高中物理 3.1探究形变与弹力的关系课件 粤教版必修1.ppt

第三章研究物体间的相互作用 第一节探究形变与弹力的关系 前面我们学习了力的分类 知道力可以按性质和效果来分类 力按性质可分为重力 弹力 摩擦力等 双手弯曲塑料直尺 或用手拉伸弹簧 直尺和弹簧会发生什么变化 形变 按形式分 拉伸 压缩 形变 弯曲形变 扭转形变 形变的种类 按能否恢复原状分 弹性形变 非弹性形变 超出弹性限度 也叫范性形变 如果形变过大 超过一定限度 物体的形状将不能完全恢复 这个限度叫做弹性限度 物体的形状或体积发生改变 叫做形变 范性形变 一切物体在力的作用下都会产生形变 1有的物体形变较为明显 如拉伸的弹簧 弯曲的弓箭 2有的物体的形变极其微小 如重物放在桌面上 不能发生形变的物体是不存在的 发生形变的物体 对使它发生形变的物体有什么作用效果呢 比如说 射箭 弹簧推小车等 它为什么会产生这样的效果呢 因为它要恢复原状 弹力的定义 发生形变的物体 由于要恢复原状 对跟它接触的物体会产生力的作用 这种力叫弹力 那么 弹力产生的原因是什么呢 弹力的施力物体发生了形变 弹力实际上是发生形变的物体对使它发生形变的物体的作用 弹力产生的条件 1直接接触 2有形变 指的是弹性形变 弹力产生在直接接触并发生形变的物体之间 一句话 弹力的产生 接触是前提 形变是根本 弹力的方向 通常所说的拉力 压力都是弹力 压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体 支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体 例题 分析书放在桌面或倾斜木板上时 书和木板所受的弹力 思考 总结 绳子的拉力绳子对所拉物体的弹力方向总是沿着绳而指向绳子收缩的方向 绳子的拉力也是弹力 那么绳子的拉力的方向如何呢 a b 例如 弹簧弹力方向又什么样的呢 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 各种接触面间的弹力方向判断 垂直于接触面 曲面与平面接触 曲面与平面间弹力方向 过接触点垂直平面指向受力物体 各种接触面间的弹力方向判断 点与平面接触 点与平面间弹力方向 过接触点垂直平面指向受力物体 光滑斜面 各种接触面间的弹力方向判断 点与曲面接触 点与曲面间弹力方向 与过接触点的切面垂直并指向受力物体 各种接触面间的弹力方向判断 曲面与曲面接触 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 我们对弹力方向做一个总结 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 点与面接触时的弹力方向 过接触点垂直于接触面 或接触面切线方向 而指向受力物体 4 平面与平面接触时弹力的方向 垂直于接触面而指向受力物体 5 曲面与平面接触时弹力的方向 在接触点与球心的连线上而指向受力物体 6 曲面与曲面相接触时弹力的方向 垂直过接触点的分切面 通过两球球心而指向受力物体 弹力有无的判断 对于微小形变 用假设推理法 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 B不可能静止 所以A B间没有弹力 弹力有无的判断 判断球与斜面间有无弹力 假设球与斜面间有弹力 以球为研究对象 球受力 球不可能静止 所以球与斜面间没有弹力 弹力有无的判断 光滑球静止在水平地面 假设球与木块间有弹力 以球为研究对象 球受力 球不可能静止 所以球与斜面间没有弹力 弹力的大小 弹力与形变的关系 形变越大 弹力越大 弹力的计算 对弹簧而言 大小可以用公式f kx计算 对其它的弹力 中学阶段只能用力的平衡 动力学知识计算 轻绳与轻杆受力特点 轻绳的含义 不计质量的柔软的绳子 轻绳的受力特点 1 只能拉不能压 2 轻绳的拉力一定沿绳方向 3 同一根绳子张力处处相等 轻绳与轻杆受力特点 轻杆的含义 不计质量不发生形变的杆 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 1 形变的测量 F 拉力 G 重力 即 弹簧对物体的弹力大小等于物体的重力大小 当物体静止时 根据二力平衡条件 得 F G mg 2 弹力的测量 3 实验数据记录表 弹簧原长 L0 cm 4 数据处理 图象法 建立F x图象 胡克定律 Hooke slaw 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 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 F kx