高中物理必修一3-2彈力課件（共39張PPT）

1、欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用第二節(jié)彈力第二節(jié)彈力欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用學習目標：學習目標：1.知道形變的概念及彈力產(chǎn)生的原因知道形變的概念及彈力產(chǎn)生的原因和條件，并會判斷彈力的方向和條件，并會判斷彈力的方向2了解顯示微小形變的方法了解顯示微小形變的方法3掌握胡克定律計算彈簧彈力的方法掌握胡克定律計算彈簧彈力的方法重點難點：重點難點：1.彈力方向的判斷及彈力大小的計算彈力方向的判斷及彈力大小的計算.2彈力有無的判斷彈力有無的判斷3胡克定律的理解及應(yīng)用胡克定律的理解及應(yīng)用欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用新知初探自主學習新知初探自主學習一、彈性形變和

2、彈力一、彈性形變和彈力1形變：物體在力的作用下形變：物體在力的作用下_發(fā)發(fā)生的改變生的改變2彈性形變：撤去作用力后，能夠彈性形變：撤去作用力后，能夠_的形變的形變形狀或體積形狀或體積恢復原狀恢復原狀欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用3彈性限度：形變超過一定限度時，撤去作彈性限度：形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體不能完全恢復原狀，這個限度用力后，物體不能完全恢復原狀，這個限度叫做彈性限度叫做彈性限度4彈力：發(fā)生形變的物體彈力：發(fā)生形變的物體,由于要恢復原狀，由于要恢復原狀，對與它對與它_的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力叫彈力5產(chǎn)生彈力的條件：產(chǎn)生彈力

3、的條件：(1)物體相互物體相互_；(2)發(fā)生發(fā)生_接觸接觸接觸接觸形變形變欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用二、幾種彈力二、幾種彈力自主探究自主探究(1)接觸面間的彈力方向接觸面間的彈力方向放在水平桌面上的書，由于書的形變，它對放在水平桌面上的書，由于書的形變，它對桌面產(chǎn)生向桌面產(chǎn)生向_的彈力，即書對桌面的壓力；的彈力，即書對桌面的壓力；由于桌面的形變，它對書產(chǎn)生向由于桌面的形變，它對書產(chǎn)生向_的彈力，的彈力，即桌面對書的支持力即桌面對書的支持力在圖在圖321中畫出接觸中畫出接觸面間的彈力面間的彈力圖圖321下下上上欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用(2)細繩上的彈力方向細

4、繩上的彈力方向用細繩拉物體，細繩由于發(fā)生伸長形變，它用細繩拉物體，細繩由于發(fā)生伸長形變，它產(chǎn)生的彈力產(chǎn)生的彈力(拉力拉力)總是沿繩總是沿繩_的方向的方向成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)( (1) )支持力的方向與接觸面支持力的方向與接觸面_，指向被支，指向被支持的物體；壓力的方向與接觸面持的物體；壓力的方向與接觸面_，指，指向被壓的物體；向被壓的物體；( (2) )繩上的拉力沿繩收縮的方向繩上的拉力沿繩收縮的方向.收縮收縮垂直垂直垂直垂直欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用三、胡克定律三、胡克定律自主探究自主探究下表是某同學為下表是某同學為“探究彈力探究彈力F和彈簧伸長和彈簧伸長x的的關(guān)系關(guān)系”所測的

5、幾組數(shù)據(jù)所測的幾組數(shù)據(jù),并作出了并作出了Fx圖象圖象根據(jù)圖象得到的結(jié)論是：彈力大小與彈簧的根據(jù)圖象得到的結(jié)論是：彈力大小與彈簧的伸長量成伸長量成_.正比正比實驗序號實驗序號 123456F/N00.98 1.96 2.94 3.92 4.90 x/cm01.00 2.05 3.00 3.95 5.00欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)( (1) )胡克定律：胡克定律：內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)內(nèi)容：在彈性限度內(nèi),彈力的彈力的大小大小F跟彈簧跟彈簧_( (或縮短或縮短) )的長度的長度x成成_比比.公式：公式：Fkx( (2) )勁度系數(shù)勁度系數(shù)k：單位：單位：_，符號，符號_

6、.圖圖322伸長伸長正正牛頓每米牛頓每米N/m欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用要點探究講練互動要點探究講練互動要點要點1彈力的產(chǎn)生及其有無的判斷彈力的產(chǎn)生及其有無的判斷1彈力產(chǎn)生的過程彈力產(chǎn)生的過程欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用2彈力是否存在的判斷方法彈力是否存在的判斷方法(1)直接法：對于形變比較明顯的情況，可以直接法：對于形變比較明顯的情況，可以根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件判斷：根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件判斷：物體間相互接物體間相互接觸；觸；發(fā)生彈性形變兩個條件必須同時滿發(fā)生彈性形變兩個條件必須同時滿足才有彈力產(chǎn)生足才有彈力產(chǎn)生欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用(2)對于

7、形變不明顯的情況，可用以下兩種方對于形變不明顯的情況，可用以下兩種方法來判斷：法來判斷：利用假設(shè)法判斷利用假設(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的狀態(tài)，若看此物體還能否在原位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)則說明物體間無彈力作用；能保持原來的狀態(tài)則說明物體間無彈力作用；否則，有彈力作用否則，有彈力作用欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用利用力的作用效果分析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)生形變或改應(yīng)的作用效果，或使

8、受力物體發(fā)生形變或改變受力物體的運動狀態(tài)，看物體的受力是否變受力物體的運動狀態(tài)，看物體的受力是否與物體的運動狀態(tài)相符合，從而確定物體所與物體的運動狀態(tài)相符合，從而確定物體所受彈力的有無受彈力的有無特別提醒：特別提醒：相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件相互接觸是產(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但相互接觸的物體間不一定存在彈力欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用 判斷圖判斷圖323中小球是否受到彈力中小球是否受到彈力作用，若受到彈力，請指出其施力物體作用，若受到彈力，請指出其施力物體【思路點撥思路點撥】判斷彈力有無時應(yīng)靈活選用判斷彈力有無時應(yīng)靈活選用判斷方法，當直接法不易判斷

9、時，可考慮運判斷方法，當直接法不易判斷時，可考慮運動狀態(tài)判斷法動狀態(tài)判斷法例例1圖圖323欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用【精講精析精講精析】用假設(shè)法來判斷小球是否受用假設(shè)法來判斷小球是否受斜面的彈力，若將三個圖中的斜面去掉，則斜面的彈力，若將三個圖中的斜面去掉，則甲圖中小球無法在原位置靜止，甲圖中小球無法在原位置靜止， 乙和丙兩乙和丙兩圖中小球仍靜止，所以，甲圖中小球受到斜圖中小球仍靜止，所以，甲圖中小球受到斜面的彈力，施力物體是斜面，同時受細繩的面的彈力，施力物體是斜面，同時受細繩的彈力，施力物體是細繩；乙圖中小球只受到彈力，施力物體是細繩；乙圖中小球只受到細繩的彈力，施力物體

10、是細繩，不受斜面的細繩的彈力，施力物體是細繩，不受斜面的彈力；丙圖中小球只受水平面的彈力，施力彈力；丙圖中小球只受水平面的彈力，施力物體是水平面，不受斜面的彈力物體是水平面，不受斜面的彈力【答案答案】見精講精析見精講精析欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用【易誤警示易誤警示】(1)誤認為只要有接觸一定存誤認為只要有接觸一定存在彈力作用，而忽略了彈力產(chǎn)生的另一個條在彈力作用，而忽略了彈力產(chǎn)生的另一個條件件發(fā)生彈性形變發(fā)生彈性形變(2)誤認為只要有形變就有彈力，而忽略了彈誤認為只要有形變就有彈力，而忽略了彈力產(chǎn)生的另一個條件力產(chǎn)生的另一個條件接觸接觸欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互

11、作用1下列關(guān)于彈力的幾種說法，其中正確的下列關(guān)于彈力的幾種說法，其中正確的是是()A只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力B靜止在水平面上的物體所受重力就是它靜止在水平面上的物體所受重力就是它對水平面的壓力對水平面的壓力C靜止在水平面上的物體受到向上的彈力靜止在水平面上的物體受到向上的彈力是因為水平面發(fā)生了形變是因為水平面發(fā)生了形變D只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用解析：選解析：選C.兩物體接觸并發(fā)生彈性形變才產(chǎn)兩物體接觸并發(fā)生彈性形變才產(chǎn)生彈力，生彈力，A、D錯誤錯誤,靜止在水平面上的物體靜止在水平

12、面上的物體重力的施力物體是地球，受力物體是物體，重力的施力物體是地球，受力物體是物體，而壓力的施力物體是該物體，受力物體是水而壓力的施力物體是該物體，受力物體是水平面，兩力不同，平面，兩力不同，B錯誤，錯誤，C正確正確欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用要點要點2彈力方向的確定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，幾種常見情況如下表：在受力物體上，幾種常見情況如下表：類型類型方向方向圖示圖示接接觸觸方方式式面與面面與面垂直公共垂直公共接觸面接觸面點與面點與面過點垂直過點垂直于面于面點與點點與點垂直于切垂直于切面面欄目欄目

13、導引導引第三章相互作用第三章相互作用類型類型方向方向圖示圖示輕繩輕繩沿繩收縮方沿繩收縮方向向輕桿輕桿可沿桿可沿桿可不沿桿可不沿桿輕彈簧輕彈簧沿彈簧形變沿彈簧形變的反方向的反方向欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用特別提醒：特別提醒：判斷彈力方向的方法是：先明確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)各種類型的兩物體之間作用的類型，再根據(jù)各種類型的特點來判斷彈力的方向特點來判斷彈力的方向欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用 在圖在圖324中畫出物體中畫出物體P受到的各受到的各接觸點或面對它的彈力的示意圖，其中甲、接觸點或面對它的彈力的示意圖，其中甲、乙、丙中物體乙

14、、丙中物體P處于靜止狀態(tài)，丁中物體處于靜止狀態(tài)，丁中物體P(即即球球)在水平面上勻速滾動在水平面上勻速滾動例例2圖圖324欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用【精講精析精講精析】甲中屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指甲中屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上；乙向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上；乙中中A點屬于點與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于球點屬于點與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上面的切面斜向上,必過球心必過球心O，B點屬于點與桿點屬于點與桿相接觸，彈力應(yīng)垂直于桿斜向上；丙中相接觸，彈力應(yīng)垂直于桿斜向上；丙中A、B兩兩點都是球面與平面相接觸點都是球面與平面相接觸,彈力

15、應(yīng)垂直于平面，彈力應(yīng)垂直于平面，且必過球心且必過球心,所以所以A處彈力方向水平向右，處彈力方向水平向右，B處處彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心；丁中彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心；丁中欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用小球小球P不管運動與否，都屬于平面與球面相接不管運動與否，都屬于平面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面觸，彈力應(yīng)垂直于平面,且過球心，即向上且過球心，即向上它們所受彈力的示意圖如圖它們所受彈力的示意圖如圖325所示所示圖圖325欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用【答案答案】見精講精析見精講精析【方法總結(jié)方法總結(jié)】(1)若接觸面之一為平面，則若接觸面之一為平面

16、，則彈力一定垂直于該平面；彈力一定垂直于該平面；(2)若接觸面之一為球面若接觸面之一為球面,則彈力一定過球心；則彈力一定過球心；(3)若接觸面之一為曲面，則彈力一定垂直于若接觸面之一為曲面，則彈力一定垂直于過接觸點的切面；過接觸點的切面；(4)若接觸處之一為一直線物體，則彈力一定若接觸處之一為一直線物體，則彈力一定垂直于該直線垂直于該直線欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用2按下列要求畫出圖按下列要求畫出圖326中每個小球所受中每個小球所受彈力的示意圖彈力的示意圖圖圖326欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用要求：甲斜面對球的支持力要求：甲斜面對球的支持力乙墻壁對球的支持力乙墻

17、壁對球的支持力丙大球球面對小球的支持力丙大球球面對小球的支持力解析：各物體所受支持力如圖所示解析：各物體所受支持力如圖所示答案：見解析答案：見解析欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用要點要點3彈力大小的計算方法彈力大小的計算方法1彈簧的彈力彈簧的彈力(1)應(yīng)用胡克定律應(yīng)用胡克定律Fkx求解其中求解其中x為彈簧的為彈簧的形變量形變量(可能為伸長量，也可能為縮短量可能為伸長量，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、長度、粗細、匝數(shù)等因素彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數(shù)等因素決定決定欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章

18、相互作用(2)彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用Fx圖象表圖象表示，如圖示，如圖327，圖線的斜率即為彈簧的勁，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)度系數(shù)(3)彈簧上彈力的變化量彈簧上彈力的變化量F與形變量的變化量與形變量的變化量也成正比關(guān)系，即也成正比關(guān)系，即Fkx.圖圖327欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用2除彈簧這樣的彈性體之外的彈力大小的除彈簧這樣的彈性體之外的彈力大小的計算，一般要借助物體的運動狀態(tài)所遵循的計算，一般要借助物體的運動狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解比如懸掛在豎直細繩上的物物理規(guī)律求解比如懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止狀態(tài)時，物體受繩向上的拉力和體處于靜止

19、狀態(tài)時，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小等于物體重力的大小欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用 在水平桌面上一根彈簧在彈性限度內(nèi)在水平桌面上一根彈簧在彈性限度內(nèi),對其施加對其施加30 N的拉力時，其長度為的拉力時，其長度為20 cm，對，對其施加其施加30 N壓力時，其長為壓力時，其長為14 cm，試求該彈，試求該彈簧的自然長度和它的勁度系數(shù)簧的自然長度和它的勁度系數(shù)【思路點撥思路點撥】Fkx中的中的x指彈簧的形變量指彈簧的形變量.例例3欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用【精講精析精講精析】設(shè)彈

20、簧原長為設(shè)彈簧原長為L0，勁度系數(shù)為，勁度系數(shù)為k，對其施加拉力時，由胡克定律有：，對其施加拉力時，由胡克定律有：F1k(l1L0)對其施加壓力時，有對其施加壓力時，有F2k(L0l2)解得：解得：L017 cm，k1000 N/m.【答案答案】17 cm1000 N/m欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用3如圖如圖328所示，所示，a、b為兩根相連的輕為兩根相連的輕質(zhì)彈簧，它們的勁度系數(shù)分別為質(zhì)彈簧，它們的勁度系數(shù)分別為ka1103 N/m，kb2103 N/m，原長，原長分別為分別為la6 cm，lb4 cm.在在下端掛一物體下端掛一物體G，物體受到的，物體受到的重力為重力為10 N，平衡時，平衡時()圖圖328欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用Aa下端受的拉力為下端受的拉力為4 N，b下端受的拉力為下端受的拉力為6 NBa下端受的拉力為下端受的拉力為10 N，b下端受的拉力也為下端受的拉力也為10 NCa的長度變?yōu)榈拈L度變?yōu)? cm，b的長度變?yōu)榈拈L度變?yōu)?.5 cmDa的長度變?yōu)榈拈L度變?yōu)?.4 cm，b的長度變?yōu)榈拈L度變?yōu)?.3 cm欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用欄目欄目導引導引第三章相互作用第三章相互作用熱點示例創(chuàng)新拓展熱點示例創(chuàng)新拓展有關(guān)雙彈簧的問題有關(guān)雙彈簧的