必修1彈力第1課時學案

2．彈力一、形變的理解1．形變的兩種情況(1)形狀的改變：指受力時物體的外觀發(fā)生變化，如橡皮條拉伸時由短變長；撐竿跳高時，運動員手中的撐竿由直變曲等．(2)體積的改變：指受力時物體的體積發(fā)生變化，如用力壓排球，排球的體積變?。挥昧汉＞d，海綿的體積變?。?．顯示微小形變的方法(1)光學放大法：如圖所示，在一張大桌子上放兩個平面鏡M和N，讓一束光依次被兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個光點P.用力壓桌面時，桌面發(fā)生了形變，雖然形變量很小，但鏡子要向桌面中間傾斜，由于兩個鏡子間距較大，光點在墻上有明顯移動，把桌面的形變顯示出來．(2)力學放大法：如圖所示，把一個圓玻璃瓶瓶口用中間插有細管的瓶塞堵上，用手輕壓玻璃瓶，玻璃瓶發(fā)生形變，容積減小，水受擠壓上升，松開手后，形變恢復，水面落回原處．二、彈力的突破1．彈力有無的判斷(1)對于發(fā)生明顯形變的物體(如彈簧、橡皮筋等)，可根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件：物體直接接觸和發(fā)生彈性形變直接判斷．(2)當形變不明顯難以直接判斷時，通常根據(jù)彈力的效果由物體的運動狀態(tài)來判斷；有時也用假設法；替換法等方法來判斷．假設法思路假設將與研究對象接觸的物體解除接觸，判斷研究對象的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變，若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力例證圖中細線豎直、斜面光滑，假設去掉斜面，小球的運動狀態(tài)不變，故小球只受到細線的拉力，不受斜面的支持力替換法思路用細繩替換裝置中的桿，看能不能維持原來的力學狀態(tài)，如果能維持，則說明這個桿提供的是拉力；否則，提供的是支持力例證圖中AB、AC是輕桿，用細繩替換AB，原裝置狀態(tài)不變，說明AB對A施加的是拉力；用細繩替換AC，原狀態(tài)不能維持，說明AC對A施加的是支持力狀態(tài)法思路若接觸處存在彈力時與物體所處的狀態(tài)相吻合，說明接觸處有彈力存在，否則接觸處無彈力例證光滑球靜止在水平面AC上且和AB面接觸，由于離開AC面的彈力，球?qū)o法靜止，故AC面對球有彈力．如果AB面對球有彈力，球?qū)⒉荒鼙３朱o止狀態(tài)，故AB面對球無彈力2.彈力方向判斷的根據(jù)發(fā)生彈性形變的物體，由于恢復原狀產(chǎn)生彈力，所以彈力的方向由施力物體形變的方向決定，彈力的方向總與施力物體形變的方向相反．3．幾種常見彈力的方向(1)幾種不同的接觸方式.面與面點與面點與點彈力方向垂直于公共接觸面指向受力物體過點垂直于面指向受力物體垂直于公切面指向受力物體圖示(2)輕繩、輕桿、輕彈簧的彈力方向.輕繩輕桿輕彈簧彈力方向沿繩子指向繩子收縮的方向可沿桿的方向可不沿桿的方向沿彈簧形變的反方向圖示4.對胡克定律的理解(1)定律的成立是有條件的，這就是彈簧要發(fā)生“彈性形變”，即在彈性限度內(nèi)；(2)表達式中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長度；(3)表達式中的勁度系數(shù)k，反映了彈簧的“軟”、“硬”程度，是由彈簧本身的性質(zhì)(如材料、形狀、長度等)決定的．不同型號、不同規(guī)格的彈簧，其勁度系數(shù)不同；(4)設勁度系數(shù)為k的彈簧，在形變量為x1、x2時產(chǎn)生的彈力分別為F1、F2，則根據(jù)胡克定律F＝kx，有F1＝kx1，F(xiàn)2＝kx2.兩式相減，有F1－F2＝k(x1－x2)，即ΔF＝kΔx，此式表明彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的變化ΔF與彈簧長度的變化Δx成正比；(5)根據(jù)F＝kx作出彈力F與形變量x的關系圖像，如圖所示，這是一條過原點的直線，其斜率k＝eq\f(F,x)＝eq\f(ΔF,Δx).圖2365．彈力大小的計算(1)公式法：利用公式F＝kx計算，適用于彈簧這樣的彈性體彈力的計算．(2)平衡法：如果懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止狀態(tài)，求解細繩的拉力時，可用二力平衡得到拉力的大小等于物體重力的大小，目前主要適用于二力平衡的情況．（二）精品同步練習第Ⅰ部分選擇題一、選擇題：本題共8小題。將正確答案填寫在題干后面的括號里。1．下列兩個實驗中體現(xiàn)出的共同的物理思想方法是（）A．極限法 B．放大法 C．控制變量法 D．等效替代法【答案】B2．書放在水平桌面上，桌面會受到彈力的作用，產(chǎn)生這個彈力的直接原因是（）A．書的形變 B．桌面的形變C．書和桌面的形變 D．書受到的吸引力【答案】A【解析】書本對桌面的彈力受力物體是桌面，因此施力物體是書，由于書本發(fā)生微小的形變，要恢復原狀因而對桌面產(chǎn)生彈力。3．玩具汽車停在模型橋面上，如圖所示，下列說法正確的是（）A．橋面受向下的彈力，是因為橋梁發(fā)生了彈性形變B．汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力C．汽車受向上的彈力，是因為橋梁發(fā)生了彈性形變D．汽車受向上的彈力，是因為汽車發(fā)生了形變【答案】C【解析】橋受到向下的彈力是因為汽車發(fā)生了彈性形變，故A、B錯誤；汽車受到向上的彈力，是因為橋梁發(fā)生了彈性形變，故C正確，D錯誤。4．有關彈力，下列說法正確的是（）A．木塊放在桌面上要受到一個向上的彈力，是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的B．拿一根細竹竿撥動水中木頭，木頭受到竹竿的彈力，是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的C．繩對物體的拉力的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，是因為電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的【答案】CD5．如圖，球A放在斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止狀態(tài)，關于球A所受的彈力，正確的（）A．球A僅受一個彈力作用，彈力方向垂直斜面向上B．球A受兩個彈力作用，一個水平向左，一個垂直斜面向下C．球A受兩個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上D．球A受三個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上，一個豎直向下【答案】C【解析】由于小球?qū)醢搴托泵婢佑|且擠壓，故擋板和斜面都對球產(chǎn)生彈性，由于彈力的方向垂直于接觸面，所以擋板對小球的彈力方向水平向右，斜面對小球的彈力方向垂直于斜面向上。選項C正確。6．在下圖中，a、b表面均光滑，天花板和地面均水平，a、b間一定有彈力的是（）【答案】B7．一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為F1的力壓彈簧的另一端，平衡時長度為l1；改用大小為F2的力拉彈簧，平衡時長度為l2。彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】由胡克定律得F=kx，式中x為形變量，設彈簧原長為l0，則有F1=k（l0－l1），F(xiàn)2=k（l2－l0），聯(lián)立方程組可以解得k=，所以C項正確。8．如圖甲所示，一個彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連，當對彈簧施加變化的作用力（拉力或壓力）時，在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關系圖象（如圖乙）。則下列判斷正確的是（）A．彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B．在彈性范圍內(nèi)，彈簧長度的增加量與對應的彈力增加量成正比C．該彈簧的勁度系數(shù)是200N/mD．該彈簧受到反向壓力時，勁度系數(shù)不變【答案】BCD【解析】根據(jù)胡克定律可知：F=k（l－l0）=kx，即彈簧彈力與彈簧的形變量成正比，與彈簧長度不成正比，故A錯誤，B正確；在彈力與彈簧形變量圖象上，圖象的斜率表示勁度系數(shù)，由此可知該彈簧的勁度系數(shù)是200N/m，故C正確；由于圖象斜率不變，因此由實驗可知該彈簧受到反向壓力時，勁度系數(shù)不變，故D正確。第Ⅱ部分非選擇題二、非選擇題：本題4個小題。將符合題意的內(nèi)容填寫在題目中的橫線上，或按題目要求作答。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。9．某同學利用如圖（a）裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關系”的實驗。（1）他通過實驗得到如圖（b）所示的彈力大小F與彈簧長度x的關系圖線。由此圖線可得該彈簧的原長x0=cm，勁度系數(shù)k=N/m。（2）他又利用本實驗原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當彈簧秤上的示數(shù)如圖（c）所示時，該彈簧的長度x=cm。【答案】（1）450（2）1010．為了探究彈簧彈力F和彈簧伸長量x的關系，某同學選了A、B兩根規(guī)格不同的彈簧進行測試，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖象，從圖象上看，該同學沒能完全按實驗要求做，使圖象上端成為曲線，圖象上端成為曲線的原因是，B彈簧的勁度系數(shù)為N/m。若要制作一個精確度較高的彈簧測力計，應選彈簧（填“A”或“B”）?！敬鸢浮砍^彈簧的彈性限度100A【解析】向上彎曲的原因是超出了彈性限度，注意該圖象中縱坐標為伸長量，橫坐標為拉力，斜率的倒數(shù)為勁度系數(shù)，由此可求出kB=100N/m，由于A的勁度系數(shù)小，因此其精度高。11．某課外活動小組對一勁度系數(shù)未知的彈簧進行研究，實驗發(fā)現(xiàn)：在彈性限度內(nèi)，若在此彈簧下端掛一重20N的物體，靜止時彈簧長度為14cm，若在彈簧上端壓一重10N的物體，靜止時彈簧長度為8cm，試求該彈簧的勁度系數(shù)k和彈簧的原長x0?！敬鸢浮?00N/m10cm12．如圖所示，原長分別為L1和L2、勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上，兩彈簧之間有一質(zhì)量為m1的物體，最下端掛著質(zhì)量為m2的另一物體，整個裝置處于靜止狀態(tài)。（1）這時兩個彈簧的總長度為多大？（2）若用一個質(zhì)量為M的平板把下面的物體豎直緩慢地向上托起，直到兩個彈簧的總長度等于兩彈