第一节形变和弹力课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 探究形变与弹力的关系,一、认识形变,1,、定义：物体,形状或体积,发生的改变叫做形变。,2,、形变的种类：,压缩形变,拉伸形变,弯曲形变,扭曲形变,问：坐在椅子上，椅子会有形变吗？,人坐在椅子上，椅子也会有形变，只是形变很小，我们肉眼很难看清楚。,常态,观察微小形变（,1,）,结论：一切物体受力都会发生形变,观察微小形变（,2,）,松手后：,松手后：,松手后：,弹簧将恢复原状,海绵球将恢复原状,弹簧将恢复原状,三个物体都具有弹性,什么是弹性？,弹性限度,定义：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的状态。这个限度叫,做弹性限度,橡皮筋受力过度被拉断,弹簧不能恢复原长,撤去外力后，物体能够恢复原状的形变叫做弹性形变,1.,弹性形变,二、弹性与弹性限度,弹性,定义：物体具有,恢复原状的性质,称为弹性,2.,非弹性形变,撤去外力后，物体就不能完全恢复原来的状态叫非弹性形变,三、弹力,1,、定义：,产生弹性形变的物体由于要恢复原状，,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：,（,1,）相互接触,（,2,）发生弹性形变,由于,桌面,形变要恢复原状，,桌面,对,书,的支持力,F,支,由于,书,形变要恢复原状，,书,对,桌面,的压力,F,压,物体间的弹力是一对相互作用力,练习巩固,:,下列说法正确的是,:,A.,物体在外力作用下发生的形变一定都是弹性形变,.,B.,只要两物体接触就一定产生弹力,.,C.,只要两物体发生形变就一定有弹力产生,.,D.,只有发生弹性形变的物体才有弹力产生,.,(D),（,1,）接触面产生的弹力方向：,垂直于 接触面,指向受力物体,4,、弹力的方向,N,（,2,）物体受到绳、线、链条等产生的弹力的方向：,沿绳子指向,绳收缩,的方向,T,分析绳产生的弹力方向,F,（,3,）物体受到弹簧的弹力的方向：,总是沿弹簧指向,弹簧,恢复形变,的方向,B,、拉弹簧,A,、拉弹簧,C,、压弹簧,分析弹簧产生的弹力方向,F,F,A,（,4,）杆产生的弹力方向：由平衡条件判断,均处于静止状态,轻杆受力特点：,1,、可拉可压；,2,、杆所受的力,不一定沿杆的方向,；可能沿任意方向,总结,F,F,弹力的方向：,与施力物体形变方向相反,弹力有无的判断（,对于微小形变,）,假设法,:,A,B,光滑水平面并排放着静止的木块,A,、,B,假设,A,、,B,间有弹力,以,B,为研究对象，,B,受力：,G,N,地,N,AB,B,不可能静止，所以,A,、,B,间没有弹力,思考：,A,、,B,间有弹力吗？,判断球与斜面间有无弹力,去挡板法,:,无弹力,F,2,F,N,练习：判断球有无受到弹力,?,光滑球静止在水平地面,光滑球静止在水平地面,F,N,F,1,书,木板,书,板,N,2,N,2,N,1,N,1,各种接触面间的弹力方向判断,面面接触：,垂直于接触面指向受力物体,点面接触：,N,N,光滑斜面,A,B,N,A,N,B,过接触点垂直平面指向受力物体,N,N,N,点点接触：,与过接触点的切面垂直并指向,受力物体,N,1,N,2,半球形的碗,A,B,N,A,N,B,半球形的碗,N,A,B,N,N,B,对,A,分析,A,球受到的弹力,总结,1,、弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状方向,2,、轻绳（或橡皮条）对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向,3,、面面接触：,垂直于接触面指向受力物体,4,、点与面接触：,过接触点垂直平面指向受力物体,5,、点与点接触：,与过接触点的切面垂直并指向受,力物体,作业：请在图中画出杆及球所受的弹力,画钩码所受到的弹力,N,1,N,2,N,1,N,2,N,1,N,2,N,1,N,2,F,2,F,1,N,1,N,2,N,2,N,1,N,1,N,2,F,1,F,2,F,3,F,5.,弹力的大小,:,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,.,实验与探究,“,探究,弹力,与,伸长量,的关系”,【,实验目的,】,1,探究弹力与弹簧伸长的定量关系,2,学会利用列表法、图象法研究物理量之间的关系,【,实验原理,】,1.,如图,1,所示,在弹簧下端悬挂钩码 时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等,.,图,1,弹力的测量,F-,拉力,G-,重力,当物体静止时,根据,二力平衡条件,得,:,F=G=mg,即,:,弹簧对物体的,弹力大小,等于,物体的,重力大小,.,2.,弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算,.,这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了,.,形变量的测量,（原长）,（形变量）,【,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,l,0,，即原长,【,实验器材,】,弹簧、毫米刻度尺、铁架台、,钩码若干、坐标纸,2,如图,1,5,1,所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量弹簧的总长度并测出钩码的重力，填写在记录表格里,实验次数,物体重力,G/N,弹簧长度,L/cm,弹簧伸长量,x/cm,弹力大小,F/N,1,2,3,4,5,弹簧原长,: L,0,=, ,cm,3,改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次,4,以弹力,F,(,大小等于所挂钩码的重力,),为纵坐标，以伸长量,x,为横坐标，描点,作图,5,写出图像的函数式,6,得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中的物理意义,1,2,3,F,/N,0.5,1,1.5,L,/cm,13.00,13.80,14.60,x,/cm,0.80,1.6,2.40,L,0:,12.20cm,0,0.5,1,1.5,2,2.5,3,3.5,x/cm,0,胡克定律,(Hookes law):,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,1,、,X,：形变量,2,、,k,：弹簧的,劲度系数,;,单位,:,N / m, “,牛顿每米”,不同的弹簧,其劲度系数不同,即,K,值不同,.,决定因素：弹簧的长度、材料、粗细等,F = kx,伸长量,压缩量,1,、将一根原长为,50cm,，劲度系数是,200N/m,的弹簧拉长为,70cm,，则弹簧的弹力大小是：,A,、,100N B,、,40N,C,、,140N D,、,240N,练习,B,2,、一根弹簧受到,30N,的拉力时，长度为,20cm,，受到,30N,的压力时，长度为,14cm,，则该弹簧的原长等于,。,17cm,3,、有一弹簧，当其两端各受沿轴线方向相反的拉力,20N,时，弹簧伸长了,2cm,试求此弹簧的劲度系数为多少？,F=20N,F=20N,F=20N,x=2cm,F=20N,解：示意图为,F=,?,劲度系数,金版,P50-,变式训练,3,4,、,在,“,探究弹力和弹簧伸长的关系,”,的实验中，以下说法正确的是（ ）,A.,弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度。,B.,用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧 位于竖直位置且处于平衡状态。,C.,用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量。,D.,用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等。,AB,5,、做,“,探究弹力和弹簧伸长量的关系,”,的实验步骤如下：,A.,以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据,(,x,F,),对应的点,并用平滑的曲线连接起来,.,B.,记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度,L,0,;,C.,将铁架台固定于桌子上,(,也可在横梁的另一侧挂上一定的配重,),并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺；,D.,依次在弹簧下端挂上,2,个、,3,个、,4,个、,钩码,并分别记下钩码,静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码；,E.,以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试,写成一次函数,如果不行则考虑二次函数；,F.,解释函数表达式中常数的物理意义；,G.,整理仪器,.,请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来,:_.,CBDAEFG,6,、某同学在做,“,探究弹力和弹簧伸长量的关系,”,实,验中,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直,尺测出弹簧的原长,l,0,再把弹簧竖直悬挂起来，挂上,钩码后测出弹簧伸长后的长度,l,把,l,-,l,0,作为弹簧的伸,长量,x,.,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画,出的图线可能是下图中的哪一个,( ),C,解析,：由于考虑弹簧自身重力的影响,当不挂钩码,时,弹簧的伸长量,x0,所以选,C.,