高中物理第三章研究物體間的相互作用第一節(jié)探究形變與彈力的關(guān)系省公開課一等獎新名師獲獎?wù)n件

第一節(jié)了解教材新知把握熱點考向應(yīng)用創(chuàng)新演練第三章知識點一知識點二考向一考向二隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓練考向三知識點三1/542/543/541．產(chǎn)生形變物體因為要恢復原狀，會對與它接觸物體產(chǎn)生力作用，這種力叫做彈力。2．彈力產(chǎn)生條件：兩物體相互接觸；接觸面之間發(fā)生彈性形變。4/543．壓力和支持力方向都垂直于物體接觸面；繩拉力沿著繩而指向繩收縮方向。4．彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力大小F跟彈簧伸長(或縮短)長度x成正比。5/546/547/54

1.認識形變

(1)物體

發(fā)生改變簡稱為形變。物體形變能夠分為

形變、拉伸形變、

形變和扭曲形變等。

(2)形變產(chǎn)生原因是物體受到了

作用。

(3)顯示微小形變方法有各種，慣用有：機械放大法、光學放大法、電子放大法等。壓縮彎曲形狀力8/542．彈性與彈性程度

(1)彈簧含有

性質(zhì)稱為彈性。

(2)任何物體受到

后都會產(chǎn)生形變，撤去外力后，物體能

形變，稱為

。

(3)物體發(fā)生彈性形變最大形變量叫做

。恢復原狀外力作用完全恢復原狀彈性形變彈性程度9/541．關(guān)于彈性形變概念，下面了解正確是(

)A．物體形狀改變叫做彈性形變B．一根鐵絲用力彎折后形變就是彈性形變C．物體在外力停頓作用后，能夠恢復原狀形變叫做彈性形變D．物體在外力作用下發(fā)生形變叫做彈性形變10/54解析：彈性形變是撤去外力作用后物體能恢復原狀形變，并非全部形變都是彈性形變，因而選項A、D錯誤；鐵絲用力彎折后，撤去外力，并不能恢復到原來形狀，因而不屬于彈性形變，選項B錯誤，顯然選項C正確。答案：C11/5412/54[自學教材]

1．彈力概念產(chǎn)生

物體因為要恢復原狀，會對與它

物體產(chǎn)生力作用，這種力稱為彈力。

2．彈力方向繩子對物體拉力(即繩子產(chǎn)生彈力)方向總是指向繩子

方向；壓力方向垂直于接觸面指向

受力物體；支持力方向垂直于接觸面指向

物體。形變接觸被壓收縮被支持13/54

3．彈力大小——胡克定律在

內(nèi)，彈簧彈力F大小與彈簧伸長(或縮短)量x成正比。其表示式為：

，百分比系數(shù)k叫做彈簧

，單位N/m；x為彈簧形變量，單位：m。F＝kx彈性程度勁度系數(shù)14/54[重點詮釋]

1．彈力是否存在判斷方法

(1)依據(jù)彈力產(chǎn)生條件來判斷，彈力產(chǎn)生條件有兩個：物體間相互接觸而且發(fā)生彈性形變，兩個條件必須同時滿足才有彈力產(chǎn)生。15/54

(2)對于形變不顯著情況，可用以下兩種方法來判斷：①利用假設(shè)法判斷。可假設(shè)在該處把與物體接觸另一物體去掉，看此物體還能否在原位置保持原來狀態(tài)，若能保持原來狀態(tài)則說明物體間無彈力作用；不然，有彈力作用。16/54②利用力作用效果判斷。假如相互接觸物體間存在彈力，則必有對應(yīng)作用效果，或使受力物體發(fā)生形變或改變受力物體運動狀態(tài)，看物體受力是否與物體運動狀態(tài)相符合，從而確定物體所受彈力有沒有。17/54

[尤其提醒]

相互接觸是產(chǎn)生彈力首要條件，但相互接觸物體間不一定存在彈力，只有兩個物體接觸并產(chǎn)生彈性形變時，兩物體間才有彈力產(chǎn)生。18/542．彈力方向(1)彈力方向總與引發(fā)物體形變外力方向相反。19/54(2)常見彈力方向：類型方向圖示接觸方式面與面垂直接觸面指向被支持物體點與面過接觸點垂直于接觸面指向被支持物體點與點垂直于公共切面指向受力物體20/54類型方向圖示輕繩沿繩收縮方向輕桿可沿桿可不沿桿21/54類型方向圖示輕彈簧沿彈簧形變反方向22/54

(3)判斷彈力方向應(yīng)把握以下三種情況：①當與面(或曲面)接觸時，彈力垂直于接觸面或接觸面切面。②繩上彈力沿繩并指向繩收縮方向。③與球面接觸彈力方向延長線或反向延長線過球心。23/54

3．彈力大小

(1)彈簧彈力：①應(yīng)用胡克定律F＝kx求解。其中x為彈簧形變量(可能為伸長量l－l0，也可能為縮短量l0－l)；k為彈簧勁度系數(shù)。24/54②彈力與彈簧伸長量關(guān)系可用F－x圖像表示，如圖3－1－1所表示，圖線斜率即為彈簧勁度系數(shù)。圖3－1－125/54

(2)除彈簧這么彈性體之外彈力大小計算，普通要借助物體運動狀態(tài)所遵照物理規(guī)律求解。平衡類問題可用力平衡方程求解。26/542．(雙選)關(guān)于彈力方向，以下說法中正確是(

)A．放在水平桌面上物體所受彈力方向是豎直向上B．放在斜面上物體所受斜面彈力方向是豎直向上C．將物體用繩吊在天花板上，繩所受物體彈力方向是豎直向上D．物體間相互擠壓時，彈力方向垂直接觸面指向受力物體27/54解析：放在水平桌面上物體所受彈力為支持力，其方向垂直于桌面向上，故A正確；放在斜面上物體所受斜面支持力方向垂直于斜面向上，故B錯，D正確；繩子對物體拉力總是沿繩子收縮方向，而物體對繩子彈力方向指向繩子伸長方向，故C錯。答案：AD28/5429/54[自學教材]

1．力示意圖用一帶箭頭線段表示力，線段箭頭指向

，箭尾(或箭頭)表示力

。

2．力圖示用線段長度表示力

，線段箭頭指向力方向，箭尾(或箭頭)表示力作用點。力方向作用點大小30/54[重點詮釋]

(1)畫力圖示應(yīng)遵照以下步驟：①選定標度：畫出某一長度線段表示一定大小力，并把該線段所表示力大小寫在該線段上方。②畫一個方塊或一個點表示受力物體，并確定力作用點。③從力作用點開始，沿力作用方向畫一線段(依據(jù)所選標度和力大小確定線段長度)，并在線段上加上刻度(垂直于力線段小短線)。31/54④在表示力線段末端畫上箭頭表示力方向。在箭頭旁邊標出表示這個力字母或數(shù)值。

(2)力圖示表達了力三要素——力大小、方向和作用點。32/54圖3－1－23.如圖3－1－2所表示，物體A對物體B壓力是8N，試畫出這個力圖示，并說明施力物體和受力物體。33/54解析：(1)選定標度：此題選5mm長線段表示2N力；(2)從作用點向力方向畫一線段，線段長短依據(jù)選定標度和力大小畫出，線段上加刻度，如圖所表示，從O點豎直向下畫一段四倍于標度線段(20mm)。(3)在線段末端加箭頭表示力方向。壓力施力物體是A，受力物體是B。答案：看法析34/5435/5436/54

[例1]

如圖3－1－3所表示，用細繩懸掛小球與光滑斜面相接觸，并保持靜止，甲中細繩傾斜，乙中細繩呈豎直方向。判斷圖甲、乙中小球是否受到斜面彈力作用？圖3－1－337/54[審題指導]處理此題關(guān)鍵有兩點：(1)了解彈力產(chǎn)生條件：接觸、形變。(2)可依據(jù)假設(shè)法或狀態(tài)法分析。38/54

[解析]

假設(shè)法：假設(shè)兩圖中斜面不存在，則甲圖中小球無法在原位置保持靜止，乙圖中小球仍靜止，故甲圖中小球受到斜面彈力，乙圖中小球不受斜面彈力。狀態(tài)法：如兩圖中斜面均對小球有彈力作用，則甲圖中小球?qū)⑷阅鼙３朱o止狀態(tài)，乙圖中小球則不能保持靜止，所以乙圖中小球不受斜面彈力作用，甲圖中小球受到彈力作用。

[答案]

看法析39/54[借題發(fā)揮]彈力是接觸力，彈力與形變相生相伴，判斷是否存在彈力要抓住“接觸”、“形變”，二者缺一不可。40/54圖3－1－41.勻速前進車廂頂部用細線豎直懸掛一小球，如圖3－1－4所表示，

小球下方與一光滑斜面接觸。關(guān)

于小球受力，以下說法正確

是 (

)41/54A．重力和細線對它拉力B．重力、細線對它拉力和斜面對它彈力C．重力和斜面對它支持力D．細線對它拉力和斜面對它支持力解析：假如斜面對小球產(chǎn)生彈力，小球不會處于平衡狀態(tài)，所以斜面對小球不會產(chǎn)生彈力，A選項正確。答案：A42/5443/54[例2]

在圖3－1－5所表示圖中畫出物體P受到各接觸點或面對它彈力示意圖，其中甲、乙、丙中物體P處于靜止狀態(tài)，丁中物體P(即球)在水平面上勻速滾動。圖3－1－544/54[解析]

甲中屬于繩拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮方向，所以彈力方向沿繩向上；乙中A點屬于點與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面切面斜向上，必過球心O，B點屬于點與桿相接觸，彈力應(yīng)垂直于桿斜向上；丙中A、B兩點都是球面與平面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且必過球心，所以A處彈力方向水平向右，B處彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心；丁中小球P不論運動是否，都屬于平面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且過球心，即向上。它們所受彈力示意圖如圖所表示。45/54[答案]

看法析圖46/542．畫出圖3－1－6中物體A受到彈力示意圖。圖3－1－647/54解析：分析這類問題關(guān)鍵是確定接觸面，彈力垂直于接觸面指向受力物體，繩子彈力沿繩子指向繩子收縮方向。答案：如圖所表示48/5449/54

[例3]

一根彈簧原長為12cm，在彈性程度內(nèi)掛2N物體時長16cm，則：

(1)掛1N物體時彈簧多長？

(2)彈簧長度為22cm時，彈簧懸掛物體重多少？

[思緒點撥]

首先搞清彈簧伸長長度與彈簧長度、原長