弹力-讲课比赛-2课件

3.2 弹力弹力 3.2 弹力形变形变1形变12n概念：物体形状或体积的变化 形变形变想一想：是否所有物体在力的作用下都会发生形变？想一想：是否所有物体在力的作用下都会发生形变？比如桌子？比如桌子？2概念：物体形状或体积的变化形变想一想：是否所有物体在力的作弹力-讲课比赛-2课件4形变的分类思考：这两种形变有思考：这两种形变有 什么不一样吗？什么不一样吗？4形变的分类思考：这两种形变有5形变的分类形变的分类按形变恢复分为：按形变恢复分为：（1）弹性形变）弹性形变当撤去外力作用后物体能恢复原来的状态的当撤去外力作用后物体能恢复原来的状态的（2）范性形变范性形变 当撤去外力作用后物体的形变或多或少仍有保留而当撤去外力作用后物体的形变或多或少仍有保留而不能复原的不能复原的 按形变大小分为：明显形变和微小形变按形变大小分为：明显形变和微小形变 需借助仪器或放大法看需借助仪器或放大法看5形变的分类按形变恢复分为：如果作用在物体上的力过大，超出了一定限度，如果作用在物体上的力过大，超出了一定限度，那么撤去外力后，物体就不能恢复原状，这个限那么撤去外力后，物体就不能恢复原状，这个限度度弹性限度弹性限度6弹性限度是不是不管怎么压缩、是不是不管怎么压缩、拉伸弹簧，松手后，拉伸弹簧，松手后，它都能回到原状？它都能回到原状？如果作用在物体上的力过大，超出了一定限度，6弹性限度得出结论：得出结论：发生形变的物体发生形变的物体可以使物体的运可以使物体的运动状态发生改变，动状态发生改变，弓箭弦拉弯后，弓箭弦拉弯后，箭可以飞出去，箭可以飞出去，有力的存在。有力的存在。7弹力弹力7弹力弹力1、概念：发生概念：发生弹性形变弹性形变的物体由于的物体由于要恢复原状，对与它要恢复原状，对与它接触接触的物体产生的物体产生力的作用，这种力就叫弹力力的作用，这种力就叫弹力82、产生的条件：、产生的条件：n相互直接接触相互直接接触n发生弹性形变（发生挤压）发生弹性形变（发生挤压）弹力1、概念：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的常见的几种弹力：压力压力支持力支持力拉力拉力浮力浮力弹簧的拉力和压力弹簧的拉力和压力常见的几种弹力：压力支持力拉力浮力弹簧的拉力和压力F绳恢复趋势绳恢复趋势球恢复趋势球恢复趋势绳对球的拉力绳对球的拉力3 3、弹力的产生、弹力的产生:内陷内陷外凸外凸F地恢复趋势地恢复趋势地对木块地对木块木块对地木块对地F球对绳的拉力球对绳的拉力4 4、弹力方向、弹力方向、弹力方向、弹力方向 （1 1）压力和支持力）压力和支持力）压力和支持力）压力和支持力：方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体。方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体。方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体。方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体。（2 2）拉力：）拉力：）拉力：）拉力：绳的拉力沿着绳指向绳绳的拉力沿着绳指向绳绳的拉力沿着绳指向绳绳的拉力沿着绳指向绳 收缩的方向收缩的方向收缩的方向收缩的方向木块恢木块恢复趋势复趋势与施力物体与施力物体形变方向相形变方向相反（与施力反（与施力物体恢复形物体恢复形变的方向相变的方向相同）。同）。F绳恢复趋势球恢复趋势绳对球的拉力3、弹力的产生:内陷外凸FF2力力施力物体施力物体 受力物体受力物体 产生原因产生原因 方向方向电灯对电线电灯对电线的拉力的拉力F1电线对电灯电线对电灯的拉力的拉力F2F1电线形变电线形变产生弹力产生弹力电灯形变电灯形变产生弹力产生弹力电灯电灯电线电线电线电线电灯电灯竖直向下竖直向下竖直向上竖直向上F2力施力物体 受力物体 产生原因 方向电灯对电线的拉力F1三、弹力的方向三、弹力的方向压力、支持力的方向：压力、支持力的方向：垂直于支持面而指向受力物体垂直于支持面而指向受力物体绳的拉力的方向绳的拉力的方向沿着绳而指向绳收缩的方向（指向绳中部）沿着绳而指向绳收缩的方向（指向绳中部）三、弹力的方向压力、支持力的方向：垂直于支持面而指向受力物弹力有无的判断：弹力有无的判断：1、两物体是否相互接触。2、接触处是否产和弹性形变。一、直接判断：一、直接判断：弹力有无的判断：1、两物体是否相互接触。一、直接判断：二、假设存在法：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？ABAB解：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。二、假设存在法：例、光滑水平面上AB两物体紧挨着保持ABAB弹力存在分析15弹力存在分析15各接触面间的弹力方向判断o曲面与平面接触16NNN曲面与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体各接触面间的弹力方向判断曲面与平面接触16NNN曲面与平面各接触面间的弹力方向判断o点与平面接触17点与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体NN光滑斜面ABNANB各接触面间的弹力方向判断点与平面接触17点与平面间弹力方向：各接触面间的弹力方向判断o曲面与曲面接触18曲面与曲面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体半球形的碗NABNNB对A各接触面间的弹力方向判断曲面与曲面接触18曲面与曲面间弹力方弹簧的弹力方向19300NN弹簧的弹力方向：沿着弹簧，形变的相反方向弹簧的弹力方向19300NN弹簧的弹力方向：沿着弹簧，形变的小结：弹力方向的确定小结：弹力方向的确定o接触面是平面和平面或者平面和曲面：弹力方向垂直于平面。o接触面是点点和平面平面：弹力方向垂直于平面平面。o接触面是点点和曲面曲面：弹力方向垂直于切线切线。o绳子的弹力沿绳子的收缩收缩方向。o由于杆会发生弯曲，所以杆的弹力不一定沿不一定沿杆杆的方向。的方向。20思考：杆的弹力方向是否和绳一样？思考：杆的弹力方向是否和绳一样？小结：弹力方向的确定接触面是平面和平面或者平面和曲面：20思弹力的大小与形变的关系：21在弹性限度内，弹力的大小取决物体于形变的程度。形变越大，弹力越大；形变消失，弹力也随着消失。弹力的大小与形变的关系：21在弹性限度内，弹力的大小取决物体弹簧的弹力的大小与形变的关系：22弹簧的弹力的大小与形变的关系：22四、胡克定律四、胡克定律：实验：探究弹力和弹簧伸长的关系实验：探究弹力和弹簧伸长的关系1、胡克定律内容、胡克定律内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。成正比。2、公式公式：其中：其中：K弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数(其大小跟弹簧的其大小跟弹簧的形状、大形状、大小、长短、钢丝的线径、材料小、长短、钢丝的线径、材料等因素有关等因素有关)单位：牛每米，单位：牛每米，符号符号N/m x 弹簧弹簧伸长（或缩短）伸长（或缩短）的长度的长度F=Kx四、胡克定律：实验：探究弹力和弹簧伸长的关系F=Kx二、假设存在法：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？ABAB解：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。二、假设存在法：例、光滑水平面上AB两物体紧挨着保持ABAB 重点诠释重点诠释 弹簧的弹力弹簧的弹力 (1)应用胡克定律应用胡克定律Fkx求解。求解。其中，其中，x为弹簧的形变量为弹簧的形变量可能为伸长量可能为伸长量ll0，也可能为，也可能为缩短量缩短量l0lk为弹簧的劲度系数，为弹簧的劲度系数，k只与弹簧本身有关，由只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。它反映了弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。它反映了弹簧的软硬程度，弹簧的软硬程度，k值越大，弹簧越硬，其长度越难改变。值越大，弹簧越硬，其长度越难改变。重点诠释 弹簧的弹力 (2)弹力与弹簧伸长量的关系可用弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x图像表示，如图图像表示，如图321所示，图线的所示，图线的斜率即为弹簧的劲度系数。斜率即为弹簧的劲度系数。(3)由于由于F1kx1，F2kx2，FF2F1kx2kx1k(x2x1)kx，因此，弹簧上弹力的变化量因此，弹簧上弹力的变化量F与形变量的变化量也成正比关与形变量的变化量也成正比关系，即系，即Fkx。图图321 (2)弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x图3内容总结o弹力产生的条件：n直接接触n发生弹性形变o弹力的方向：n压力和支持力：方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体。n拉力：绳的拉力沿着绳指向绳 收缩的方向o弹力的大小：n胡克定律：F k x n其他弹力：由物体受其它力和运动状态求解27内容总结弹力产生的条件：2728例一：例一：如右图所示，物体A静置于水平桌面上，下列关于物体所受作用力的说法中正确的是()A桌面受到的压力就是物体的重力B桌面受到的压力是由它本身发生了微小的形变而产生的C桌面由于发生了微小形变而对物体产生了垂直于桌面的支持力D物体由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力【解析】在此，压力大小和方向都与重力相同，但不能说压力就是重力，它们的施力物体和受力物体都不同，性质也不同桌面受到的压力是由物体下表面发生微小形变而产生的故C、D正确【答案】CD对弹力的理解及其有无的判断28例一：如右图所示，物体A静置于水平桌面上，对弹力的理解及29胡克定理的应用例二：例二：如右图所示，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()Akx BkxGCGkx D以上都不对【解析解析】此题很容易误解而选A项，但选项A是错的；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x)，这样Fbk(xx)kxkx.因为球在A位置平衡，有Gkx，所以FbkxG.故选项B是正确的【答案答案】B29胡克定理的应用例二：如右图所示，弹簧的劲度系数为k，小球通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是由于弹性形变而产生的，因此都是弹力，故选项D正确书对桌面的压力在大小和方向上都与重力相同，但它们不是同一性质的力，压力是弹力而且，它们的产生也不相同，压力是书发生形变而对桌面产生的力，它发生在书与桌面之间；而重力是由于地球对物体吸引而使物体所受的力，它发生在书与地球之间，故这两个力不是同一个力，即选项C错误接触面处形变微小，不能因此说产生的弹力就很小同样，我们观察不到接触面处的形变时，不能因此而否认形变的存在，因为有些形变必须借助仪器或其他显示方法才能观察到【答案答案】D例一：关于弹力，下列说法中正确的是()A形变微小时，弹力很小 B形变量越大，弹力就越大，弹力大小总是与形变量成正比的 C放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体所受的重力 D通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是由于弹性形变而产生的，因31认为弹力的方向必过重心例二：例二：三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、c的重心位于球心的正上方和正下方，如下图所示，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31认为弹力的方向必过重心例二：三个相同的支座上分别搁【指点迷津】【指点迷津】相互作用的物体属于点接触，弹力的方向与过接触点的切面垂直，且指向球心，与重心位置无关，故三种情况下弹力方向是一致的P、Q两点弹力方向的判定不要受重心位置不同的影响，应由基本方法制定【答案答案】如下图所示，三种情况下弹力方向都过球心【指点迷津】相互作用的物体属于点接触，弹力的方向与过接触点 例例1试分析图试分析图323中的球是否受弹力作用，中的球是否受弹力作用，若受弹力，试指出其施力物体。若受弹力，试指出其施力物体。图图323 思路点拨思路点拨判断弹力的有无可采用假设法：假设把判断弹力的有无可采用假设法：假设把与物体接触的面或点去掉，看物体还能否在原位置上保持与物体接触的面或点去掉，看物体还能否在原位置上保持原来的状态，从而判断该物体是否受弹力作用。原来的状态，从而判断该物体是否受弹力作用。例1试分析图323中的球是否受弹 解析解析采用假设法可判定：采用假设法可判定：(1)图中球受到绳的拉图中球受到绳的拉力、竖直墙壁的弹力；力、竖直墙壁的弹力；(2)图中球受到绳的拉力；图中球受到绳的拉力；(3)图中图中球受到绳的拉力；球受到绳的拉力；(4)图中球受到绳的拉力、斜面的支持图中球受到绳的拉力、斜面的支持力；力；(5)图中球受到水平面的支持力；图中球受到水平面的支持力；(6)图中球受到斜面图中球受到斜面的支持力、竖直挡板的弹力。的支持力、竖直挡板的弹力。答案答案见见“解析解析”解析采用假设法可判定：(1)图中球受 相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体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，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。两物体间才有弹力产生。借题发挥借题发挥 相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物1如图如图324所示，一小球用两根轻所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，倾斜，绳绳2恰好竖直，则小球所受的作用恰好竖直，则小球所受的作用力有力有()A1个个B2个个C3个个 D4个个图图3241如图324所示，一小球用两根轻图324 例例2在半球形光滑容器内，放置一细杆，在半球形光滑容器内，放置一细杆，如图如图325所示，细杆与容器的接触点分所示，细杆与容器的接触点分别为别为A、B两点，则容器上两点，则容器上A、B两点对细杆两点对细杆m的作用力的方向分别为的作用力的方向分别为 ()A均竖直向上均竖直向上 B均指向球心均指向球心 CA点处的弹力指向球心点处的弹力指向球心O，B点处的弹力竖直向上点处的弹力竖直向上 DA点处的弹力指向球心点处的弹力指向球心O，B点处的弹力垂直于细杆点处的弹力垂直于细杆向上向上图图325 例2在半球形光滑容器内，放置一细杆，判断弹力方向的步骤判断弹力方向的步骤(1)确定物体之间弹力作用的类型；确定物体之间弹力作用的类型；(2)确定产生弹力的物体；确定产生弹力的物体；(3)找出使物体发生形变的外力方向；找出使物体发生形变的外力方向；(4)确定物体形变的方向；确定物体形变的方向；(5)确定物体产生的弹力方向。确定物体产生的弹力方向。借题发挥借题发挥判断弹力方向的步骤 借题发挥 例例3一根轻弹簧在一根轻弹簧在10.0 N的拉力作用下，长度由原来的拉力作用下，长度由原来的的5.00 cm伸长为伸长为6.00 cm。(1)当这根弹簧长度为当这根弹簧长度为4.20 cm时，受到的压力有多大？弹时，受到的压力有多大？弹簧的劲度系数为多大？簧的劲度系数为多大？(2)当弹簧受到当弹簧受到15 N的拉力时，弹簧的长度是多少？的拉力时，弹簧的长度是多少？审题指导审题指导解答此题应注意以下三点：解答此题应注意以下三点：(1)弹簧的形变量是指弹簧相对原长的变化量。弹簧的形变量是指弹簧相对原长的变化量。(2)当弹簧相对原长伸长时有当弹簧相对原长伸长时有xl1l0。(3)当弹簧相对原长缩短时有当弹簧相对原长缩短时有xl0l2。例3一根轻弹簧在10.0 N的拉力作弹力-讲课比赛-2课件答案答案(1)8.0 N1.00103 N/m(2)6.5 cm答案(1)8.0 N1.00103 N/m(2)在应用胡克定律时一定要分清弹簧的长度在应用胡克定律时一定要分清弹簧的长度l、弹簧的、弹簧的原长原长l0以及弹簧的形变量以及弹簧的形变量x三个量之间的关系，正确地应三个量之间的关系，正确地应用定律公式。用定律公式。借题发挥借题发挥 在应用胡克定律时一定要分清弹簧的长度l、弹簧弹力-讲课比赛-2课件(3)用细绳悬挂、靠用细绳悬挂、靠在光滑竖直墙上的小在光滑竖直墙上的小球受到的弹力。球受到的弹力。(3)用细绳悬挂、靠4、图、图412中，中，A、B叠放在水平地面上，叠放在水平地面上，则地面受到的压力是则地面受到的压力是()AA和和B对地面的压力之和对地面的压力之和B只有只有B对地面的压力对地面的压力CB的重力的重力DA和和B的重力的重力B4、图412中，A、B叠放在水平地面上，B4646谢谢