高中物理必修一第三章第二節(jié)-彈力優(yōu)秀課件

高中物理必修一第三章第二節(jié)-彈力優(yōu)秀課件第一頁，共44頁。3.2 彈力第二頁，共44頁。北京奧運冠軍張娟娟在射箭比賽中刺激的休閑運動——蹦極號稱夢之隊的中國跳水女隊在3米板跳水比賽中撐桿跳蹦床挑水第三頁，共44頁。一、形變1、形變：物體形狀和體積發(fā)生的改變（伸長、縮短、彎曲、扭轉(zhuǎn)等）軟的物體能看見形變,那么堅硬的物體能否發(fā)生形變呢？問題第四頁，共44頁。有一些物體眼睛根本觀察不到它的形變，比如一些比較堅硬的物體，但是這些物體都有形變，只不過形變很微小。

一切物體受到外力作用都要發(fā)生形變顯示微小形變的觀察（一）第五頁，共44頁。試一試作用在物體上的外力越大，物體的形變就越大。第六頁，共44頁。2、形變的分類

1）按對外表現(xiàn)形式上分拉伸形變（或壓縮形變）、彎曲形變、扭轉(zhuǎn)形變等。

2）按可否恢復(fù)原狀分非彈性形變彈性形變發(fā)生形變的物體在停止受力后，能恢復(fù)原狀的形變稱為彈性形變彈性限度如果形變過大，超過一定限度，即使撤去作用力，物體也不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個限度叫彈性限度第七頁，共44頁。（二）彈力：（1）定義：

發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原來的形狀，對與它接觸的物體發(fā)生力的作用，這種力叫做彈力（2）產(chǎn)生條件：①物體間相互接觸

②物體間發(fā)生彈性形變（3）支持力和拉力都屬于彈力。接觸力第八頁，共44頁?！纠斫鈶?yīng)用一】誰形變誰產(chǎn)生彈力誰是施力物體彈力是施力物體發(fā)生形變產(chǎn)生的第九頁，共44頁。

方法指導(dǎo)

一、形變與彈力

例1

關(guān)于彈力，下列說法正確的是()A．拉力、壓力、支持力在性質(zhì)上均為彈力B．物體由于發(fā)生了彈性形變，會對使其發(fā)生彈性形變的物體施加彈力作用C．對于同一根彈簧，彈性形變越大，彈力越大D．許多物體可以在不發(fā)生形變的條件下對物體施以彈力作用ABC第十頁，共44頁。

解析

準(zhǔn)確掌握彈力產(chǎn)生的條件、彈力大小的相關(guān)因素是解答此問題的關(guān)鍵，具體分析見下表所示：

答案ABC選項內(nèi)容指向，聯(lián)系分析結(jié)論A拉力、壓力、支持力均是由彈性形變產(chǎn)生的，所以均為彈力.正確B發(fā)生彈性形變的物體，會對使其發(fā)生彈性形變的物體產(chǎn)生彈力的作用.正確C彈簧彈力大小由彈簧的勁度系數(shù)和彈性形變大小共同決定，對于同一根彈簧，勁度系數(shù)一定，彈性形變越大，彈力越大.正確D要產(chǎn)生彈力作用必須發(fā)生彈性形變.錯誤誤區(qū)警示本題易誤選D.根據(jù)經(jīng)驗，有很多形變是肉眼觀察不到的，故而錯選.第十一頁，共44頁。練習(xí)1關(guān)于彈力產(chǎn)生條件的說法中，正確的是（）A、物體間不相互接觸，也能產(chǎn)生彈力。B、只要兩物體接觸就一定會產(chǎn)生彈力。C、只有彈簧才能產(chǎn)生彈力。D、兩個物體直接接觸且互相擠壓發(fā)生形變時才會產(chǎn)生彈力。D第十二頁，共44頁?！靖櫨毩?xí)1】打網(wǎng)球時，網(wǎng)球和網(wǎng)球拍接觸瞬間下列說法正確的是（）A.在接觸處只有網(wǎng)球拍有彈力產(chǎn)生B.在接觸處網(wǎng)球和網(wǎng)球拍都產(chǎn)生彈力C.網(wǎng)球?qū)W(wǎng)球拍的彈力是網(wǎng)球形變后對網(wǎng)球拍施加的力D.網(wǎng)球拍對網(wǎng)球的彈力是網(wǎng)球拍形變后對網(wǎng)球施加的力BCD第十三頁，共44頁。

判斷彈力有無的方法（1）彈力產(chǎn)生的條件（2）假設(shè)法（3）力的作用效果FN光滑平面第十四頁，共44頁。

知識精析

一、彈力存在的判定

判斷彈力的有無一般有以下三種方法：1．根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件來判斷：看物體是否存在彈性形變及彈性形變的方向．2．利用假設(shè)法判斷可假設(shè)在該處將與物體接觸的另一物體去掉，看物體還能否在原位置保持原來的狀態(tài)，從而判斷該物體是否受彈力作用．例如：如圖13－2所示，將甲圖中與小球接觸的斜面去掉，小球無法在原位置保持靜止，而把乙圖中的斜面去掉，小球仍靜止，故甲球受斜面的彈力，乙球不受斜面的彈力．

圖13－2第十五頁，共44頁。

3．利用力的作用效果分析如圖13－3所示，光滑水平面上的球靠在豎直面上靜止，豎直面是否對球產(chǎn)生力的作用？假設(shè)豎直面對球產(chǎn)生了力的作用，由力的作用效果可知，球不會靜止，故可判定沒有水平彈力產(chǎn)生．

圖13－3第十六頁，共44頁。二、假設(shè)存在法：例、光滑水平面上AB兩物體緊挨著保持靜止，則它們之間有彈力嗎？ABAB解：直接判斷法無法判斷出，因為你根本看不出它們之間是否有彈性形變?？梢杂眉僭O(shè)法。假設(shè)AB之間有擠壓，則A對B有向右的彈力，B對A有向左的力。真是這樣，則AB均不能保持靜止，與題設(shè)矛盾。所以沒有擠壓。第十七頁，共44頁。三、隔離法:AB將相互接觸的兩個物體中拿走一個，看對另一個物體是否有影響解：取走B球后，A仍靜止，運動狀態(tài)未變化，可以斷定AB之間原來沒有作用力。A第十八頁，共44頁。【鞏固小練習(xí)】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()B第十九頁，共44頁。（三）彈力的方向：彈力的方向總是跟引起物體形變的外力方向相反，跟物體形變的方向相反。1、繩子（彈簧）的拉力方向是沿繩子而指向繩子收縮的方向。2、壓力（支持力）的方向總是垂直于支持面而指向被壓（被支持）的物體。第二十頁，共44頁。點與平面接觸NN`點與平面間彈力方向：過接觸點垂直平面指向受力物體光滑斜面ABNANB判斷下列支持面對物體彈力的方向？第二十一頁，共44頁。點與面接觸點與平面間彈力方向：過接觸點垂直平面指向受力物體N1N2第二十二頁，共44頁。平面與曲面接觸（分析A物體）曲面與曲面間彈力方向：

與過接觸點的公切面垂直并指向受力物體半球形的碗NABNNB對AA第二十三頁，共44頁。2.繩的拉力:細(xì)繩的拉力沿繩子指向繩子收縮的方向

.第二十四頁，共44頁。方向：桿與地面（或墻面）接觸的端點所受地面（或墻面）的支持力與接觸面垂直。桿與支撐點接觸，接觸部分所受支撐點的彈力方向與桿垂直。3．桿的彈力

NNN1N2第二十五頁，共44頁。彈力方向的判斷：

1、兩平面接觸：垂直于接觸面。第二十六頁，共44頁。2、點面接觸：垂直于面。3、點點接觸：垂直于公切面。第二十七頁，共44頁。①平面與平面接觸，彈力垂直平面。(簡稱為“面面”接觸)②點與平面接觸，彈力通過接觸點而垂直平面。(簡稱為“點面”接觸)③曲面和曲面接觸，彈力通過接觸點垂直于切面而指向圓心。（相當(dāng)于點與點接觸，簡稱為“點點”接觸）1.兩物體接觸面上的彈力，包括壓力和支持力。這種彈力的方向與物體的接觸方式有關(guān)(通常有下列三種接觸方式)：

2.繩的拉力:細(xì)繩的拉力沿繩子指向繩子收縮的方向.彈力的方向小結(jié)第二十八頁，共44頁。

二、彈力方向的確定彈力是接觸力，不同的物體，不同的接觸方式，彈力方向的判斷方法也有所不同，具體比較見下表所示：類型方向圖示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第二十九頁，共44頁。

二、彈力方向的判定

例2

三個相同的支座上分別擱著三個質(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，b和c的重心位于球心的正上方和正下方，如圖13－4甲所示，三球皆靜止，試分析三種情況下支點P、Q對球的彈力方向是怎樣的．圖13-4甲第三十頁，共44頁。

變式訓(xùn)練1

畫出圖13-5中物體A所受彈力的示意圖．圖13-5

解析彈力的方向應(yīng)垂直于接觸面，指向受力物體，丙圖中注意分析A球上方接觸點處無彈力，而甲圖中上方繩的拉力的方向沿繩向上．

答案如圖甲、乙、丙所示第三十一頁，共44頁。

解析相互作用的物體屬于點與曲面接觸，彈力的方向垂直于曲面的過接觸點的切面，且指向球心，與重心位置無關(guān)，故三種情況下彈力方向是一致的．如圖13-4乙所示．圖13-4乙

點評在分析彈力時要先判斷彈力是否存在，彈力的方向可用如下方法判定：(1)若接觸面之一為平面，則彈力一定垂直于該平面．(2)若接觸面之一為球面，則彈力一定過球心．(3)若接觸面為曲面，則彈力一定垂直于曲面的過接觸點的切面．(4)若接觸處之一為直線，則彈力一定垂直于該直線．第三十二頁，共44頁。試分析圖中細(xì)桿或小球A所受的彈力，并確定其方向。

水平面上靠在一起的兩小球

懸掛靠在一起的兩小球AAAAB第三十三頁，共44頁。半球形的碗

思考：試分析圖中細(xì)桿或小球A所受的彈力，并確定其方向。AA第三十四頁，共44頁。（3）如圖所示，用兩根繩子分別把A、B兩個物體掛在天花板上，畫出物體B所受到的彈力．

懸掛靠在一起的兩小球AB第三十五頁，共44頁。探究問題四：定量地研究彈簧的彈力大小跟哪些因素有關(guān)？第三十六頁，共44頁。鉤碼質(zhì)量m/g050100150200250彈簧總長度L/cm1012.113.916.217.920.1彈力大小F/N00.511.522.5彈簧伸長量x/cm02.13.96.27.910.1第三十七頁，共44頁。伸長量x/cm彈力F/No2468100.511.522.5第三十八頁，共44頁。四、胡克定律：實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系1、胡克定律內(nèi)容：

在彈性限度內(nèi)，彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。2、公式：

其中：K——彈簧的勁度系數(shù)(其大小跟彈簧的形狀、大小、長短、鋼絲的線徑、材料等因素有關(guān))

單位：牛每米，符號N/mx——彈簧伸長（或縮短）的長度F=Kx第三十九頁，共44頁。LL0x拉伸過程xL0L壓縮過程理解形變量(伸縮量）FF第四十頁，共44頁。三、彈力大小的計算

對彈力大小的計算可分為彈簧彈力和非彈簧彈力兩種情況：1．彈簧彈力的大?。簯?yīng)用胡克定律F＝kx求解．其中x是彈簧的形變量(可能是拉伸量，也可能是壓縮量)，x＝|現(xiàn)長－原長|；k是比例常數(shù)，它是一個反映彈簧形變難易程度的物理量，是由彈簧本身的材料、長度、粗細(xì)、匝數(shù)等條件決定的．2．非彈簧彈力的大?。号c物體的形變程度有關(guān)，一般要借助于物體所遵循的物理規(guī)律求解．如靜止在桌面上的物體受到桌面向上的彈力和自身的重力作用，由二力平衡可知，彈力的大小等于物體重力的大小．第四十一頁，共44頁。

三、胡克定律及應(yīng)用例3

如圖13－6所示，兩木塊質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k