高中物理 第3章 相互作用 第2节 形变与弹力（第1课时）形变与弹力课件 鲁科版必修1.ppt

第2节形变与弹力 第1课时形变与弹力 填一填 练一练 一 形变 见课本第63 64页 1 定义 物体发生的伸长 缩短 弯曲等变化称为形变 2 分类 1 弹性形变 弹性体 撤去外力后能够恢复原来形状的物体 发生的形变 2 范性形变 物体发生形变后不能恢复原来的形状的形变 3 弹性限度 当弹性体形变达到某一值时 即使撤去外力 物体也不能再恢复原状 这个值叫做弹性限度 填一填 练一练 二 弹力 见课本第65 68页 1 概念 物体发生弹性形变时 由于要恢复原状 会对与它接触的物体产生力的作用 2 方向 弹力的方向总是与物体形变的趋向相反 以使物体恢复原状 3 胡克定律 1 内容 在弹性限度内 弹性体 如弹簧 弹力的大小与弹性体伸长 或缩短 的长度成正比 2 公式 3 适用条件 在弹性体的弹性限度内 填一填 练一练 4 应用 1 拉伸或压缩的弹簧可以储存弹性势能 2 弹簧具有弹性 可以缓冲减震 自动复位 填一填 练一练 多选 下列关于弹力的说法中正确的是 A 两物体直接接触就一定有弹力作用B 不直接接触的物体间一定没有弹力作用C 直接接触的物体之间发生了弹性形变就一定有弹力产生D 只要物体发生形变就一定有弹力产生解析 根据弹力产生的条件可知 接触和弹性形变是产生弹力的两个不可或缺的条件 缺一不可 故选项A D错误 B C正确 答案 BC 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 弹力的产生及判断如图所示的情景中 运动员 箭 小车的运动状态为什么能发生变化 这个作用是哪个物体发生形变产生的 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 1 弹力的成因相互接触的物体间不一定存在弹力 只有当两个物体相互挤压或拉伸产生弹性形变时 由于物体要恢复原状 才在接触位置对与它接触的物体产生弹力 所以 弹力产生的直接原因是由施力物体发生形变引起的 2 弹力产生的过程3 弹力产生的两个条件 1 两物体直接接触 2 互相接触的物体发生弹性形变 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 4 判断弹力有无的两种常见方法 1 直接判断 对于形变较明显的情况 可根据弹力产生条件直接判断 2 假设法 判断 对于形变不明显的情况 可用 假设法 进行判断 常见以下三种情形 假设与研究对象接触的物体解除接触 判断研究对象的状态是否发生改变 若状态不变 则此处不存在弹力 若状态改变 则此处存在弹力 假设有弹力 看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态 若能保持 则说明有弹力 若不能保持 则说明没有弹力 假设没有弹力 看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态 若能保持 则说明没有弹力 若不能保持 则说明有弹力 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 例题1 导学号93960043如图所示 图中各物体均静止 各接触面均光滑 试分析a b之间一定有弹力的是 解析 在题图A B C中 若用假设法将物体b去掉 若物体a仍能保持静止状态 表明物体a b之间无弹力作用 显然A B两图中a的状态无变化 而C图中将b拿走 a物体必然向右摆动 说明A B两图中a b之间无弹力作用 C图中a b之间有弹力作用 而D图中小球a必受重力作用 小球a竖直悬挂 必定受弹簧的拉力 假设斜面b对小球a产生弹力 则弹力的存在必使小球a向左运动 与题设条件相矛盾 故D图中小球a与斜面b之间无弹力作用 故选项C正确 答案 C 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 变式训练1一个球形物体O静止放在光滑的水平地面上 并与竖直墙壁相接触 A B两点是球与墙和地面的接触点 则下列说法正确的是 A 物体受三个力 重力 地面对物体的支持力 墙壁对物体的弹力B 物体受两个力 重力 地面对物体的支持力C 物体受两个力 重力 物体对地面的压力D 物体受三个力 重力 物体对地球的引力 物体对地面的压力解析 球形物体虽与墙接触 但它们之间无弹力作用 故物体只受重力和地面对物体的支持力两个力 选项B对 答案 B 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 弹力方向的判断画出图中物体所受弹力的示意图 题图中各接触面均光滑 各物体均静止 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 弹力方向的特点发生弹性形变的物体 由于恢复原状产生弹力 弹力的方向由施力物体的形变的方向决定 弹力的方向总与施力物体形变的方向相反 1 压力的方向 垂直于接触面指向被压的物体 2 支持力的方向 垂直于接触面指向被支持的物体 3 绳对物体的拉力方向 沿着绳指向绳收缩的方向 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 2 几种常见弹力方向的对比 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题2 导学号93960044在如图所示的图中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图 其中甲 乙 丙中物体P处于静止状态 丁中物体P 即球 在水平面上匀速滚动 思路 解答本题时应把握以下三点 1 当面 或曲面 接触 弹力垂直于面 2 绳上弹力沿绳并指向绳收缩方向 3 与球面接触的弹力方向延长线或反向延长线过球心 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 甲属于绳的拉力 应沿绳指向绳收缩的方向 因此弹力方向沿绳向上 乙中A点属于点与球面相接触 弹力应垂直于球面的切面斜向上 必过球心O B点属于点与杆相接触 弹力应垂直于杆向上 丙中A B两点都是球面与平面相接触 弹力应垂直于平面 且必过球心 所以A处弹力方向水平向右 B处弹力垂直于斜面向左上方 且都过球心 丁中小球P不管运动与否 都是属于平面与球面相接触 弹力应垂直于平面 且过球心 即向上 它们所受弹力的示意图如图所示 答案 见解析 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练2分别对下列甲 乙图中小球 丙图中杆画出受力示意图 甲中小球用细绳挂在光滑的墙上 乙中小球用细绳拴着搁在角上 丙中杆放在光滑的半球形碗中 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 各物体受力如图所示 答案 见解析 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 弹力大小的计算如图是某人正在参与的一项运动 蹦极 看图思考以下问题 1 弹性绳没有伸直前该人是否受绳的弹力作用 2 弹性绳伸直后 随着绳子的伸长 人受到的弹力怎样变化 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 胡克定律 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 2 胡克定律的推论 F k x根据胡克定律 可作出弹力F与形变量x的图象 如图所示 这是一条通过原点的倾斜直线 其斜率 反映了k的大小 故可得出 F k x 即弹力的变化量 F与弹簧形变量的变化量 x成正比 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题3 导学号93960045一根轻弹簧 其弹力F的大小与长度x的关系如图中的线段a和b所示 1 弹簧原长为多少 2 弹簧的劲度系数为多大 3 弹簧长度为6cm时 弹力大小为多少 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 由题图可知 a段表示弹簧被压缩 b段表示弹簧被拉伸 1 弹力为零时 对应弹簧长度x0 12cm 即为原长 2 对b段 根据胡克定律知 劲度系数 3 当弹簧长度为6cm时 根据胡克定律知 弹簧弹力F kx 2500 12 6 10 2N 150N 答案 1 12cm 2 2500N m 3 150N 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练3 多选 如图所示 a b为两根相连的轻质弹簧 它们的劲度系数分别为ka 1 103N m kb 2 103N m 原长分别为la 6cm lb 4cm 在下端挂一物体G 物体受到的重力为10N 平衡时 A a下端受的拉力为4N b下端受的拉力为6NB a下端受的拉力为10N b下端受的拉力也为10NC a的长度变为7cm b的长度变为4 5cmD a的长度变为6 4cm b的长度变为4 3cm解析 两弹簧串联时 所受拉力处处相等 均为10N 由胡克定律知 选项B C对 A D错 答案 BC 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 问题导引 名师精讲 典例剖析 12345 1 关于弹性形变 下列说法正确的是 A 物体形状的改变叫弹性形变B 一根铁丝用力折弯后的形变就是弹性形变C 物体在外力停止作用后 能够恢复原状的形变叫弹性形变D 物体受外力作用后的形变叫弹性形变解析 所谓弹性形变就是发生形变的物体撤去外力后 能够恢复到原状 故选项C正确 答案 C 12345 2 关于弹力 下列说法中正确的是 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解析 本题考查弹力的产生条件 相互接触且接触处发生弹性形变时才产生弹力 若接触处发生永久的不能恢复原状的形变 也不能产生弹力 弹力随弹性形变产生而产生 随弹性形变消失而消失 无先后关系 故只有选项D正确 答案 D 12345 3 关于弹力的方向 下列说法中正确的是 A 物体静止在水平桌面上 桌面对物体的支持力方向是竖直向下的B 物体沿斜面下滑时 斜面对物体的支持力方向是沿斜面向上的C 用绳悬挂物体时 绳对物体的拉力方向是沿绳收缩的方向D 用水平直杆固定路灯时 直杆对路灯的弹力方向一定在直杆所在直线上解析 水平桌面对物体的支持力方向竖直向上 选项A错误 斜面对物体的支持力垂直斜面向上 选项B错误 直杆对路灯的弹力与重力平衡 竖直向上 选项D错误 答案 C 12345 4 如图所示的装置中 小球的质量均相同 弹簧和细线的质量均不计 一切摩擦忽略不计 平衡时各弹簧的弹力分别为F1 F2 F3 其大小关系是 A F1 F2 F3B F1 F2F2D F3 F1 F2解析 对小球受力分析 左边装置中小球受到重力mg和轻弹簧的弹力F1的作用 根据平衡条件可知F1 mg 其他两个装置中弹簧的弹力等于细线的拉力 对小球受力分析 根据平衡条件可知细线上拉力等于小球重力 则有F2 F3 mg 因此 F1 F2 F3 mg 选项A正确 其他选项均错误 答案 A 12345 5 选做题 由实验测得某弹簧的长度x和弹力F的关系如图所示 1 该弹簧的原长为多少 2 该弹簧的劲度系数为多少 3 若用25N的力压弹簧 弹簧的长度为多少 解析 1 弹簧不产生弹力时的长度等于原长 由题图可知该弹簧的原长为x0 15cm 12345 1 2 还可以用以下方法求解 根据胡克定律得F k x x0 代入图象中的两点 0 25m 50N 和 0 05m 50N 可得50N k 0 25m x0 50N k 0 05m x0 解得x0 0 15m 15cm k 500N m 答案 1 15cm 2 500N m 3 10cm