高中物理人教版第三章相互作用2彈力【省一等獎】

2彈力學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)1.了解形變、彈性形變、彈性限度等概念．2．知道彈力產(chǎn)生的原因和條件．(重點(diǎn))3．知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會分析彈力的方向．(重點(diǎn)、難點(diǎn))4．理解胡克定律，并能解決有關(guān)問題．(重點(diǎn))彈性形變和彈力eq\o([先填空])1．形變(1)形變：物體在力的作用下形狀或體積的變化．(2)彈性形變：物體形變后撤去作用力時(shí)能夠恢復(fù)原狀的形變．(3)彈性限度當(dāng)形變超過一定限度時(shí)，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度．2．彈力(1)定義：發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的力．(2)方向①壓力和支持力的方向垂直于物體的接觸面．②繩的拉力沿著繩而指向繩收縮的方向．eq\o([再判斷])1．書本放在桌子上，書本和桌子都發(fā)生了形變．(√)2．用泥坯捏泥人時(shí)，泥坯發(fā)生了彈性形變．(×)3．只要物體接觸，物體間就存在彈力．(×)4．平常我們說的物體間的壓力和支持力都是彈力，繩中的張力叫繩的彈力．(√)eq\o([后思考])1．小朋友在蹦床上玩耍，若站在蹦床上不動是否受彈力作用？若跳起離開蹦床是否受彈力作用？【提示】站在蹦床上不動時(shí)，蹦床發(fā)生了形變，對小朋友有向上的彈力作用；跳離蹦床后，與蹦床不接觸，沒有彈力作用．2．如圖3-2-1所示的情景中，運(yùn)動員、箭、小車的運(yùn)動狀態(tài)為什么能發(fā)生變化？eq\x(\a\al(跳板彈起,跳水運(yùn)動員))eq\x(\a\al(拉緊的弦,把箭射出))eq\x(\a\al(拉伸的彈簧使,小車向右運(yùn)動))圖3-2-1【提示】運(yùn)動員、箭、小車的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化是因?yàn)槭艿搅颂?、弓弦、彈簧對它彈力的作用．eq\o([合作探討])探討1：如圖3-2-2所示，取一個(gè)圓玻璃瓶，里面盛滿水，用穿有透明細(xì)管的橡皮塞封口，使水面位于細(xì)管中，用手捏玻璃瓶，會看到什么現(xiàn)象？說明什么？圖3-2-2【提示】手捏玻璃瓶，管中水面上升．說明受壓時(shí)玻璃瓶發(fā)生形變，體積變小了．探討2：如圖3-2-3所示：物體A、B并排靜止在光滑水平面上，A、B之間有彈力嗎？圖3-2-3【提示】A、B間無彈力，因?yàn)锳、B兩物體并排接觸，物體沒有發(fā)生彈性形變，不滿足產(chǎn)生彈力的條件．eq\o([核心點(diǎn)擊])1．彈力有無的判斷方法(1)方法一：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：①物體間相互接觸；②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)方法二：對于形變不明顯的情況，通常采用假設(shè)法判斷．2．幾種常見彈力的方向類型方向圖示接觸方式面與面垂直公共接觸面指向被支持物體點(diǎn)與面過點(diǎn)垂直于面指向被支持物體點(diǎn)與點(diǎn)垂直于公共切面指向受力物體且力的作用線一定過球(圓)心輕繩沿繩收縮方向輕桿可沿桿伸長方向收縮方向可不沿桿輕彈簧沿彈簧形變的反方向收縮方向伸長方向1．下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：57632048】A．物塊放在桌面上要受到一個(gè)向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生微小的形變而產(chǎn)生的B．拿一根細(xì)竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿彈力，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沿著繩而指向繩收縮的方向D．掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是因?yàn)殡姛舭l(fā)生微小的形變而產(chǎn)生的【解析】彈力是施力物體形變引起的，木塊放在桌面上要受到一個(gè)向上的彈力，是桌面形變引起的，故A錯(cuò)誤；拿一根細(xì)竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿的彈力，這是由于細(xì)竹竿發(fā)生形變而產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤；彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相反，比如：輕繩對物體的拉力是由輕繩的形變產(chǎn)生的，其方向指向輕繩收縮的方向，C正確，D錯(cuò)誤．【答案】C2．下列各圖中P、Q兩球之間不存在彈力的是(所有接觸面都是光滑的)()【導(dǎo)學(xué)號：57632049】【解析】因?yàn)榻佑|面光滑，所以B圖中兩球間沒有擠壓，不存在彈力．而選項(xiàng)A、C、D中兩球之間均發(fā)生擠壓，由此知選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．【答案】B3．如圖3-2-4所示，長方體木塊擱在光滑方形槽中，則長方體木塊除重力外還受到彈力的個(gè)數(shù)是()圖3-2-4A．1個(gè) B．2個(gè)C．3個(gè) D．4個(gè)【解析】長方體木塊擱在光滑方形槽中，與槽接觸的地方三處，并且都有相互作用，故長方體木塊除重力外還受到彈力的個(gè)數(shù)是3個(gè)，故C正確．【答案】C胡克定律eq\o([先填空])1．胡克定律的內(nèi)容彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比．2．公式F＝kx，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位為牛頓每米，符號N/m，它的大小反映了彈簧的軟硬程度．3．適用條件：在彈簧的彈性限度內(nèi)．eq\o([再判斷])1．彈簧的彈力總是與其形變量成正比．(×)2．對某一只彈簧，把它拉的越長，其勁度系數(shù)k越大．(×)3．彈簧的勁度系數(shù)與彈力大小無關(guān)．(√)eq\o([后思考])由F＝kx，得k＝eq\f(F,x)，總結(jié)出“k與彈力F成正比，與彈簧的形變量x成反比”對嗎？為什么？【提示】不對．k的大小只與彈簧本身組成有關(guān)，與F和x的大小無關(guān)．對同一個(gè)彈簧，F(xiàn)增大，x就增大，F(xiàn)與x的比值不變．eq\o([合作探討])探討1：當(dāng)你用力拉一個(gè)彈簧時(shí)，所用的拉力越大則彈簧越長，因此彈力的大小與彈簧的長度有關(guān)，這種說法對嗎？【提示】不對，決定彈簧彈力大小的是彈簧的勁度系數(shù)和形變量，而不是彈簧的長度．探討2：彈簧的形變量是指彈簧后來狀態(tài)的長度與開始狀態(tài)的長度之差嗎？【提示】不是，彈簧的形變量是指彈簧后來狀態(tài)的長度與彈簧原長的差值大小．eq\o([核心點(diǎn)擊])1．對胡克定律的理解(1)彈簧發(fā)生形變時(shí)必須在彈性限度內(nèi)．(2)x是彈簧的形變量，不是彈簧形變后的實(shí)際長度．(3)F-x圖象為一條經(jīng)過原點(diǎn)的傾斜直線，如圖3-2-5所示，圖象斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，對于同一根彈簧來說，勁度系數(shù)是不變的．圖3-2-5(4)由于F1＝kx1，F(xiàn)2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝kΔx.因此，彈簧彈力的變化量ΔF與形變量的變化量也成正比關(guān)系．2．彈力大小的計(jì)算(1)公式法：利用公式F＝kx計(jì)算(適用于彈簧這樣的彈性體彈力的計(jì)算)．(2)平衡法：如果懸掛在豎直細(xì)繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，求解細(xì)繩的拉力時(shí)，可用二力平衡得到拉力的大小等于物體重力的大小(目前主要分析二力平衡的情況)．4．如圖3-2-6所示，輕彈簧的兩端各受100N拉力F作用，彈簧平衡時(shí)伸長了10cm(在彈性限度內(nèi))，那么下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：57632050】圖3-2-6A．該彈簧的勁度系數(shù)k＝10N/mB．該彈簧的勁度系數(shù)k＝1000N/mC．該彈簧的勁度系數(shù)k＝2000N/mD．根據(jù)公式k＝eq\f(F,x)，彈簧的勁度系數(shù)k會隨彈簧彈力F的增大而增大【解析】根據(jù)胡克定律F＝kx得，彈簧的勁度系數(shù)：k＝eq\f(F,x)＝eq\f(100N,m)＝1000N/m，故A錯(cuò)誤，B正確，C錯(cuò)誤；彈簧的伸長與受到的拉力成正比，彈簧的勁度系數(shù)k與彈簧彈力F的變化無關(guān)，與彈簧本身有關(guān)．故D錯(cuò)誤．【答案】B5．如圖3-2-7所示，質(zhì)量分別為m1、m2、m3的小物塊A、B、C用兩根相同的自然長度為l、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來，在豎直向上的外力F的作用下靜止．小物塊A、B、C可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，則A、C之間的距離是()【導(dǎo)學(xué)號：57632051】圖3-2-7A．l＋eq\f(m2＋2m3g,k) B．2l＋eq\f(m2＋2m3g,k)C．2l＋eq\f(m2＋m3g,k) D．2l＋eq\f(2m2＋m3g,k)【解析】對B、C整體受力