高一物理教案 彈力

12/12高一物理教案彈力學(xué)習(xí)要求根本要求1.知道形變和彈性形變,能識別常見的形變.2.知道彈力產(chǎn)生的條件,知道常見的彈力種類.3.會判斷彈力的有無及彈力的方向.4.知道胡克定律的表達式,了解勁度系數(shù)的單位、符號,能運用胡克定律進行有關(guān)計算.5.知道胡克定律的圖象表示,掌握利用圖象計算勁度系數(shù)的方法.開展要求1.會用簡單器材顯示微小形變,體會放大法的實驗思想.2.理解勁度系數(shù)的物理意義.說明多個彈簧的串、并聯(lián)問題不作要求.學(xué)法指導(dǎo)對于常見的形變,應(yīng)該通過生活中的實例來直觀地認識并得到其特點;對于彈力的有無及彈力的方向,應(yīng)該掌握兩種方法：利用假設(shè)法判斷及根據(jù)物體的運動狀態(tài)判斷;對于壓力、支持力、拉力,應(yīng)該多結(jié)合實例分析.對于胡克定律,這是從實驗中探究出來的規(guī)律,在實際生活中有廣泛的應(yīng)用,在解題時,關(guān)鍵是對形變量的理解.自主學(xué)習(xí)知識梳理自主探究1.彈性形變和彈力(1)物體在力的作用下____________發(fā)生改變叫做形變,有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做____________.(2)發(fā)生彈性形變的物體由于要____________對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫____________.如果形變過大,超過一定的限度,撤去作用力后,物體就不能完全恢復(fù)原來的形狀,這個限度就叫____________.2.常見彈力的方向彈力的方向總是與施力物體形變的方向____________,具體如下：(1)壓力和支持力的方向都____________物體的接觸面,指向被壓和被支持的物體.(2)繩的拉力方向是沿著繩而____________.3.胡克定律(1)彈力的大小與___________有關(guān),形變越大,彈力____________,形變消失,彈力____________,但定量關(guān)系一般比擬復(fù)雜.(2)彈簧發(fā)生彈性形變時,彈力的大小F跟彈簧____________(或____________)的長度x成____________.(3)公式：____________,其中k為彈簧的____________,表示彈簧的軟硬程度.1.彈力是怎樣產(chǎn)生的?2.彈力的產(chǎn)生條件是什么?3.如何理解彈力的方向與施力物體形變方向相反這句話?4.彈簧秤可以測力,它是依據(jù)什么原理制成的?理解升華重點、難點、疑點解析1.彈力的產(chǎn)生彈力是由于物體發(fā)生彈性形變要恢復(fù)原狀而對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力,因此彈力的產(chǎn)生必須同時滿足兩個條件：①兩物體要相互接觸,②要有彈性形變.如圖3-2-1所示,放在水平地面上的物體與地面相互擠壓,物體和地面都會發(fā)生微小的彈性形變.物體的下外表發(fā)生了向上的壓縮形變,為恢復(fù)原狀,它就對地面產(chǎn)生了向下的彈力F1,這就是物體對地面的壓力;地面發(fā)生了向下凹陷的形變,為了恢復(fù)原狀,它對物體產(chǎn)生了向上的彈力F2,這就是地面對物體的支持力.圖3-2-1又如圖3-2-2所示,掛在繩子上的物體與繩子都會發(fā)生微小的彈性形變.物體發(fā)生了向上凸起的形變,為了恢復(fù)原狀,它就對繩子產(chǎn)生了向下的彈力F1,這就是物體對繩子的拉力;繩子發(fā)生了向下伸長的形變,為了恢復(fù)原狀,它就對物體產(chǎn)生了向上的彈力F2,這就是繩子對物體的拉力.圖3-2-2特別提醒：物體因發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的彈力,是作用在使它發(fā)生形變的另一物體上,而不是對自身產(chǎn)生了彈力.彈力可產(chǎn)生在發(fā)生彈性形變的不同物體間,也可以產(chǎn)生在發(fā)生彈性形變的同一物體的不同局部之間.例如,張緊的繩子發(fā)生了彈性形變,繩子各局部之間也會產(chǎn)生相互作用的彈力.這種繩子內(nèi)部各局部間的彈力又叫做繩子的張力.2.彈力方向的判定方法彈力的方向總是跟其施力物體形變的方向相反.而對于幾種常見的彈力,如壓力、支持力、拉力等彈力的方向判斷又有幾種具體的方法：類型方向接觸方式面與面垂直公共接觸面點與面過點垂直于面點與點垂直于切面輕繩沿繩收縮方向輕桿可沿桿可不沿桿彈力方向的判定步驟：明確產(chǎn)生彈力的物體找出該物體發(fā)生的形變的方向確定該物體產(chǎn)生的彈力的方向.3.假設(shè)法判斷彈力是否存在相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件,但相互接觸物體間不一定存在彈力,只有兩物體在接觸處發(fā)生彈性形變時,兩物間才能有彈力產(chǎn)生.當(dāng)形變不明顯難以直接判斷時,可用假設(shè)法判定.所謂假設(shè)法就是假設(shè)與研究對象接觸的物體施加了彈力(或者沒施加彈力),畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力圖,判定受力情況與原有狀態(tài)是否矛盾,假設(shè)矛盾,說明假設(shè)不正確,那么兩者間無彈力(或者有彈力);假設(shè)不矛盾,說明假設(shè)正確.在如圖3-2-3所示的情況下,光滑球靜止在水平面AC且和AB面接觸,假設(shè)AC面和AB面對球都有彈力,這兩個彈力的方向分別垂直AC面和AB面,那么球所受的力如下圖,由于AB面對球的彈力F2,使球不能靜止在原來的位置,與球處于靜止?fàn)顟B(tài)的實際情況不相符,故AB面對球的彈力F2不存在.圖3-2-34.對胡克定律的進一步理解胡克定律的內(nèi)容是：彈簧發(fā)生彈性形變時,彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比,即F=kx.應(yīng)用胡克定律時要注意以下幾點：(1)定律的成立是有條件的,這就是彈簧發(fā)生彈性形變,即必須在彈性限度內(nèi).(2)表達式中的x是彈簧的形變量,是彈簧伸長(或縮短)的長度,而不是彈簧的原長,也不是彈簧形變后的實際長度.(3)表達式中的k是彈簧的勁度系數(shù),它反映了彈簧的軟、硬程度,大小由彈簧本身的性質(zhì)決定,與彈力大小無關(guān),在國際單位制中k的單位為N/m.(4)由于彈簧的形變量x通常以cm為單位,而勁度系數(shù)k又往往以N/m為單位,因而在應(yīng)用上式時要注意將各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中.例題剖析應(yīng)用點一：對形變和彈力的理解例1：關(guān)于彈力,以下說法中正確的選項是()A.形變微小時,彈力很小B.形變量越大,彈力就越大,彈力大小總是與形變量成正比的C.放在水平桌面上的書對桌面的壓力就是物體所受的重力D.通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是彈力試解：____________.(做后再看答案,效果更好.)解析：彈力的大小與形變量有關(guān),形變量越大,彈力就越大,但彈力和形變量的定量關(guān)系一般都很復(fù)雜,不一定是簡單的正比關(guān)系,故B錯;彈力的大小是相對而言的,有的物體容易發(fā)生形變,雖形變量很大,但產(chǎn)生的彈力可能很小,而有的物體不容易發(fā)生形變,雖形變量微小,但產(chǎn)生的彈力可能很大,故A錯;通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是由彈性形變而產(chǎn)生的,因此都是彈力,故D對;放在水平桌面上的書對桌面的壓力在大小和方向上都與重力相同,但它們不是同一性質(zhì)的力,壓力是彈力.而且它們的產(chǎn)生也不相同,壓力是書發(fā)生形變對桌面產(chǎn)生的力,它發(fā)生在書與桌面之間;而重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引產(chǎn)生的,它發(fā)生在書與地球之間,故這兩個力不是同一個力,即C錯.應(yīng)選D.誤區(qū)警示：①接觸面處形變微小,不能因此說產(chǎn)生的彈力就很小.②觀察不到接觸面的形變,不能因此否認形變的存在.③物理量之間的同增同減的關(guān)系,不一定是簡單的正比關(guān)系,有的是一次函數(shù)關(guān)系,有的是其他關(guān)系.拓展練習(xí)1-1：一輛拖拉機停在水平地面上,以下說法中正確的選項是()A.地面受到了向下的彈力,是因為地面發(fā)生了彈性形變;拖拉機沒有發(fā)生形變,所以拖拉機不受彈力B.地面受到了向下的彈力,是因為地面發(fā)生了彈性形變;拖拉機受到了向上的彈力,是因為拖拉機也發(fā)生了形變C.拖拉機受到向上的彈力,是因為地面發(fā)生了形變;地面受到向下的彈力,是因為拖拉機發(fā)生了形變D.以上說法都不正確應(yīng)用點二：彈力方向的判斷例2：請在圖3-2-4中按要求畫出桿和球所受彈力的方向.圖3-2-4(1)桿靠在墻上;(2)桿放在半球形的槽中;(3)球用細線懸掛在豎直墻上.解析：(1)桿在重力作用下對A、B兩處都有擠壓作用,故A、B兩點處對桿有彈力、彈力方向與接觸點的平面垂直,如圖3-2-5(1)所示.(2)桿對C、D兩處有擠壓作用,因C處為曲面,D處為支撐點,所以C處彈力垂直其切面指向球心,D處彈力垂直桿斜向上,如圖3-2-5(2)所示.(3)球擠壓墻壁,拉伸繩子,所以墻對球的彈力與墻垂直;繩子產(chǎn)生的彈力沿繩斜向上,如圖3-2-5(3)所示.拓展練習(xí)2-1：三個相同的支座上分別放著三個質(zhì)量和直徑都相同的光滑圓球a、b、c,支點P、Q在同一水平面上,a的重心位于球心O,b、c的重心分別位于球心O的正上方和正下方,如圖3-2-6所示,三球皆靜止,試分析三種情況下支點P、Q對球的彈力的方向是怎樣的.圖3-2-6應(yīng)用點三：彈力有無的判斷例3：如圖3-2-7所示,用彈簧懸掛一個質(zhì)量為m的球,使彈簧保持在豎直方向上,并使球與光滑斜面接觸.試問球受幾個力作用.圖3-2-7解析：因為球處于平衡狀態(tài),其受豎直向下的重力與彈簧豎直向上的拉力作用,如果斜面對球有彈力,這個力應(yīng)垂直于斜面方向,如圖3-2-8所示.圖3-2-8那么球不可能處于靜止?fàn)顟B(tài),故球只受重力G和彈簧拉力FT的作用,斜面對球無彈力.答案：2個誤區(qū)警示：錯誤地認為斜面對小球有彈力的作用,產(chǎn)生這種錯誤的原因是不能正確理解彈力的概念,實際上僅因接觸并不能肯定它們之間一定有彈力存在,還要看接觸處是否有形變.拓展練習(xí)3-1：如圖3-2-9所示,一小球放在兩塊固定的光滑夾板之間,板1傾斜,板2恰好水平,球靜止,試分析小球的受力情況.圖3-2-9應(yīng)用點四：胡克定律及其應(yīng)用例4：如圖3-2-10所示,彈簧的勁度系數(shù)為k,小球重力為G,平衡時球在A位置.今用力F將小球向下拉長x至B位置,那么此時彈簧的彈力為()圖3-2-10A.kxB.kx+GC.G-kxD.以上都不對試解：____________.(做后再看答案,效果更好.)解析：對此題,同學(xué)們易選A項,但是錯了.其原因是：x不是彈簧變化后的長度與原長的差值.球在A位置時彈簧已經(jīng)伸長了(令它為x),這樣FB=k(x+x)=kx+kx,因球在A位置平衡即：G=kx,所以FB=G+kx,故B正確.拓展練習(xí)4-1：如圖3-2-11所示,GA=100N,GB=40N,彈簧的勁度系數(shù)為500N/m,不計繩重和摩擦,求：物體A對支持面的壓力和彈簧的伸長量.圖3-2-11自我反應(yīng)自主學(xué)習(xí)1.形狀或體積彈性形變恢復(fù)原狀彈力彈性限度2.相反垂直于指向繩收縮的方向3.形變的程度越大消失伸長縮短正比F=kx勁度系數(shù)例題評析拓展練習(xí)1-1：C拓展練習(xí)2-1：略拓展練習(xí)3-1：略拓展練習(xí)4-1：60N8cm演練廣場夯實根底1.關(guān)于形變,以下說法正確的選項是()A.物體形狀的改變叫彈性形變B.物體受到外力作用后發(fā)生的形狀改變叫做彈性形變C.物體在外力去掉后能夠恢復(fù)原狀的形變叫彈性形變D.任何物體在外力的作用下都發(fā)生形變,不發(fā)生形變的物體是不存在的2.關(guān)于彈力產(chǎn)生的條件以下說法正確的選項是()A.只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生B.產(chǎn)生彈力的物體一定發(fā)生了形變C.只要兩個物體接觸就一定產(chǎn)生彈力D.只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力3.以下說法正確的選項是()A.木塊放在桌面上受到向上的支持力,這是木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的B.用一根細竹竿撥動水中的木頭,木頭受到竹竿的推力,這是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的C.繩對物體的拉力方向總是豎直向上D.掛在電線下面的電燈受到向上的拉力,是由于電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的4.關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)k,以下說法中正確的選項是()A.與彈簧所受的拉力有關(guān),拉力越大,k值也越大B.與彈簧發(fā)生的形變有關(guān),形變越大,k值越小C.由彈簧本身決定,與彈簧所受的拉力大小及形變程度無關(guān)D.與彈簧本身特征、所受拉力大小、形變的大小都有關(guān)5.將一根原長為40cm、勁度系數(shù)為100N/m的彈簧拉長為45cm,那么此時彈簧的彈力大小為()A.45NB.40NC.85ND.5N6.如圖3-2-12所示各種情況下,小球靜止時a、b兩者之間一定有彈力的是()圖3-2-127.關(guān)于放在水平桌面上靜止的物體受力的說法中,正確的選項是()A.重力、桌面對它的支持力和彈力B.重力、桌面對它的支持力C.重力、它對桌面的壓力D.桌面對它的支持力和它對桌面的壓力8.(2019年貴陽一模)如圖3-2-13所示,彈簧秤和細線的重力及一切摩擦不計,重物G=1N,那么彈簧秤A和B的示數(shù)分別為()圖3-2-13A.1N,0B.0,1NC.1N,2ND.1N,1N能力提升9.一條輕繩的一端固定,在另一端加上一個水平力,當(dāng)力到達1000N時就會被拉斷,假設(shè)用此繩拔河,兩邊的水平拉力大小都是800N,繩子會不會斷?為什么?10.一根輕質(zhì)彈簧,當(dāng)它受到10N的拉力時長度為12cm,當(dāng)它受到25N的拉力時長度為15cm,問彈簧不受力時的自然長度為多少?該彈簧的勁度系數(shù)為多少?11.如圖3-2-14是某彈簧的彈力F和它的長度x的關(guān)系圖象,該彈簧的勁度系數(shù)k等于____________,該彈簧的原始長度是____________m.圖3-2-1412.(2019年廣東珠海)如圖3-2-15所示,A、B兩物體的重力分別是GA=3N,GB=4N.A用細線懸掛在頂板上,B放在水平面上,A、B間輕彈簧中的彈力F=2N,那么細線中的張力FT及B對地面的壓力FN的可能值分別是()圖3-2-15A.5N和6NB.5N和2NC.1N和6ND.1N和2N拓展閱讀橡皮筋的彈性橡皮筋拉長后又能縮回去,這是橡膠分子的作用.橡膠分子愛動,它們手拉手地排列著.因為每個分子總在活潑運動,所以它們的隊伍總是彎彎曲曲,不成樣子.如果用力拉橡皮筋,那么橡膠分子就失去了