高中物理必修一第三章第二节 弹力优秀课件

FN
光滑平面
知识精析
一、弹力存在的判定 判断弹力的有无一般有以下三种方法： 1 ．根据弹力产生的条件来判断：看物体是否存在弹性 形变及弹性形变的方向． 2．利用假设法判断 可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，看物体还 能否在原位置保持原来的状态，从而判断该物体是否受弹力 作用． 例如：如图 13 － 2 所示，将甲图中与小球接触的斜面去 掉，小球无法在原位置保持静止，而把乙图中的斜面去掉， 小球仍静止，故甲球受斜面的弹力，乙球不受斜面的弹力．
要产生弹力作用必须发生弹性形变.
误区 本题易误选D.根据经验，有很多形变是肉眼观察不到的，故而 警示 错选.
答案
ABC
练习1 关于弹力产生条件的说法中，正确的是 （ D） A、物体间不相互接触，也能产生弹力。 B、只要两物体接触就一定会产生弹力。 C、只有弹簧才能产生弹力。 D、两个物体直接接触且互相挤压发生 形变时才会产生弹力。
弹力的方向小结
1. 两物体接触面上的弹力，包括压力和支持力。这种弹力的 方向与物体的接触方式有关(通常有下列三种接触方式)：
①平面与平面接触，弹力垂直平面。 (简称为“面面”接触) ②点与平面接触，弹力通过接触点 而垂直平面。(简称为“点面”接触 ) ③曲面和曲面接触，弹力通过接触点 垂直于切面而指向圆心。（相当于点 与点接触，简称为“点点”接触）
钩码质量 m/g 弹簧总长度 L/cm 弹力大小 F/N 弹簧伸长量 x/cm
0
50
100
150
200
250
10
12.1 13.9 16.2
17.9
20.1
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0
2.1
3.9
6.2
7.9
10.1
弹力F/N
2.5
2
1.5
1
0.5 伸长量x/cm 2 4 6 8 10
o
四、胡克定律：
图13－2
3．利用力的作用效果分析 如图 13 － 3 所示，光滑水平面上的球靠在竖直面上静止， 竖直面是否对球产生力的作用？假设竖直面对球产生了力的 作用，由力的作用效果可知，球不会静止，故可判定没有水 平弹力产生．
图13－3
二、假设存在法：
例、光滑水平面上AB两物体紧挨着保持 静止，则它们之间有弹力吗？
一、形变与弹力 例1 关于弹力，下列说法正确的是( ABC )
A．拉力、压力、支持力在性质上均为弹力 B．物体由于发生了弹性形变，会对使其发生弹性形变的物体施加弹力 作用 C．对于同一根弹簧，弹性形变越大，弹力越大 D．许多物体可以在不发生形变的条件下对物体施以弹力作用
解析 准确掌握弹力产生的条件、弹力大小的相关因素 是解答此问题的关键，具体分析见下表所示：
练习3关于胡克定律的下列说法，正确 的是（ D ）
A．拉力相同、伸长也相同的弹簧， 它们的劲度系数相同 B．劲度系数相同的弹簧，弹簧的伸长相同 C．知道弹簧的劲度系数，就可以算出任何拉力 下的弹簧伸长 D．劲度系数和拉力、伸长量没有关系，它只决 定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细
【跟踪练习4】 一根轻质弹簧，当受到一个大小为 16N的拉力作用时，该弹簧的伸长量 是4cm。 ⑴该弹簧的劲度系数是多大？ ⑵如果弹簧的原长是10cm，当受到8N的压力时，该ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ簧将缩短到多少cm？
【跟踪练习1】 打网球时，网球和网球拍接触瞬间 下列说法正确的是（ BCD ） A.在接触处只有网球拍有弹力产生 B.在接触处网球和网球拍都产生弹力 C.网球对网球拍的弹力是网球形变后 对网球拍施加的力 D.网球拍对网球的弹力是网球拍形变 后对网球施加的力
判断弹力有无的方法
（1）弹力产生的条件 （2）假设法 （3）力的作用效果
作用在物体上的外力越大，物体的形变就 越大。
2、形变的分类
1）按对外表现形式上分拉伸形变（或压缩形 变）、弯曲形变、扭转形变等。 非弹性形变 弹性限度 2）按可否恢复原状分 弹性形变
如果形变过大，超过 一定限度，即使撤去 作用力，物体也不能 完全恢复原来的形状， 这个限度叫弹性限度
发生形变的物体在停止 受力后，能恢复原状的 形变称为弹性形变
A
悬挂靠在一起 的两小球
A
A
B
A
水平面上靠在一起 的两小球
思考：试分析图中细杆或小球 A 所受的弹 力，并确定其方向。
A
半球形的碗
A
（3）如图所示，用两根绳子分别把A、 B两个物体挂在天花板上，画出物体 B所受到的弹力．
A
B
悬挂靠在一起的两小球
探究问题四： 定量地研究弹簧的弹力大 小跟哪些因素有关？
实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 1、胡克定律内容： 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大 小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。 2、公式：
F=Kx
其中：K——弹簧的劲度系数(其大小跟弹簧的形状、 大小、长短、钢丝的线径、材料等因素有关) 单位：牛每米， 符号N/m x—— 弹簧伸长（或缩短）的长度
A B
解：直接判断法无法判断出，因为你根本 看不出它们之间是否有弹性形变。可以用 假设法。假设AB之间有挤压，则A对B有向 右的弹力，B对A有向左的力。真是这样， 则AB均不能保持静止，与题设矛盾。所以 没有挤压。
A
B
三、隔离法:
将相互接触的两个物体中拿走一个，看 对另一个物体是否有影响
A B
解：取走B球后，A仍静止，运动状态未变化， 可以断定AB之间原来没有作用力。
解：F1=16N x1=4cm=4×10-2m L0=10cm， F2=8N(1)根据胡克定律：F1= kx1 可得
k= F1/ x1=
(2)根据胡克定律：F2 = kx2 可得
16 -2 4 10
N/m=400N/m
8 X2=F2/k= 400 m=2×10-2m=2cm
L2 = L0－X2 =（10－2）cm=8cm
选项 A B C D 内容指向，联系分析 拉力、压力、支持力均是由弹性形变产生的，所以均为 弹力. 发生弹性形变的物体，会对使其发生弹性形变的物体产 生弹力的作用. 结论 正确 正确 正确 错误
弹簧弹力大小由弹簧的劲度系数和弹性形变大小共同决 定，对于同一根弹簧，劲度系数一定，弹性形变越大， 弹力越大.
理解形变量(伸缩量）
x
L0 L
L0 L
F
F
x
拉伸过程 压缩过程
三、弹力大小的计算 对弹力大小的计算可分为弹簧弹力和非弹簧弹力两种情
况：
1．弹簧弹力的大小：应用胡克定律F＝kx求解． 其中x是弹簧的形变量(可能是拉伸量，也可能是压缩量)， x ＝ |现长－原长 |； k 是比例常数，它是一个反映弹簧形变难 易程度的物理量，是由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数 等条件决定的． 2 ．非弹簧弹力的大小：与物体的形变程度有关，一般 要借助于物体所遵循的物理规律求解． 如静止在桌面上的物体受到桌面向上的弹力和自身的重 力作用，由二力平衡可知，弹力的大小等于物体重力的大 小．
A
【巩固小练习】 在下图中a、b表面均光滑, 天花板和地 面均水平，a、b间一定有弹力的是( B )
（三）弹力的方向：
弹力的方向总是跟引起物体形变的外力 方向相反，跟物体形变的方向相反。
1、绳子（弹簧）的拉力方向是沿绳子而指向 绳子收缩的方向。 2、压力（支持力）的方向总是垂直于支持面 而指向被压（被支持）的物体。
2. 绳的拉力:细绳的拉力沿绳子指 向绳子收缩的方向 .
3．杆的弹力
方向：杆与地面（或墙面）接触的端点所受地面 （或墙面）的支持力与接触面垂直。 杆与支撑点接触，接触部分所受支撑点的弹力方向 与杆垂直。
N2
N
N
N1
弹力方向的判断：
1、两平面接触：垂直于接触面。
2、点面接触：垂直于面。
3、点点接触：垂直于公切面。
（二）弹力 ： （1）定义：
发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对 与它接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力
（2）产生条件： ① 物体间相互接触 接触力 ② 物体间发生弹性形变 （3）支持力和拉力都属于弹力。
【理解应用一】
谁形变 谁产生弹力 谁是施力物体
弹力是施力物体发生形变产生的
方法指导
例2 三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相 同的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a的重心
位于球心，b和c的重心位于球心的正上方和正下方，如图13
－4甲所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点 P、 Q对球 的弹力方向是怎样的．
图13-4甲
变式训练1
画出图13-5中物体A所受弹力的示意图．
图13-4乙 点评 在分析弹力时要先判断弹力是否存在，弹力的方 向可用如下方法判定： (1)若接触面之一为平面，则弹力一定垂直于该平面． (2)若接触面之一为球面，则弹力一定过球心． (3)若接触面为曲面，则弹力一定垂直于曲面的过接触点 的切面． (4)若接触处之一为直线，则弹力一定垂直于该直线．
试分析图中细杆或小球 A 所受的弹 力，并确定其方向。
2. 绳的拉力:细绳的拉力沿绳子 指向绳子收缩的方向 .
二、弹力方向的确定 弹力是接触力，不同的物体，不同的接触方式，弹力方 向的判断方法也有所不同，具体比较见下表所示：
类 型 方 向 图 示
接 触 方 式
面与面
点与面
垂直公共接触面
过点垂直于面
点与点
轻绳
垂直于切面
沿绳收缩方向 可沿杆
轻杆
可不沿杆
二、弹力方向的判定
判断下列支持面对物体弹力的方向？
点与平面接触
N` N 光滑斜 面 NA NB
B
A
点与平面间弹力方向： 过接触点垂直平面指向受力物体