高中物理 3.2 弹力学案 新人教版必修1

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1、3.2 弹 力[目标定位] 1.知道形变的概念,并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变.2.知道弹力的定义及产生的条件,会判断两个物体间是否存在弹力,并会判断弹力的方向.3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题.一、弹性形变和弹力1.形变:物体在力的作用下形状或体积的改变.2.弹性形变:物体在形变后,撤去作用力时能够恢复原状的形变.3.弹性限度:如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原状,这个限度就叫弹性限度.4.弹力:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生的力. 想一想:两个接触的物体间一定有弹力作用吗?答案 不一定;

2、弹力产生的条件是接触且发生弹性形变,两物体接触,不一定有弹性形变,所以不一定有弹力.二、几种弹力1.压力和支持力的方向总是垂直于物体的接触面;2.绳的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向,绳中的弹力常常也叫张力. 想一想:放在水平桌面上的书与桌面相互挤压,书对桌面产生的弹力F1竖直向下,常称作压力,桌面对书产生的弹力F2竖直向上,常称作支持力,如图321所示图321F1与F2分别是哪个物体发生形变产生的?答案 书对桌面产生的压力是由于书的形变,对桌面产生向下的弹力,而桌面对书产生的支持力是由于桌面发生形变,对书产生向上的弹力.三、胡克定律1.内容:弹簧发生

3、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.2.公式:F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位:牛顿每米,符号:N/m,它的大小反映了弹簧的软硬程度. 想一想:对于同一根弹簧,被拉得越长,弹簧的弹力就越大,那么弹簧的弹力大小是否与其长度成正比?答案 不是;弹簧的弹力在其弹性限度内与形变量成正比,不是与长度成正比.一、弹性形变和弹力1.形变:物体在外力作用下形状或体积的变化叫做形变.如果外力撤去后物体能够完全恢复原状,这种形变叫做弹性形变,不能完全恢复原状的形变叫做非弹性形变.一般情况下,若无特别说明,形变通常指的是弹性形变.2.弹力:发生弹性形

4、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,这种力叫做弹力.3.产生弹力的条件:(1)两个物体直接接触;(2)接触面上发生弹性形变.注意:任何物体受力后都会发生形变,只是有的物体发生的形变较为明显,有的物体的形变不明显,用特殊的办法才能观察到.如图322所示,柔软的弹簧受力后发生明显的形变;桌面受到压力后会向下弯曲,但是肉眼不能直接观察到,用图示的方法可观察到桌面的形变.(其中M、N是两块平面镜)图322例1 下列关于弹力的说法中正确的是(  )A.相互接触的两个物体间必然有弹力存在B.不接触的物体间也可能存在弹力C.只要物体发生形变就一定有弹

5、力D.在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力解析 弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形变.所以D正确,A、B、C错误.答案 D针对训练 (2013~2014江苏期中)在各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图323所示的就是一个实例.下列说法正确的是(  )图323A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的解析 跳板和运动员的脚因为都受到力的作用,所以都要发生形变;运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的,跳板受到的压力是运动员的

6、脚发生形变而产生的.B、C正确.答案 BC二、几种弹力及方向弹力的方向与施力物体形变方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上,几种常见情况如下:1.面与面、点与面、点与点接触——方向:垂直公共接触面,如图324.图3242.轻绳——方向:沿绳收缩方向,如图325.图3253.轻杆——方向:可沿杆也可不沿杆,如图326.图3264.弹簧——沿弹簧形变的反方向,如图327图327注意:1.压力、支持力的方向都垂直于接触面,确定它们的方向关键是找准它们的接触面或接触点的切面.2.轻杆的弹力方向较为复杂,一般根据物体的平衡及运动状态确定杆的弹力的方向.例2 在如

7、图328所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图,各图中物体P均处于静止状态.图328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P与斜面接触面为平面,P受到的支持力垂直于斜面向上;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,且必过球心O,B点属于点与杆相接触,弹力应垂直于杆向上.它们所受弹力的示意图如图所示.答案 见解析图针对训练 在如图329所示中,画出甲图球和

8、乙图木杆受到的弹力和重力.(图中O点是物体的重心,P

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