k(0.18-l0)联立得l0=、k=250N/m,D对.。
《弹力》教学设计课 题§3.2 弹力课 时 1课时教材分析教材地位分析:《弹力》选自人教版高中物理必修1第三章第二节,承接之前学习的重力,并且为接下来要学习的摩擦力打下基础提供铺垫。
弹力本来就是一种很重要的力,又在教材中起着承上启下的作用,因此是力学部分特别重要的一个环节。
教材内容分析:1.形变:物体发生形变是力作用的结果,形变方式有形状及体积的改变,任何物体只要受到力的作用必发生形变,只不过有些形变程度很小,只有通过仪器及实验手段才能明显显示出来,在力的作用下不发生形变的物体是不存在的.形变的种类有两种:一种是弹性形变,一种是非弹性形变.2.弹力:弹力是接触力,物体间产生弹力,两物体必互相接触且发生弹性形变,学情分析1心理特点 (1)高一学生好奇心强(2)形象思维逐步向逻辑思维发展2知识基础 学习了力的概念,重力和基本相互作用。
3认知困难 (1)欠缺理性化的思维过程。
(2)认为凡是物体接触就会有弹力产生。
(3)对弹力的方向有误解。
教学重点、难点教学重点1:弹力的产生原理。
2:探究弹力的方向。
教学难点正确判定弹力方向。
教学方法教法 实验,讨论,探究 ,启迪创新。
学法联系实际观察合作归纳法。
教学目标知识与技能1.知道形变的种类和形式2.知道弹力产生的条件和方向的判断,会画弹力示意图过程与方法1.通过在实际情况认识形变的存在2.在实际问题中确定弹力方向的能力情感、态度与价值观1. 感受物理与自然的美2.培养严谨的科学探究精神3.了解弹力在生活中的应用,体会物理和生活息息相关,感受学习物理的乐趣,激发创造热情。
教学用具教具准备压缩弹簧、拉伸弹簧、橡皮泥、扭曲线槽、氦氖激光器、小平面镜、橡皮塞插有细管的扁玻璃瓶、多媒体教学设备,自制教具,等等。
教学活动(一)教学过程第一步:观察、体验形变师:同学们都看过蹦床运动,蹦床运动开展了40多年,我国在短短10年间进步飞速,2008年北京奥运会包揽男女两枚金牌。
一、对形变和弹力的理解例1 下列有关物体受外力及形变的说法正确的是( )A.有力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后形变完全消失B.有力作用在物体上物体不一定发生形变C.力作用在硬物体上,物体不发生形变;力作用在软物体上,物体才发生形变D.一切物体受到外力作用都要发生形变,外力撤去后形变不一定完全消失解析只要有力作用在物体上,物体就一定会发生形变,故 B 项错误;发生形变后的物体,当撤去外力后,有些能完全恢复原状,有些不能完全恢复原状,A项错误,D项正确;不管是硬物体还是软物体,只要有力作用都会发生形变, C 项错误.答案D(1) 对于弹性形变,当力撤去后可以恢复原状.(2) 若两个物体在直接接触的同时,也存在弹性形变,则两个物体间有弹力的作用.(3) 弹力大小与形变量有关,对于接触面情况一定的前提下,形变越大,弹力也越大.二、弹力有无的判断例2 如图3-2-9所示,细绳下悬挂一小球D,小球与光滑的静止斜面接触,且细绳处于竖直状态,则下列说法中正确的是( )A.斜面对 D 的支持力垂直于斜面向上B.D对斜面的压力竖直向下C.D与斜面间无相互作用力D.因D的质量未知,所以无法判定斜面对 D 支持力的大小和方向解析对 D 进行受力分析可知,D一定受到竖直向上的绳的拉力和竖直向下的重力,其中有无弹力可用假设法.假设去掉斜面, D 仍保持原来的静止状态,可判断出 D 与斜面间无相互作用力.答案C判断弹力是否存在一般有以下两种方法:①假设法;②根据物体的运动状态判断三、弹力方向的分析例 3 作出图3-2-10中物块、球、杆等受到各接触面作用的弹力示意图.图3-2-10解析分析此类问题的关键是确定接触面,对于点—面接触,面—面接触类问题容易确定,这里出现的面即为接触面;对于点—弧面接触,过接触点的弧面的切面即为接触面.各物体所受弹力如下图所示.答案见解析图四、弹力大小的计算图3-2-11例 4 如图3-2-11 所示,A、 B 两物体的重力分别是G A=3 N,G B= 4N.A 用细线悬挂在顶板上, B 放在水平面上,A、 B 间轻弹簧中的弹力F= 2 N,则细线中的张力F T及 B 对地面的压力F N的可能值分别是( )A.5 N和 6 N B.5 N和 2 NC.1 N和6 N D.1 N和2 N解析弹簧如果处于被拉伸的状态,它将有收缩到原状的趋势,会向下拉A,向上提B,则B 正确;如果处于被压缩的状态,将向两边恢复原状,会向上顶A,向下压B,则 C 正确,故选B、 C.答案BC判断弹簧弹力的方向时,要注意弹簧是被拉伸还是被压缩,或两者均有可能,计算弹簧弹力大小的方法一般是根据胡克定律,有时也根据平衡条件来计算.1. 下列说法正确的有( ) A.木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的B.拿一细杆拨动水中的木头,木头受到细杆的弹力,这是由于木头发生形变而产生的C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳子收缩的方向D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的答案CD解析由弹力的概念可知,发生形变的桌子,由于要恢复原状,对跟它接触的木块产生了力的作用,即木块受到弹力是由于桌子发生形变而产生的,不是木块自己发生形变引起的,同理,木块受到细杆作用力是由于细杆发生形变而产生的,所以选项A、B 是错误的;用绳悬挂物体时,对物体的拉力是因为绳子发生形变,由于要恢复原状,对物体产生力的作用,故绳对物体的拉力是指向绳子收缩的方向,所以C、D 是正确的,应选C、D.2.关于弹力的方向,以下说法正确的是( )A.压力的方向总是垂直于接触面,并指向被压物体B.支持力的方向总是垂直于支持面,并指向被支持物体C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向D.杆对物体的弹力方向总是沿着杆,并指向杆收缩的方向答案ABC解析需要注意的是杆对物体产生的弹力可能沿杆方向,也可能不沿杆方向,这点与绳是不同的.3.如图3-2-12 所示,弹簧的劲度系数为k,小球重为G,平衡时球在A 位置,今用力F 将小球向下拉长x 至B位置,则此时弹簧的弹力为()图3-2-12A.kx B.kx +GC.G-kx D.以上都不对答案B解析此题很容易误解而选A项,但选项A是错误的.其原因是x 不是弹簧变化后的长度与未发生形变时弹簧长度的差值(即不是弹簧的总形变量),球在 A 位置时弹簧已经伸长了(令它为Δ x),这样球在B位置时,F弹=k(Δx +x)=kx +kΔx. 因为球在A位置平衡,有G=kΔx,所以F弹=kx+G.故选项B 是正确的.4.一条轻绳承受的拉力达到 1 000 N 时就会被拉断,若用此绳进行拔河比赛,两边的拉力大小都是600 N 时,则绳子()A.一定会断B.一定不会断C.可能断,也可能不断D.要是绳子两边的拉力相等,不管拉力多大,合力总为零,绳子永远不会断答案B解析因为绳子内的弹力处处相等,假设将绳子分为两部分,其中一部分对另一部分的拉力大小为600 N,小于绳子能承受的最大拉力 1 000 N,所以绳子图 3- 2- 135.如图 3-2-13所示,绳下吊一铁球,则球对绳有弹力, 绳对球也有弹力, 关于两个弹力的产生,下述说法正确的是 ( )A .球对绳的弹力,是球发生形变产生的弹 力作用于绳的B .球对绳的弹力,是绳发生形变产生的弹力作用于绳的C .绳对球的弹力,是绳发生形变产生的弹力作用于球的D .绳对球的弹力,是球发生形变产生的弹力作用于球的答案 AC解析 绳和球发生了弹性形变, 由于要恢复原状, 从而对跟它接触的物体产 生弹力作用,故 A 、C 正确.6.如图 3-2-14 所示,各接触面光滑且物体 A 静止,画出物体 A 所受弹力的示意图.图 3- 2- 14答案 如图所示.试由图线确定:定不会断裂.7.如图 3-2-15 所示,为一轻质弹簧的长度 l 和弹力 F 大小的关系图象,图 3- 2-15(1) 弹簧的原长;(2) 弹簧的劲度系数;(3) 弹簧长为0.20 m时弹力的大小.答案(1)10 cm (2)200 N/m(3)20 N解析读懂图象是求解本题的关键:(1) 当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长状态,由图可知原长l 0=10 cm.(2) 当弹簧长度为15 cm时,弹力大小为10 N,对应弹簧的伸长量为Δl =-2(15 -10) cm=5×10-2 m由胡克定律F=kx 得:F 10k=ΔF l=5×1100-2 N/m=200 N/m.(3) 当弹簧长为0.20 m时,弹簧伸长量为:Δl ′=(0.20 -0.10) m=0.10 m由胡克定律F=kx 得:F′=kΔl ′=200×0.10 N=20 N.8.下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长量的关系所测的几组数据:(1) 请你在图3216 F x图3-2-16(2) 写出曲线所代表的函数(x 用m作单位) .(3) 解释函数表达式中常数的物理意义.答案见解析解析根据已有数据选好坐标轴每格所代表的物理量的多少,是作好图象的关键,作图象的方法:用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连接起若是来,直线,应使各点均匀分布于直线两侧,偏离直线太大的点,应舍弃掉.(1) 将x 轴每一小格取为 1 cm,F 轴每一小格取为0.25 N,将各点点到坐标纸上,并连成直线,如下图所示.(2) 由图象得:F=20x.(3) 函数表达式中的常数:表示使弹簧伸长( 或压缩)1 m所需的拉力为20 N.。
2019-2020年高中物理人教版必修一教学案:第三章第2节弹力(含答案)1.弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。
2.弹力产生的条件:(1)两物体相互接触;(2)接触面之间发生弹性形变。
3.压力和支持力的方向总垂直于物体的接触面指向被压或被支持的物体;绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。
4.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。
5.弹簧的劲度系数由弹簧本身的因素决定,与所受外力大小无关。
一、弹性形变和弹力1.形变物体在力的作用下形状或体积发生改变,这种变化叫做形变。
2.弹性形变物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。
3.弹力发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
4.弹性限度如果物体的形变过大,超过一定限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原状,这个限度叫做弹性限度。
5.弹力产生的两个条件(1)物体间相互接触;(2)在接触面上发生弹性形变。
二、几种弹力1.常见弹力平时所说的压力、支持力和拉力等都是弹力。
2.弹力的方向(1)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面,指向受力物体。
(2)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。
三、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:牛顿每米,符号:N/m。
x为弹簧的伸长量或缩短量。
1.自主思考——判一判(1)发生形变的物体才能有弹力,且一定有弹力。
(×)(2)物体的形变越大,弹力也越大。
(×)(3)弹力的方向一定与物体发生形变的方向相反。
(√)(4)弹力的大小与物体大小有关,体积越大的物体产生的弹力也越大。
(×)(5)弹簧的劲度系数k与弹力F有关。
(×)2.合作探究——议一议(1)相互接触的物体间一定有弹力作用吗?提示:不一定,物体如果只是接触而没发生弹性形变,则无弹力作用。
弹力【上节回顾】1.说出力的概念、力的三要素、力的作用效果?2.什么是重力、重力的方向、什么是重心?3.下列说法正确的是()A.静止的物体受重力,运动的物体不受重力B.向下运动的物体受重力,向上运动的物体不受重力C.受重力的物体也是施力的物体D.以上说法都不正确4.下列说法正确的是()A.自由下落的石块,速度越来越大,说明石块受的重力越来越大B.飞机在空中飞行时不会掉下来,说明飞机在空中飞行时不受重力作用C.抛出的石块在空中做曲线运动,说明石块在空中所受重力方向不断变化D.将一石块竖直上抛,在上升和下降过程中,石块所受重力大小、方向都不变5.以下几种说法中正确的是( )A.一个挂在绳子上的物体,它所受到的重力就是悬绳上拉它的力B.地球上的物体只有静止时才受到重力作用C.物体受到的重力就是由于地球吸引而产生的D.质量为m的物体受到的重力大小为mg,所以只要m一定,它的重力大小就保持不变【学习目标】1、知道什么是弹力以及弹力产生的条件。
2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的图示或力的示意图中正确画出它们的方问。
3、知道形变越大,弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。
4、针对实际问题确定弹力的大小方向,提高学生判断分析物理问题的能力。
5、掌握利用胡克定律计算弹簧弹力的力法。
【知识导学】1.物体在力的作用下所发生的形状或体积的改变,叫做。
在力的作用下发生形变的物体,在撤去外力后能够的性质,叫做弹性。
在外力停止作用后能状的形变,叫做弹性形变。
2. 把这种发生弹性形变的物体由于要,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力;弹力方向总是指向的方向;产生弹力的条件是。
3. 胡克定律:。
知识点一:弹性形变问题:什么为形变?什么为弹性形变?实例分析:拉伸或压缩的弹簧、弯曲的竹竿、拉开的弓箭、拉长的橡皮筋等的形变,都是弹性形变。
这里要注意两个问题:第一,这些物体的形变可以恢复;第二,物体为恢复原状,会对其他物体施加力的作用。
例1. 书放在水平桌面上,桌面会受到弹力的作用,产生这个弹力的直接原因是( )A.书的形变B.桌面的形变C.书和桌面的形变D.书受到的重力精析:书放在水平桌面上,书受到桌面的支持力,桌面受到书的压力,桌面受到的弹力来自于书,桌面是受力物体,书是施力物体,这个弹力一定是施力物体书的形变产生的作用于受力物体桌面上。
答案:A拓展练习1. 关于弹性形变的概念,下列说法正确的是()A.物体形状的改变叫弹性形变B.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变D.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变知识点二:弹力问题:当发生弹性形变的物体要恢复原状就会对与它接触的物体有什么作用?例2、关于弹力的产生下列说法正确的是( )A.两个相互接触的物体间一定产生弹力B.只要发生形变一定产生弹力C.只有发生弹性形变的物体才产生弹力D.一切相互吸引的物体间就产生弹力精析:弹力是发生弹性形变的物体在恢复原状时,对跟他接触的物体有力的作用,所以要产生弹力,两物体必须接触并且发生了弹性形变,因此选项C正确。
答案:C拓展练习2、重5N的物体挂在弹簧上,保持静止,这时物体受到个力的作用,它们的性质分别是,它们的施力物体分别是,它们的大小分别为N。
知识点三:弹力的方向的判定问题:拉力、支持力、压力的方向如何判断?例3、在半球形光滑碗内,斜搁一根筷子,如图所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为()A. 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点处垂直于筷子斜向上精析:碗对筷子A、B两点处的作用力属于弹力,而接触处的弹力总是垂直于接触面的,因而寻找接触面便成为确定弹力方向的关键。
在A 点处,当筷子滑动时,筷与碗的接触点在碗的内表面(半球面)上滑动,所以在A 点处的接触面是球面在该点的切面,此处的弹力与切面垂直,即指向球心O 。
在B 点处,当筷子滑动时,筷与碗的接触点在筷的下表面上滑动,所以在B 点处的接触面与筷平行,此处的弹力垂直于筷子斜向上。
正确选项为D 。
说明:这是一道判断弹力方向的典型例题。
若不作仔细分析,往往会误认为碗对筷子A 、B 两点处的弹力方向均为竖直向上。
拓展练习3、画出从下各力的图示,并指出施力物体。
(1) 竖直悬线对物体的拉力150N(2) 与水平方向成30︒角,人对箱子斜向下的推力知识点四:胡克定律问题:对同一物体而言,弹力的大小跟形变的大小有关,即决定于该物体发生弹性形变的程度。
弹性形变越大,弹力也越大;形变消失,弹力就随着消失。
你玩过皮弹弓吗?不妨动手试一下,要把弹弓上的皮条拉得越长,拉力必须越大,说明皮条的形变越大,产生的弹力也越大。
那么,弹力与形变有怎样的定量关系呢?例4、一根轻质弹簧,当它受到10N 的拉力时长度为12cm ,当它受到25N 的拉力时长度为15cm 。
问弹簧不受力时的自然长度为多长?该弹簧的劲度系数为多大?精析:设弹簧的劲度系数为k ,原长为l 0,根据胡克定律kx F =,有 )(011l l k F -=,)(022l l k F -= 由以上两式相比可得20121l l l l F F --=, 代入数据可得 l 0=10cm=0.1m ,1.012.010011-=-=l l F k N/m=500N/m 。
说明:应用胡克定律解题,一定要搞清式中各字母的物理意义,并注意物理量单位的统一。
本题也可以根据胡克定律的另一种表达式△F = k △x ,先求得弹簧的劲度系数12.015.010251212--=--=∆∆=x x F F x F k N/m=500N/m 。
再根据F 1=k (l 1-l 0)或F 2=k (l 2-l 0)求得弹簧的原长l 0。
拓展练习4、如图所示,物块重G =50N ,弹簧A 伸长量X m A =001.,弹簧B 的压缩量为X m B =002.,已知弹簧A 的劲度系数k N m A =⨯2203./,不计两弹簧的质量,则弹簧B 的劲度系数k B =__________【综合提升】综合知识点一:压力与重力的辨析有些同学往往错误地认为“压力总是等于重力”,其实两者是不同的:(1)实质不同——重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,实质是引力作用;压力是物体与支承面相互接触、挤压而产生的,实质是弹力作用。
(2)受力者和施力者均不同——重力的受力者是物体,施力者是地球;压力的受力者是支承面,施力者是物体。
(3)方向不一定相同——重力的方向总是竖直向下的,而压力总是垂直于支承面,压力的方向与支承面如何放置有关。
(4)大小不一定相等——在地球上某一处,一个物体的重力是定值,与支承面的放置和物体的运动状态无关;压力则不仅与支承面如何放置有关,还与物体的运动状态有关。
例1、一本书放在水面桌上静止,则( ) A. 书对桌面的压力就是书受的重力 B. 书对桌面的压力,施力物是地球C. 书对桌面的压力在数值上等于它受的重力D. 因为桌面对书的支持力与书对桌面的压力大小相等,所以书才处于平衡状态解析:从力的性质上看,书对桌面的压力属于弹力,施力物体是书,受力物体是桌面;而书受到的重力是万有引力,施力物体是地球,受力物体是书。
所以A 、B 错,书只所以静止不动,是因为受到重力和桌面对书的支持力这样一对平衡力的作用。
在数值上,书受到的重力的大小与书对桌面的压力大小相等。
答案:C综合知识点二:弹簧的串联和并联:1.弹簧的串联:若将劲度系数分别为k A 、k B 的A 、B 两根弹簧首尾串结为一根弹簧(称为弹簧的串联),这根弹簧的劲度系数串k 有多大?让我们来推证一下:A GB图10如图所示,A 、B 两根弹簧串联后, 根据胡克定律可得,对弹簧A 有A A k Fx =,对弹簧B 有BB k Fx =,对整根弹簧有串k F x =。
由于B A x x x +=,从而BA k k k 111+=串。
2.弹簧的并联:对于劲度系数为k 的均匀弹簧,若截取其mn使用,则劲度系数变为k n mk ='如图所示,若将自由长度相等、劲度系数分别为k A 、k B 的两根弹簧A 、B 两头并结为一根弹簧(称为弹簧的并联),则劲度系数变为B A k k k +=并例2、在弹性限度内,某自由长度为20cm 的均匀轻质弹簧下端悬挂750N 重物时,总长为26cm 。
现截取该弹簧的一半,将其竖直放置后上压250N 的重物,总长变为多少? 解析:设原弹簧的劲度系数为k ,由胡克定律有0l l Gx F k -==;截取该弹簧的一半后劲度系数k ’=2k ,再由胡克定律有l l G x F k '-'=''='20。
由以上三式解得最终弹簧的总长为GG )l l (G l l 200'--='7502250202675020⨯⨯--⨯=)(cm=9cm 。
【走出误区】错解+剖析+正解例、如图所示,将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中,钢球在各容器的底部与侧壁相接触,处于静止状态。
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( )A. 各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B. 各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C. 量杯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D. 口大底小的普通茶杯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错解:由于口大底小的普通茶杯的侧壁与钢球的接触点位于钢球下侧,以为侧壁对钢球有支持力;由于三角烧杯侧壁与钢球的接触点位于钢球上侧,以为侧壁对钢球有压力。
错选C 。
精析:小球与容器的侧壁接触,是否有弹力作用,就看接触处是否发生弹性形变,但微小形变难以觉察,只能借助假设法判断。
假设解除容器侧壁与钢球的接触,即假设容器侧壁对钢球无弹力作用,则钢球受重力和容器底部对它的支持力作用,钢球仍将处于静止状态,故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变,容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立。
我们也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用,作出各容器中钢球的受力示意图如图所示,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。
答案:A 。
说明:当物体的形变情况难以直接作出判断时,我们采用了两种假设法来分析弹力是否存在:一种是假设弹力不存在(即解除相关的接触面),看看在其它条件不变的情况下,物体是否会改变原先的运动状态;另一种是假设弹力存在,看看物体是否能保持给定的运动状态。
【体验成功】1.物体在力的作用下发生的 叫做形变,在外力停止作用后能够恢复原状的形变叫做 形变.2.弹力发生在 而发生 的物体之间.放在水平桌面上的物体所受的支持力是 ,它的方向总是 支持面;吊在绳子下的物体所受的拉力是 ,它的方向总是 的方向.3.弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就 .用这个原理制成的测力计,也叫 .在物理实验室中经常使用的测力工具是 . 4.画出物体A,受力的示意图。