高中物理專題3.2彈力課件基礎(chǔ)版新人教版必修

1、第三章 相互作用 3.2 彈力(1)形變：物體在力的作用下_發(fā)生改變，叫做形變。(2)彈性形變：有些物體在形變后能夠_，這種形變叫做彈性形變。形狀或體積形狀或體積恢復(fù)原狀恢復(fù)原狀形變與彈性形變形變與彈性形變知識(shí)點(diǎn)一、彈性形變和彈力知識(shí)點(diǎn)一、彈性形變和彈力(1)概念：發(fā)生_的物體，由于要恢復(fù)_，對(duì)與它_物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。(2)彈性限度：當(dāng)形變超過一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體_，這個(gè)限度叫彈性限度。(3)彈力產(chǎn)生的條件：兩物體_。有_形變(接觸處有擠壓或拉伸)。彈性形變彈性形變?cè)瓲钤瓲罱佑|的接觸的不能完全恢復(fù)原來的形狀不能完全恢復(fù)原來的形狀接觸接觸彈性彈性彈力彈力1. 接觸力：物

2、體與物體直接接觸才發(fā)生的力。接觸力：物體與物體直接接觸才發(fā)生的力。 通常所說的拉力、壓力、支持力、阻力等都是接通常所說的拉力、壓力、支持力、阻力等都是接觸力。觸力。2. 接觸力按性質(zhì)可分為：彈力和摩擦力。接觸力按性質(zhì)可分為：彈力和摩擦力。3. 本質(zhì)：都是由電磁相互作用引起的。本質(zhì)：都是由電磁相互作用引起的。接觸力接觸力1. 被拉長(zhǎng)或壓縮的彈簧被拉長(zhǎng)或壓縮的彈簧2. 彎曲的木棍彎曲的木棍3. 壓縮的氣球壓縮的氣球4. 壓縮的橡皮泥壓縮的橡皮泥力力的作用效果：可以使物體發(fā)生形變的作用效果：可以使物體發(fā)生形變觀測(cè)：觀測(cè)：是否一切物體在外是否一切物體在外力作用下都會(huì)發(fā)生力作用下都會(huì)發(fā)生形變？形變？1.

3、 定義：在外力作用下，物體發(fā)生的形狀、體積定義：在外力作用下，物體發(fā)生的形狀、體積大小的變化稱為形變。大小的變化稱為形變。形變形變 用手指擠壓玻璃用手指擠壓玻璃瓶，玻璃瓶是否有形瓶，玻璃瓶是否有形變？怎么去觀察？變？怎么去觀察？物體在外力作用下會(huì)發(fā)生形變，有的形變明顯，有的形物體在外力作用下會(huì)發(fā)生形變，有的形變明顯，有的形變微小，只能用實(shí)驗(yàn)放大的方法顯示出來。變微小，只能用實(shí)驗(yàn)放大的方法顯示出來。形變形變（1）彈性形變：能恢復(fù)到原來形狀的形變。）彈性形變：能恢復(fù)到原來形狀的形變。（2）非彈性形變：不能恢復(fù)到原來形狀的形變）非彈性形變：不能恢復(fù)到原來形狀的形變形形變變分分類類3. 形變限度形變限

4、度 如果形變過大，超過一定的限度，撤去外力后，如果形變過大，超過一定的限度，撤去外力后，物體就不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個(gè)限度叫做彈性物體就不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個(gè)限度叫做彈性限度。限度。f2f1圓球圓球墻墻斜面斜面1. 定義：發(fā)生定義：發(fā)生彈性形變彈性形變的物體由于要恢復(fù)原來的形狀，對(duì)的物體由于要恢復(fù)原來的形狀，對(duì)與它與它接觸接觸的物體發(fā)生力的作用，這種力叫做彈力。的物體發(fā)生力的作用，這種力叫做彈力。注意：彈力不是指注意：彈力不是指“彈簧產(chǎn)生彈簧產(chǎn)生的力的力”。某一彈力的產(chǎn)生是施。某一彈力的產(chǎn)生是施力物發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的。力物發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的。例如：例如：圖中球所受彈力圖中球所受彈力是

5、誰發(fā)生形變產(chǎn)生的？是誰發(fā)生形變產(chǎn)生的？彈力彈力 .假設(shè)沒有這面墻假設(shè)沒有這面墻球動(dòng)了么？能否保持原狀？球動(dòng)了么？能否保持原狀？只只有有支支持持力力 f假設(shè)沒有下面的墻呢假設(shè)沒有下面的墻呢.f3. 彈力有無的判斷（假設(shè)法）彈力有無的判斷（假設(shè)法）2.彈力彈力產(chǎn)生的條件產(chǎn)生的條件（1）直接接觸直接接觸 （2）發(fā)生彈性形變發(fā)生彈性形變例如：圖中的圓球分別靠著左邊和右邊的墻，它們之間例如：圖中的圓球分別靠著左邊和右邊的墻，它們之間是否發(fā)生了擠壓形變？是否發(fā)生了擠壓形變？1產(chǎn)生彈力必備的兩個(gè)條件：(1)兩物體間相互接觸；(2)發(fā)生彈性形變。2判斷彈力有無的常見方法：(1)直接判定：對(duì)于發(fā)生明顯形變的物體

6、(如彈簧、橡皮條等)，可根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件由形變直接判斷。彈力有無的彈力有無的判斷判斷 (2)對(duì)于形變不明顯的情況，通常用以下方法來判定： a假設(shè)法：假設(shè)將與研究對(duì)象接觸的物體撤去，判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力。 b替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換，看能不能維持原來的力學(xué)狀態(tài)。如將側(cè)壁、斜面用海綿來替換，將硬桿用輕彈簧(橡皮條)或細(xì)繩來替換。 c狀態(tài)法：因?yàn)槲矬w的受力必須與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相吻合，所以可以依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由相應(yīng)的規(guī)律(如二力平衡知識(shí)等)來判斷物體間的彈力。彈力有

7、無的彈力有無的判斷判斷 【例題例題1 1】在下列各圖中，在下列各圖中，a、b兩球間一定有彈兩球間一定有彈力作用的是力作用的是()1.相互接觸的物體之間一定有彈力嗎？相互接觸的物體之間一定有彈力嗎？提示：提示：相互接觸的物體間不一定存在彈力只相互接觸的物體間不一定存在彈力只有當(dāng)兩個(gè)物體相互擠壓或拉伸產(chǎn)生彈性形變時(shí)，由有當(dāng)兩個(gè)物體相互擠壓或拉伸產(chǎn)生彈性形變時(shí)，由于物體要恢復(fù)原狀，才在接觸位置對(duì)與它接觸的物于物體要恢復(fù)原狀，才在接觸位置對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生彈力所以，彈力是由施力物體發(fā)生形變引體產(chǎn)生彈力所以，彈力是由施力物體發(fā)生形變引起的起的【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】2只要物體發(fā)生形變，就一定有彈力嗎？只要

8、物體發(fā)生形變，就一定有彈力嗎？提示：提示：不一定只有發(fā)生彈性形變的物體，才不一定只有發(fā)生彈性形變的物體，才能產(chǎn)生與其形變方向相反的、欲恢復(fù)原狀的彈力，能產(chǎn)生與其形變方向相反的、欲恢復(fù)原狀的彈力，而發(fā)生非彈性形變的物體，就不會(huì)產(chǎn)生彈力，如橡而發(fā)生非彈性形變的物體，就不會(huì)產(chǎn)生彈力，如橡皮泥的形變皮泥的形變 【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】【解析解析】在具體判斷有沒有彈力時(shí)，我們用假設(shè)法進(jìn)在具體判斷有沒有彈力時(shí)，我們用假設(shè)法進(jìn)行判斷在行判斷在a圖中，若拿走圖中，若拿走a球，則球，則b球仍靜止不動(dòng)，球仍靜止不動(dòng)，故故a、b間沒有擠壓，即間沒有擠壓，即a、b間沒有彈力；在間沒有彈力；在b圖中，圖中，若拿走若拿走a球

9、，則球，則b球?qū)⑾蜃筮\(yùn)動(dòng)，故球?qū)⑾蜃筮\(yùn)動(dòng)，故a、b間存在相互擠間存在相互擠壓，即壓，即a、b間存在彈力；在間存在彈力；在c圖中，若拿走圖中，若拿走a球，則球，則b球靜止，故球靜止，故a、b間沒有擠壓，即間沒有擠壓，即a、b間沒有彈力；在間沒有彈力；在d圖中不能判斷圖中不能判斷a、b間有沒有彈力因此選間有沒有彈力因此選b. 【答案答案】bb【針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練】如圖所示，將一個(gè)鋼球分別放在量杯、口大底小如圖所示，將一個(gè)鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角燒杯中，鋼球在各容器的底部與側(cè)壁相接觸，的普通茶杯和三角燒杯中，鋼球在各容器的底部與側(cè)壁相接觸，處于靜止?fàn)顟B(tài)若鋼球和各容器都是光滑的，各容器

10、的底部均處于靜止?fàn)顟B(tài)若鋼球和各容器都是光滑的，各容器的底部均處于水平面內(nèi)，則以下說法中正確的是處于水平面內(nèi)，則以下說法中正確的是()a各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無彈力作用各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無彈力作用b各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用c量杯的側(cè)壁對(duì)鋼球無彈力作用，其余兩種容器的側(cè)量杯的側(cè)壁對(duì)鋼球無彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用壁對(duì)鋼球均有彈力作用d口大底小的普通茶杯的側(cè)壁對(duì)鋼球有彈力作用，其口大底小的普通茶杯的側(cè)壁對(duì)鋼球有彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無彈力作用余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無彈力作用 【解析】小球與容器的側(cè)壁接觸，是否有彈力作用，【解析】

11、小球與容器的側(cè)壁接觸，是否有彈力作用，就看接觸處是否發(fā)生彈性形變，但微小形變難以覺察，就看接觸處是否發(fā)生彈性形變，但微小形變難以覺察，只能借助假設(shè)法判斷只能借助假設(shè)法判斷假設(shè)容器側(cè)壁對(duì)鋼球無彈力作用，則鋼球受重力和容假設(shè)容器側(cè)壁對(duì)鋼球無彈力作用，則鋼球受重力和容器底部對(duì)它的支持力作用，鋼球仍將處于靜止?fàn)顟B(tài)，器底部對(duì)它的支持力作用，鋼球仍將處于靜止?fàn)顟B(tài)，故鋼球與容器側(cè)壁雖然接觸但沒有發(fā)生彈性形變，容故鋼球與容器側(cè)壁雖然接觸但沒有發(fā)生彈性形變，容器側(cè)壁對(duì)鋼球無彈力作用的假設(shè)成立器側(cè)壁對(duì)鋼球無彈力作用的假設(shè)成立 我們也可以假設(shè)容器側(cè)壁對(duì)鋼球有彈力作用，作出各容器中鋼我們也可以假設(shè)容器側(cè)壁對(duì)鋼球有彈力

12、作用，作出各容器中鋼球的受力示意圖如圖所示，可見三種情況均與鋼球靜止的題設(shè)球的受力示意圖如圖所示，可見三種情況均與鋼球靜止的題設(shè)條件相矛盾，所以原假設(shè)不成立，各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無彈條件相矛盾，所以原假設(shè)不成立，各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無彈力作用因此，本題正確選項(xiàng)為力作用因此，本題正確選項(xiàng)為a.【答案】【答案】a1. 壓力：由于被支持物體發(fā)生形變，而對(duì)支持物產(chǎn)生的壓力：由于被支持物體發(fā)生形變，而對(duì)支持物產(chǎn)生的彈力。壓力的方向總是垂直于接觸面，指向被壓的物體。彈力。壓力的方向總是垂直于接觸面，指向被壓的物體。nfnfnf2. 支持力：支持面發(fā)生形變，對(duì)被支持的物體產(chǎn)生的彈支持力：支持面發(fā)生形變，對(duì)被

13、支持的物體產(chǎn)生的彈力。支持力的方向總是垂直支持面，指向被支持的物體。力。支持力的方向總是垂直支持面，指向被支持的物體。nfnfnfnffn知識(shí)點(diǎn)二、幾種彈力知識(shí)點(diǎn)二、幾種彈力3. 拉力：由于繩子（彈簧）被拉長(zhǎng)要恢復(fù)原狀，而拉力：由于繩子（彈簧）被拉長(zhǎng)要恢復(fù)原狀，而產(chǎn)生的彈力。拉力的方向總是沿繩子（彈簧）收縮產(chǎn)生的彈力。拉力的方向總是沿繩子（彈簧）收縮的方向。的方向。f1f2f3ff注：兩物體間的彈力是發(fā)生在相互接觸面上，但可以將注：兩物體間的彈力是發(fā)生在相互接觸面上，但可以將作用點(diǎn)移到重心上。作用點(diǎn)移到重心上。4. 桿的彈力桿的彈力ffff輕桿既可壓縮，或彎曲產(chǎn)生支持力，又可伸長(zhǎng)產(chǎn)輕桿既可壓縮

14、，或彎曲產(chǎn)生支持力，又可伸長(zhǎng)產(chǎn)生拉力，方向與形變方向相反。生拉力，方向與形變方向相反。桿的彈力不一定沿桿桿的彈力不一定沿桿5. 彈力方向彈力方向（1）軟質(zhì)物體如繩子、彈簧的彈力方向。）軟質(zhì)物體如繩子、彈簧的彈力方向。（2）硬質(zhì)物體之間的彈力方向：）硬質(zhì)物體之間的彈力方向：規(guī)定：施力物體對(duì)受力物體彈力的方向與施力物體形變規(guī)定：施力物體對(duì)受力物體彈力的方向與施力物體形變的方向相反。的方向相反。點(diǎn)與面接觸點(diǎn)與面接觸面與面接觸面與面接觸點(diǎn)與點(diǎn)接觸點(diǎn)與點(diǎn)接觸點(diǎn)與點(diǎn)接觸點(diǎn)與點(diǎn)接觸1ff2ff1f2f1常見的三種接觸方式彈力方向的彈力方向的總結(jié)總結(jié)2.常見三類彈力的方向【解析解析】平面與平面接觸，彈力方向垂

15、直于平面；平面與平面接觸，彈力方向垂直于平面；平面與曲面接觸，彈力方向垂直于平面，也垂直于平面與曲面接觸，彈力方向垂直于平面，也垂直于曲面過接觸點(diǎn)的切面；曲面與曲面接觸，彈力方向曲面過接觸點(diǎn)的切面；曲面與曲面接觸，彈力方向垂直于公切面；點(diǎn)與平面接觸，彈力方向垂直于平垂直于公切面；點(diǎn)與平面接觸，彈力方向垂直于平面；點(diǎn)與曲面接觸，彈力方向垂直于曲面過接觸點(diǎn)面；點(diǎn)與曲面接觸，彈力方向垂直于曲面過接觸點(diǎn)的切面根據(jù)不同接觸面上彈力的特點(diǎn)作圖，如圖的切面根據(jù)不同接觸面上彈力的特點(diǎn)作圖，如圖所示所示判斷彈力方向的步驟判斷彈力方向的步驟(1)確定物體之間彈力作用的類型；確定物體之間彈力作用的類型；(2)確定產(chǎn)

16、生彈力的物體；確定產(chǎn)生彈力的物體；(3)找出使物體發(fā)生形變的外力方向；找出使物體發(fā)生形變的外力方向；(4)確定物體形變的方向；確定物體形變的方向；(5)確定物體產(chǎn)生的彈力方向確定物體產(chǎn)生的彈力方向特別特別提醒提醒【針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練】畫出圖甲、乙、丙中小球畫出圖甲、乙、丙中小球a和丁中和丁中桿所受的彈力方向桿所受的彈力方向【答案答案】如圖所示如圖所示 (1) k 稱為勁度系數(shù)，單位稱為勁度系數(shù)，單位 n/m，由彈簧的材料，粗細(xì)，長(zhǎng)，由彈簧的材料，粗細(xì)，長(zhǎng)度等自身性質(zhì)決定。度等自身性質(zhì)決定。(2) 既適用于彈簧拉伸，也適用于彈簧壓縮，既適用于彈簧拉伸，也適用于彈簧壓縮， x 是彈簧的是彈簧的形變量

17、。形變量。彈性限度內(nèi)，彈力大小與形變量成正比彈性限度內(nèi)，彈力大小與形變量成正比 彈力的大小跟形變的大小有關(guān)，形變?cè)酱螅瑥椓σ苍酱?，彈力的大小跟形變的大小有關(guān)，形變?cè)酱?，彈力也越大，形變消失，彈力隨著也消失。彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的形變消失，彈力隨著也消失。彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小大小 f 跟彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度跟彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度 x 成正比，即：成正比，即：f = k x知識(shí)點(diǎn)三、胡克定律知識(shí)點(diǎn)三、胡克定律1x2x1f2f/ nf/ mxfkx彈簧形變量彈簧形變量彈簧彈力彈簧彈力2f1f1x2x彈簧的長(zhǎng)度彈簧的長(zhǎng)度 公式中公式中x為彈簧的形變量為彈簧的形變量可能為伸長(zhǎng)量可能

18、為伸長(zhǎng)量(ll0)，也可能為縮短量，也可能為縮短量(l0l)；k為彈簧的勁度系數(shù)，只與彈簧本身有關(guān)，由為彈簧的勁度系數(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，彈簧本身的材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定，它反映了彈簧的軟硬程度，它反映了彈簧的軟硬程度，k越大，彈簧越硬，其越大，彈簧越硬，其長(zhǎng)度越難改變長(zhǎng)度越難改變對(duì)對(duì)公式公式fkx的理解的理解 1胡克定律的成立條件：彈簧的形變必須在彈胡克定律的成立條件：彈簧的形變必須在彈性限度內(nèi)性限度內(nèi) 2彈簧的勁度系數(shù)彈簧的勁度系數(shù)k：它表示彈簧固有的力學(xué)：它表示彈簧固有的力學(xué)性質(zhì)，大小由彈簧本身的物理?xiàng)l件，如材料、長(zhǎng)度、性質(zhì)，大小由彈簧本身的物理?xiàng)l件，如材料、長(zhǎng)度、截面積等決定截面積等決定 3彈簧的形變量彈簧的形變量x：指彈簧的伸長(zhǎng)量或縮短量，：指彈