－教科版必修1 2.3 彈力 課件（38張）.ppt

第三節(jié)彈力 一 物體的形變1 形變 物體 或 的變化 2 彈性形變 撤去外力作用后物體 的形變 彈性限度 能夠完全 的物體的形變量的最大限度 3 范性形變 撤去外力后物體的形變或多或少仍有保留而不能 的形變 形狀 體積 能恢復(fù)原狀 恢復(fù)形狀 復(fù)原 二 什么是彈力1 定義 發(fā)生彈性形變的物體由于要 對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力 2 方向 與引起形變的作用力的方向 3 產(chǎn)生條件 物體間 且接觸處 恢復(fù)原狀 相反 直接接觸 發(fā)生形變 思考感悟相互接觸的物體間一定存在彈力作用嗎 提示 彈力產(chǎn)生的條件有兩個(gè) 相互接觸和相互擠壓 這兩個(gè)條件必須同時(shí)具備才能產(chǎn)生彈力 因此兩個(gè)相互接觸的物體 如果不能判斷它們是否相互擠壓 則無(wú)法判斷它們之間是否一定存在彈力作用 三 常見(jiàn)的彈力1 壓力和支持力 方向垂直于物體的 2 繩的拉力 方向沿著繩而指向繩 的方向 3 彈力的大小 與彈性形變的大小有關(guān) 彈性形變?cè)酱?彈力也 形變消失 彈力隨著 4 實(shí)驗(yàn)探究 彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 接觸面 收縮 越大 消失 1 實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái) 彈簧 鉤碼若干 坐標(biāo)紙 2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上 讓其自然下垂 用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度 即原長(zhǎng) 如圖所示 將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端 在平衡時(shí)測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)l并計(jì)算鉤碼的重力f及對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量x 填寫在記錄表格里 毫米刻度尺 以彈力f 大小等于所掛鉤碼的重力 為 坐標(biāo) 以彈簧的伸長(zhǎng)量x為 坐標(biāo) 用描點(diǎn)法作圖 連接各點(diǎn) 得出彈力f隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線 縱 橫 分析圖像得出結(jié)論 3 胡克定律 內(nèi)容 在 內(nèi) 彈力和彈簧形變大小 伸長(zhǎng)或縮短的量 成 公式 f kx 其中k稱為彈簧的 單位是牛頓每米 符號(hào)是n m 彈性限度 正比 勁度系數(shù) 核心要點(diǎn)突破 一 彈力是否存在的判斷方法1 根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件來(lái)判斷 彈力產(chǎn)生的條件有兩個(gè) 物體間相互接觸并且發(fā)生彈性形變 兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足才有彈力產(chǎn)生 2 對(duì)于形變不明顯的情況 可用以下兩種方法來(lái)判斷 1 利用假設(shè)法判斷 可假設(shè)在該處把與物體接觸的另一物體去掉 看此物體還能否在原位置保持原來(lái)的狀態(tài) 若能保持原來(lái)的狀態(tài)則說(shuō)明物體間無(wú)彈力作用 否則 有彈力作用 2 利用力的作用效果分析如果相互接觸的物體間存在彈力 則必有相應(yīng)的作用效果 或使受力物體發(fā)生形變或改變受力物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 看物體的受力是否與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相符合 從而確定物體所受彈力的有無(wú) 特別提醒 相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件 但相互接觸的物體間不一定存在彈力 只有兩個(gè)物體接觸并產(chǎn)生彈性形變時(shí) 兩物體間才有彈力產(chǎn)生 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 下面關(guān)于彈力的說(shuō)法中正確的是 a 兩物體直接接觸就一定有彈力作用b 不直接接觸的物體間一定沒(méi)有彈力作用c 直接接觸的物體之間發(fā)生了彈性形變就一定有彈力產(chǎn)生d 只要物體發(fā)生彈性形變就一定有彈力產(chǎn)生答案 bc 二 彈力方向的確定彈力的方向與施力物體形變方向相反 作用在受力物體上 幾種常見(jiàn)情況如下表 特別提醒 判斷彈力方向的方法是 先明確兩物體之間作用的類型 再根據(jù)各種類型的特點(diǎn)來(lái)判斷彈力的方向 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 如圖2 3 2球a在斜面上 被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài) 關(guān)于球a所受的彈力 以下說(shuō)法正確的是 圖2 3 2 a a物體僅受一個(gè)彈力作用 彈力的方向垂直斜面向上b a物體受兩個(gè)彈力作用 一個(gè)水平向左 一個(gè)垂直斜面向下c a物體受兩個(gè)彈力作用 一個(gè)水平向右 一個(gè)垂直斜面向上d a物體受三個(gè)彈力作用 一個(gè)水平向右 一個(gè)垂直斜面向上 一個(gè)豎直向下解析 選c 球a受重力豎直向下 與豎直擋板和斜面都有擠壓 斜面給它一個(gè)支持力 垂直斜面向上 擋板給它一個(gè)支持力 水平向右 故選項(xiàng)c正確 三 彈力大小的計(jì)算1 彈簧的彈力 1 應(yīng)用胡克定律f kx求解 其中x為彈簧的形變量 可能為伸長(zhǎng)量 也可能為縮短量 k為彈簧的勁度系數(shù) 只與彈簧本身有關(guān) 由彈簧本身的材料 長(zhǎng)度 粗細(xì) 匝數(shù)等因素決定 2 彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系可用f x圖像表示 如圖2 3 3 圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù) 圖2 3 3 3 彈簧上彈力的變化量 f與形變量的變化量也成正比關(guān)系 即 f k x 2 除彈簧這樣的彈性體之外的彈力大小的計(jì)算 一般要借助物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解 比如懸掛在豎直細(xì)繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí) 物體受繩向上的拉力和重力作用 根據(jù)二力平衡 可知繩的拉力大小等于物體重力的大小 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 3 如圖所示 一勁度系數(shù)為k 原長(zhǎng)為l0的輕彈簧 上端固定在天花板上 下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球 小球處于靜止?fàn)顟B(tài) 彈簧的形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi) 已知重力加速度為g 下列判斷正確的是 課堂互動(dòng)講練 判斷圖2 3 5甲 乙 丙中小球是否受到彈力作用 若受到彈力 請(qǐng)指出其施力物體 圖2 3 5 思路點(diǎn)撥 從彈力的產(chǎn)生條件和效果分析 精講精析 用 消除法 來(lái)判斷小球是否受斜面的彈力 若將三個(gè)圖中的斜面去掉 則甲圖中小球無(wú)法在原位置靜止 乙和丙兩圖中小球仍靜止 甲圖中小球受到斜面的彈力 施力物體是斜面 同時(shí)受細(xì)繩的彈力 施力物體是細(xì)繩 乙圖中小球只受到細(xì)繩的彈力 不受斜面的彈力 丙圖中小球只受水平面的彈力 不受斜面的彈力 答案 甲圖中小球受到繩的拉力和斜面的支持力 乙圖中小球受到繩的拉力 丙圖中小球受到水平面的支持力 方法總結(jié) 在處理彈力問(wèn)題時(shí) 判斷接觸面間是否擠壓 或拉伸 是判斷彈力有無(wú)的重要方法 一般地 判斷接觸面間是否存在擠壓 或拉伸 的條件 也經(jīng)常采用 假設(shè)法 即如果物體間有擠壓 或拉伸 則受到某一彈力 當(dāng)受到這一彈力后物體能否處于當(dāng)時(shí)的狀態(tài) 如果不能 則此彈力不存在 變式訓(xùn)練1在圖2 3 6中 a b兩球間一定有彈力作用的是 圖2 3 6 解析 選b 在具體判斷有沒(méi)有擠壓時(shí) 我們用 拿去法 進(jìn)行判斷 在a中 若拿去a球 則b球靜止不動(dòng) 故a b間沒(méi)有擠壓 故a b間沒(méi)有彈力 在b中 若拿去a球 則b球向左動(dòng) 故a b間存在相互擠壓 存在彈力 在c中 若拿去a球 則b球靜止 故a b間沒(méi)有擠壓 沒(méi)有彈力 在d中 若拿去a球及容器壁 則b球向右動(dòng) 故b對(duì)容器右壁有擠壓 而對(duì)a球沒(méi)有擠壓 a b間沒(méi)有彈力 在圖所示圖中畫出物體p受到的各接觸點(diǎn)或面對(duì)它的彈力的示意圖 其中甲 乙 丙中物體p處于靜止?fàn)顟B(tài) 丁中物體p 即球 在水平面上勻速滾動(dòng) 圖 思路點(diǎn)撥 判斷彈力方向應(yīng)把握以下三種情況 1 當(dāng)面 或曲面 接觸 彈力垂直于面 2 繩上彈力沿繩并指向繩收縮方向 3 與球面接觸的彈力方向延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線過(guò)球心 精講精析 甲屬于繩的拉力 應(yīng)沿繩指向繩收縮的方向 因此彈力方向沿繩向上 乙中a點(diǎn)屬于點(diǎn)與球面相接觸 彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上 必過(guò)球心o b點(diǎn)屬于點(diǎn)與桿相接觸 彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上 丙中a b兩點(diǎn)都是球面與平面相接觸 彈力應(yīng)垂直于平面 且必過(guò)球心 所以a處彈力方向水平向右 b處彈力垂直于斜面向左上方 且都過(guò)球心 丁中小球p不管運(yùn)動(dòng)與否 都是屬于平面與球面相接觸 彈力應(yīng)垂直于平面 且過(guò)球心 即豎直向上 它們所受彈力的示意圖如圖所示 圖 如圖所示 兩木塊質(zhì)量分別為m1和m2 兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2 上面木塊壓在上面的彈簧上 但不拴接 整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài) 試求兩彈簧的壓縮量x1和x2 思路點(diǎn)撥 解答此類問(wèn)題時(shí) 應(yīng)先根據(jù)物體的受力情況求出彈簧的彈力 然后再根據(jù)胡克定律求出彈簧的形變量 方法總結(jié) 1 本題在求解的過(guò)程中用到了二力平衡和 整體法 受力分析的知識(shí) 要注意這些知識(shí)的靈活應(yīng)用 2 公式f kx中 x指的是彈簧的伸縮量 不是彈簧的長(zhǎng)度 也不是彈簧長(zhǎng)度的變化量 變式訓(xùn)練2如圖所示 a b是兩個(gè)相同的彈簧 原長(zhǎng)x0 10cm 勁度系數(shù)k 500n m 如果圖中懸掛的兩個(gè)物