高中物理必修1：3.2.1弹力-胡克定律课件

,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,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,0,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,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,人教版高中物理必修,1,第三章 相互作用,人教版高中物理必修1第三章 相互作用,人教版高中物理必修,1,3.2,弹力,课本,第,2,节,人教版高中物理必修13.2 弹力课本第2节,人教版高中物理必修,1,3.2.1,弹力 胡克定律,人教版高中物理必修13.2.1 弹力 胡克定律,知识回顾,力的作用效果,改变物体的,形状或体积.,改变物体的,运动状态,.,知识回顾力的作用效果 改变物体的形状或体积.改变物,弹性形变,物体在力的作用下形状或体积发生变化简称为,形变,当外力撤消后，,物体能恢复原状,，这样的形变叫做,弹性形变,.,elastic deformation,弹性形变物体在力的作用下形状或体积发生变化简称为形变当外力,弹力,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，这种力称为,弹力,F,弹力产生的条件,：,两物体,接触,有,弹性形变,elastic force,弹力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,1,关于弹力,产生的条件,，下列说法正确的是,A,相互接触的物体间一定有弹力,B,发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用,C,先有弹性形变，后有弹力,D,不接触的两物体之间不可能发生相互的弹力作用,D,1关于弹力产生的条件，下列说法正确的是D,2,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,将一根钢筋用力弯折后，形状的改变是弹性形变,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,C,2关于弹性形变的概念，下列说法正确的是C,概念理解,1.,弹力,产生条件,：,两物体接触，,有弹性形变（接触处是否挤压或拉伸），,二者缺一不可,2.,弹力是,接触力,（物体相互接触时才能产生的力称为接触力）,.,概念理解1.弹力产生条件：2.弹力是接触力（物体相互,弹力是否存在的判断,物体受力时会产生形变，但有时形变很小，不易观察,.,因而有时直接根据弹力产生的条件是无法判断弹力是否存在的,.,有机玻璃的形变,形变后，当特殊的光通过有机玻璃不同部位时，产生的花纹后发生变化，利用仪器可以可到这种差异,.,通常,的判断方法有：,假设法,替换法,受力分析法,弹力是否存在的判断物体受力时会产生形变，但有时形变很小，不易,弹力是否存在的判断,假设法：,假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力,图中细线竖直,斜面光滑，因去掉斜面体，,小球的状态不变，故小球只受细线的拉力，,不受斜面的支持力,弹力是否存在的判断假设法：假设将与研究对象接触的物体解除接触,弹力是否存在的判断,替换法：,用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力,图中轻杆,AB,，,AC,.,用绳替换,AB,，原装置状态不变，说明,AB,对,A,施加的是拉力；用绳替换,AC,，原状态不能维持，说明,AC,对,A,施加的是支持力.,弹力是否存在的判断替换法：用细绳替换装置中的杆件，看能不能维,弹力是否存在的判断,受力分析法：,对物体进行受力分析，假设弹力存在，看物体是否能保持题目中的状态,假设存在弹力（斜面对小球的支持力），,那么小球无法保持静止，因此弹力不存在,弹力是否存在的判断受力分析法：对物体进行受力分析，假设弹力存,弹力是否存在的判断,受力分析法：,对物体进行受力分析，假设弹力存在，看物体是否能保持题目中的状态,弹力是否存在的判断受力分析法：对物体进行受力分析，假设弹力存,练习,在下列各图中，,A、B,两球间一定有弹力作用的是,B,练习 在下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是B,练习,如图所示，,a,的质量是2 kg，,b,的质量是1 kg.设接触面是光滑的，,a,和,b,都静止不动，其中,a,受两个或两个以上弹力的有(),CD,练习 如图所示，a的质量是2 kg，b的质量是1 kg.,【解析】,A项中,a,受地面的支持力；B项中,a,受地面的支持力；C项中,a,受地面支持力和,b,的压力；D项中,a,受地面支持力和绳的拉力故C、D项中,a,受两个弹力作用,【解析】A项中a受地面的支持力；B项中a受地面的支持力；C项,胡克定律,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,.,F,kx,式中的,k,称为弹簧的,劲度系数,，单位是,N/m.,这个规律是英国科学家胡克,(,Hookean,),发现的，叫做,胡克定律,胡克定律弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长（或缩,概念理解,1.,关于胡克定律，要注意以下几点：,(1)定律的成立是有条件的，这就是弹簧发生“弹性形变”，即必须在弹性限度内,(2)表达式中的,k,是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软”、“硬”程度，在国际单位制中,k,的单位为“N/m”,概念理解1.关于胡克定律，要注意以下几点：,概念理解,1.,关于胡克定律，要注意以下几点：,(3)由于弹簧的形变量,x,通常以“cm”为单位，而劲度系数,k,又往往以“N/m”为单位，因而在应用上式时要注意将各物理量的单位统一到国际单位制中,(4)上述胡克定律的表达式,F,kx,，仅表示弹簧的弹力与弹簧形变量之间的大小关系，若同时要表示弹力方向与弹簧形变方向相反，则表达式可写成,F,kx,.,概念理解1.关于胡克定律，要注意以下几点：,概念理解,2.,弹力与弹簧伸长量的关系可用,F-x,图象表示，图象中的斜率表示弹簧的劲度系数,概念理解2.弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x图象表示，图,概念理解,3.,胡克定律的另一种表达形式,设劲度系数为,k,的弹簧，在形变量为,x,1,、,x,2,时产生的弹力分别为,F,1,、,F,2,，则根据胡克定律,F,kx,，有,F,1,kx,1,，,F,2,kx,2,.,两式相减，有,F,1,F,2,k,(,x,1,x,2,)，即,F,k,x,.,上式表明：弹簧发生弹性形变时，弹力的变化量,F,跟弹簧长度的变化量,x,成正比,概念理解3.胡克定律的另一种表达形式,概念理解,4.特别提示：,(1),弹簧的形变量,x,，是指弹簧的伸长量或缩短量，而不是弹簧的长度,(2),弹簧的劲度系数,k,，它表示了弹簧固有的力学性质，大小由弹簧本身的物理性质决定，如材料、长度、截面积等切勿认为,k,与,F,成正比,概念理解4.特别提示：,例,1,关于胡克定律，下列说法,错误,的是(),A由,Fkx,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,是由弹簧本身的性质决定的，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,B,例1 关于胡克定律，下列说法错误的是()B,例,2,如图所示，两根相同的轻弹簧,S,1,、,S,2,，劲度系数皆为,k,410,2,N/m，悬挂的重物质量分别为,m,1,2 kg和,m,2,4 kg，若不计弹簧质量，取g10 m/s,2,，则,S,1,、,S,2,平衡时的伸长量分别为(),A5 cm,，,10 cm,B10 cm,，,5 cm,C15 cm,，,10 cm,D10 cm,，,15 cm,C,例2 如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为k,高中物理必修1：3,重物处于平衡状态时，悬挂重物的弹簧弹力大小等于下面所悬挂重物的重力大小计算弹簧的伸长量时，注意将单位化为国际单位,名师点睛,重物处于平衡状态时，悬挂重物的弹簧弹力大小等于下面所悬挂重物,练习,水平桌面上放置一根弹簧，在弹性限度内对其施加,30 N,的拉力时，其长度为,20 cm,，对其施加,30 N,压力时，其长为,14 cm,，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数,.,解析：,设弹簧的自然长度为,l,0,，劲度系数为,k,.,根据,F,kx,，,x,为弹簧伸长,(,或缩短,),的长度，由此得：,30,k,(0.2,l,0,),，,30,k,(,l,0,0.14),由,得：,l,0,17 cm,，,k,1 000 N/m.,练习 水平桌面上放置一根弹簧，在弹性限度内对其施加30 N,练习,如图所示，,A、B,两个物块的重力分别是,G,A,3N，,G,B,4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力,F,2N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是A3 N和4 N,B5 N和6 N,C1 N和2 N,D5 N和2 N,D,练习 如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA3N，GB,【解析】,弹簧可能被拉伸也可能被压缩当弹簧被拉伸时，天花板受到的拉力,F,1,3 N2 N5 N，地板受到的压力,N,1,3 N4 N5 N2 N，选项D可能当弹簧被压缩时，天花板受拉力,F,2,3 N2 N1 N，地板受压力,N,2,3 N4 N1 N6 N，故选项ABC均没有可能故选D.,【解析】弹簧可能被拉伸也可能被压缩当弹簧被拉伸时，天花板受,例,3,某同学用如右图所示装置做,“,探究弹力和弹簧伸长关系,”,的实验他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度g取9.8 m/s,2,),砝码质量,m,/(10,2,g),0,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,标尺刻度,x,/(10,2,m),15.00,18.94,22.82,26.78,30.66,34.60,42.00,54.50,例3 某同学用如右图所示装置做“探究弹力和弹簧伸长关系”的实,(1)根据所测数据，在坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度,x,与砝码质量,m,的关系图线,砝码质量,m,/(10,2,g),0,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,标尺刻度,x,/(10,2,m),15.00,18.94,22.82,26.78,30.66,34.60,42.00,54.50,(1)根据所测数据，在坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x,解析,：根据题目中所测量的数据进行描点，然后用平滑的曲线(或直线)连接各点，在连接时应让尽量多的点落在线上(偏差比较大的点舍去)，不在线上的点尽量平均分配在线的两侧，如下图,解析：根据题目中所测量的数据进行描点，然后用平滑的曲线(或直,(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在_N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数为_N/m.,4.9,25.0,(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在_,练习,以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验,(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来：_.,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，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1个、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，写出弹力与弹簧伸长量的关系式,F解释函数表达式中常数的物理意义,CBDAEF