高中物理 第3章 弹力学案2 沪科版必修1

弹力[学习目标定位] 1.知道形变的概念,并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变.2.知道弹力的定义及产生的条件,会判断两个物体间是否存在弹力,并会判断弹力的方向.3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题.一、形变和弹力1.弹力:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,就会对跟它接触使它发生形变的物体产生力的作用,这种力叫做弹力.2.弹性形变:作用在物体上的外力撤去后,物体能恢复原状的形变.3.范性形变:外力撤去后,物体不能恢复原状的形变.二、胡克定律1.内容:在弹性限度内,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.2.公式:F=kx其中k为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m,它反映了弹簧的一种力学性质.三、弹力的方向1.平板状物体受压弯曲后产生的弹力,方向一定垂直于平板,指向压它的物体.2.绳索的弹力方向一定沿着绳索,指向绳索收缩的方向.一、弹性形变和弹力[问题设计](1)如图1所示,取一个圆玻璃瓶,里面盛满水,用穿有透明细管的橡皮塞封口,使水面位于细管中,用手捏玻璃瓶,会看到什么现象?说明什么?图1(2)用手压橡皮泥,橡皮泥发生形变;脚踩在松软的土地上,留下了深深的脚印(形变),这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同?(3)用手拉弹簧,弹簧会对手产生一个拉力(如图2所示),这个拉力是如何产生的?图2答案(1)手捏玻璃瓶,管中水面上升.说明受压时玻璃瓶发生形变,体积变小了.(2)橡皮泥、泥土受力后发生的形变,在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变),玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变).(3)弹簧受到拉力后发生形变(伸长),发生形变的弹簧要恢复原状,对手就产生了拉力.[要点提炼]1.弹力的成因:当两个物体相互挤压或拉伸产生弹性形变时,由于物体要恢复原状,才在接触位置对与它接触的物体产生弹力,所以弹力产生的直接原因是由受力物体发生形变引起的.2.弹力产生的条件:(1)两物体相互接触;(2)发生弹性形变.二、胡克定律[问题设计] 如图3所示,为一弹簧测力计.弹簧测力计的刻度是否均匀?这说明什么?答案均匀.说明弹簧测力计的弹力与弹簧的形变量成正比.图3[要点提炼]1.内容:在弹性限度内,弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.2.公式:F=kx.3.说明(1)应用条件:弹簧发生形变时必须在弹性限度内.(2)x是弹簧的形变量,而不是弹簧形变后的长度.(3)F-x图像是一条过原点的倾斜直线(如图4所示),直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图4(4)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比,即ΔF=kΔx.三、弹力的方向[问题设计]1.一铁块放在海绵上,铁块和海绵都发生了形变,从而在它们之间产生了弹力,如图5所示.海绵对铁块的支持力是如何产生的?方向怎样?铁块对海绵的压力是怎样产生的?方向怎样?图5答案(1)海绵对铁块的支持力:海绵发生弹性形变,对与它接触的铁块产生力的作用,方向垂直于接触面向上(如图甲).甲乙(2)铁块对海绵的压力:铁块发生弹性形变,对与它接触的海绵产生力的作用,方向垂直接触面向下(如图乙).2.如图6所示,用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块.橡皮绳对物块的拉力是怎样产生的?方向怎样?图6答案由于橡皮绳发生形变,对与它接触的物块产生力的作用,方向沿绳指向绳收缩的方向(沿绳斜向右上).[要点提炼]1.压力、支持力的方向:总是垂直于接触面,若接触面是曲面,则垂直于接触面的切线;若接触面是球面,弹力方向延长线或反向延长线过球心.2.绳的拉力方向:总是沿着绳并指向绳收缩的方向.[延伸思考]如图7所示,把一个球形物体A放在半球形容器B内,在图中画出A受到的弹力.图7答案A受到的弹力垂直于两接触面的切线(弹力方向的延长线过球心),如图所示.一、弹力的产生例1下列关于弹力的几种说法,其中正确的是( )A.只要两物体接触就一定产生弹力B.静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C.静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D.只要物体发生形变就一定有弹力产生解析两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力,A、D错误.静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球,而压力的施力物体是该物体,受力物体是水平面,两力不同,B错误,C正确.答案 C二、弹力的方向例2画出图8中静止物体A所受弹力的示意图.图8解析支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体,A物体所受弹力的示意图如图所示.答案 见解析图针对训练 分别画出图9甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图.(甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上,乙中小球用细绳拴着静止在桌角上,丙中杆一端放在光滑的半球形碗中,另一端靠在墙壁上)图9答案 受力示意图如图所示三、胡克定律例3 由实验测得某弹簧所受弹力F 和弹簧的长度L 的关系图像如图10所示,求:图10(1)该弹簧的原长为多少?(2)该弹簧的劲度系数为多少?解析 解法一:(1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长,由题图可知该弹簧的原长为L 0=15 cm.(2)据F =kx 得劲度系数:k =F x =ΔF ΔL,由图线可知,该弹簧伸长ΔL =(25 cm -15 cm)=10 cm 时,弹力ΔF =50 N .所以k =ΔF ΔL =5010×10-2 N/m =500 N/m. 解法二:根据胡克定律得F =k (L -L 0),代入图像中的两点(0.25,50)和(0.05,-50). 可得50=k (0.25-L 0)-50=k (0.05-L 0)解得L 0=0.15 m =15 cm ,k =500 N/m.答案 (1)15 cm (2)500 N/m弹力⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧ 弹性形变:撤去外力后能够恢复原状的形变范性形变:撤去外力后不能恢复原状的形变弹力⎩⎨⎧ 定义产生条件⎩⎪⎨⎪⎧ 1两物体相互接触2发生弹性形变胡克定律⎩⎪⎨⎪⎧内容公式:F =kx ,其中k 为劲度系数弹力的方向⎩⎪⎨⎪⎧ 支持力:垂直于接触面指向被支持的物体压力:垂直于接触面指向被压的物体拉力:沿着绳指向绳收缩的方向1.(弹力的产生)下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是( )A .有弹力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后,形变完全消失B .有弹力作用在物体上,物体不一定发生形变C .弹力作用在硬物体上,物体不发生形变;弹力作用在软物体上,物体才发生形变D .一切物体受到弹力都要发生形变,撤去弹力后,形变不一定完全消失 答案 D解析 力是物体间的相互作用,弹力的施力物体和受力物体都会发生形变,故B 项错误;发生形变后的物体,当撤去外力后,有些能完全恢复原状,有些不能完全恢复原状,A 项错误,D 项正确;不管是硬物体还是软物体,只要有弹力作用,都会发生形变,C 项错误.2.(弹力的产生)杂技演员具有高超的技术,如图11所示,他能轻松地顶住从高处落下的缸,关于他顶缸时头顶受到的压力产生的直接原因是()图11A .缸的形变B .头的形变C .缸受到重力D .人受到重力答案 A解析 头顶受到的压力的施力物体是缸,受力物体是头顶,头顶受到的压力产生的直接原因是缸的形变,间接原因是缸受到重力,A 项正确.3.(弹力的方向)三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均相同的光滑圆球a 、b 、c ,支点P 、Q 在同一水平面上.a 的重心位于球心,b 、c 的重心分别位于球心的正上方和正下方,如图12所示,三球皆静止,试分析三种情况下支点P 、Q 对球的弹力方向是怎样的?图12答案见解析解析三种情况都是点与点接触,圆球所受弹力的方向都是垂直于接触面指向球心,即沿半径指向球心,如图所示,弹力的方向与重心的位置无关.题组一形变及弹力的产生1.下列各种情况中,属于弹性形变的有( )A.撑竿跳高运动员起跳中,撑竿的形变B.当你坐在椅子上时,椅面发生的微小形变C.细钢丝被绕制成弹簧D.铝桶被砸扁答案AB解析“撑竿的形变”、“椅面发生的微小形变”均能恢复原状,是弹性形变;“细钢丝被绕制成弹簧”不能恢复原状,“铝桶被砸扁”不能恢复原状,是范性形变.故选项A、B正确,C、D错误.2.关于弹性形变,下列说法正确的是( )A.物体形状的改变叫弹性形变B.一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形变C.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变D.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变答案 C解析弹性形变指物体在外力停止作用后,能够恢复原状的形变,C正确,A、D错误;钢筋用力弯折后,无法恢复到原来的形状,不属于弹性形变,B错误.3.在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图1所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是( )图1A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力,是跳板发生形变而产生的答案BC解析发生形变的物体,为了恢复原状,会对与它接触的物体产生弹力的作用,发生形变的物体是施力物体.B、C正确.题组二弹力方向的判断4.下列关于弹力的叙述中错误..的是( )A.压力、拉力、支持力都是弹力B.压力和支持力的方向总是垂直于接触面C.轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在沿绳、杆的直线上D.轻杆不同于轻绳,弹力的方向可以不沿杆答案 C解析弹力包括压力、拉力、支持力,其中绳的拉力总沿绳收缩的方向,压力、支持力的方向总与接触面垂直,故A、B正确;杆不同于绳,杆可以发生拉伸形变、压缩形变和弯曲形变,所以杆的弹力方向不一定沿杆,要具体问题具体分析,C错误,D正确.5.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图2所示,下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( )图2A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向答案 D解析足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用,足球所受弹力的方向垂直于斜台指向足球,即斜向左上方,故D正确.6.一只松鼠站在倾斜的树枝上,则树枝对松鼠的弹力的方向为( )A.竖直向上B.竖直向下C.垂直树枝斜向上D.沿树枝方向答案 C解析支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体,选项C正确.7.在图3中画出物体A所受弹力的示意图.图3答案如图所示题组三胡克定律8.关于弹簧的劲度系数k,下列说法中正确的是( )A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小D.与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变程度都无关答案 B9.如图4甲、乙所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1 N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )图4A.1 N,0 B.0,1 NC.2 N,1 N D.1 N,1 N答案 D解析题图中弹簧测力计A、B的受力情况是一样的,都是左右两端各受1 N的拉力,此时弹簧测力计的读数都是1 N.D正确.10.一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为( )A.F2-F1l2-l1B.F2+F1l2+l1C.F2+F1l2-l1D.F2-F1l2+l1答案 C解析 根据胡克定律有:F 1=k (l 0-l 1),F 2=k (l 2-l 0),由两式可解得:k =F 2+F 1l 2-l 1,故C 正确.。

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高中物理第3章力与相互作用3.2弹力第一课时教案沪科版必修1

高中物理第3章力与相互作用3.2弹力第一课时教案沪科版必修1

3.2 弹力(第1课时)一、教学目标1.了解形变的概念,知道形变的种类。

2.知道什么是弹性形变,知道弹力是物体发生弹性形变时产生的。

3.能够正确判断弹力的有无和弹力的方向,知道常见的弹力,能正确画出物体受到的弹力。

二、重点、难点分析1.弹力是在物体发生形变后产生的,了解弹力产生的原因、方向的判断是本节教学的重点。

2.弹力的有无和弹力方向的判断是本节的难点。

3.弹力产生的条件三、教具演示形变用的橡皮泥、棉线、泡沫塑料、木板、弹簧、木块、激光器、平面镜等。

四、主要教学过程(一)引入新课前边我们研究了重力的特点,这一节课我们一起研究力学中的第二种力——弹力。

(二)学生自主学习(三)形变与弹力1.先来看几个小实验。

用手捏橡皮泥、用力拉压弹簧、用力压木板,它们的形状都发生了变化。

(1)形变:物体的形状或体积的改变叫做形变。

形变的原因是物体受到了外力。

(2).形变的分类①从形变可否恢复原状分:A.弹性形变:B.塑性形变:在外力停止作用后,不能恢复原来②从对外表现形式上可分为拉伸形变(或压缩形变)、弯曲形变、扭转形变等。

(1)演示实验1:用铁丝弯成一根弹簧,跟用钢丝弯成的弹簧对比。

在下面挂较少的钩码时,去掉钩码,两弹簧都能恢复原长。

当下面挂的钩码较多时,铁丝制作的弹簧不能恢复原长,而钢丝弯成的弹簧可以恢复原长。

可以看出,弹性形变是在一定范围内成立的。

让学生举几个弹性形变的例子。

以上讨论的都是明显的弹性形变,其实有时的弹性形变是用眼看不出但又确实存在的。

(2)演示实验2:桌面上放激光器、两个平面镜,激光通过两个平面镜反射后照到墙上。

当用手压桌子时,墙上的光点发生移动,这说明桌面发生了形变。

棉线在拉长时也发生了形变,而这种形变也是不易观察到的。

物体受力后发生形变,形变后的物体对跟它接触的物体又有什么作用呢?(3)演示实验3:木块压在泡沫塑料上,泡沫塑料形变后对木块产生向上的支持力。

弹簧拉木块时,弹簧伸长后产生对木块的弹力。

高中物理《弹力》学案2 教科版必修1

高中物理《弹力》学案2 教科版必修1

高中物理《弹力》学案2 教科版必修1第三节弹力学案【要点导学】1、物体在外力的作用下,所发生的或的改变叫形变,在外力停止作用后,能够的形变叫弹性形变。

2、发生形变的物体,由于要回复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力、3、弹力产生的条件:(1)两物体必须直接接触;(2)两物体接触处发生形变(相互挤压)、弹力是接触力、互相接触的物体间也不一定有弹力,要看接触处是否发生形变、有些形变不容易看出,可用假设法判定、4、弹力的方向是从施力物体指向受力物体,与施力物体的形变方向相反、具体地说:(1)绳的拉力方向总是沿绳而指向绳收缩的方向、(2)压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体、5、胡克定律F=kx (1)上式适用于发生弹性形变(在弹性限度内)时,弹簧拉伸或压缩形变所产生的弹力的大小计算、(2)式中的k为弹簧的劲度系数,是弹簧本身的一种物理性质,与外力无关,其大小只与弹簧的长短、粗细及材料有关、(3)x为弹簧的形变量的大小。

【范例精析】例1一个物体放在水平地面上,下列关于物体和地面受力情况的叙述中,正确的是()A、地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变B、地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变C、物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D、物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变解析:地面受到向下的压力,这个压力的施力物是物体,所以应该是因为物体的形变产生了对地面的压力,故B是正确的选项。

物体受到向上的弹力,这个弹力的施力物是地面,所以应该是地面的形变产生了对物体的弹力,故C也是正确的选项。

本题正确的选项是BC。

拓展:通过本题可以看出,弹力也是成对产生的。

甲对乙挤压使乙产生形变,乙就会对甲产生弹力;同时乙对甲的弹力也使甲产生形变,甲的形变就对乙产生了弹力。

一个物体的形变只能对别的物体产生弹力,不能对自己产生弹力。

正确解答 C例2、如图3-2-1所示,一个球形物体静止于光滑水平面,并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点是球跟墙和地面的接出点,则下列说法正确的是()A、物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用B、物体受重力、B点的支持力作用C、物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用D、物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用解析:本题要排除二个干扰,一是地面的弹力就是B点的支持力;二是A点有没有弹力,在A点球虽然与墙壁接触但相互间没有挤压,所以在A点没有弹力。

高中物理第3章力与相互作用3.2弹力第二课时教案沪科版必修1(2021年整理)

高中物理第3章力与相互作用3.2弹力第二课时教案沪科版必修1(2021年整理)

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3。

2 弹力(第2课时)一、教学目标1.了解形变的概念,知道形变的种类。

2。

知道什么是弹性形变,知道弹力是物体发生弹性形变时产生的。

3.知道什么是胡克定律,会用胡克定律分析简单的弹簧问题.二、重点、难点分析理解胡克定律既是本节教学的重点又是本节的难点。

三、教具演示形变用的橡皮泥、弹簧等。

四、主要教学过程(一)引入新课前边我们学习了弹力概念,知道了弹力产生的条件和弹力方向的特点,那么弹力的大小与形变有怎样的联系呢?(二)学生自主学习课本68页。

(三)展示与交流:1。

什么是胡克定律?2。

胡克定律公式中的k表示什么?它的单位是什么 ?3。

胡克定律f=kx中的x是什么?(四)点拨精讲:1.胡克定律:(1)内容 : 在弹性限度内,弹簧的伸长量(压缩量)跟它所受的拉(压)力的大小成正比。

(2)公式: F=kx其中k为劲度系数,x为弹簧的伸长量。

2.应用分析:例一、下列关于弹力的几种说法,其中正确的是( C )A.只要两物体接触就一定产生弹力B.静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C.静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D.只要物体发生形变就一定有弹力产生例2:画出图中静止物体A 所受弹力的示意图.例3:由实验测得某弹簧所受弹力F 和弹簧的长度L 的关系图象如图所示,求:(1)该弹簧的原长为多少?(2)该弹簧的劲度系数为多少?(五)课堂训练:分别画出图甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图.(甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上,乙中小球用细绳拴着静止在桌角上,丙中杆一端放在光滑的半球形碗中,另一端靠在墙壁上)(六)课堂小结:(七)作业布置:1。

_新教材高中物理第3章相互作用2弹力学案教科版必修第一册

_新教材高中物理第3章相互作用2弹力学案教科版必修第一册

弹力学习目标:1.[物理观念]了解形变、弹性形变、弹性限度的概念. 2.[物理观念]知道弹力产生的原因和条件. 3.[科学思维]知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向. 4.[科学思维]知道影响弹力大小的因素,理解胡克定律,了解科学研究方法.一、物体的形变形变(1)定义:物体在力的作用下形状或体积会发生变化.(2)分类:①弹性形变:物体在撤去外界的作用力后能够恢复原状.②塑性形变:当撤去外力后,物体的形变不能完全恢复原状.(3)弹性限度如果形变过大,超出一定的限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原状,这个限度叫作弹性限度.二、弹力及常见的弹力1.弹力(1)定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用.(2)产生条件:①两物体接触;②发生弹性形变.(3)弹力的方向:与该物体发生的形变方向相反.2.常见的弹力(1)压力和支持力:方向垂直于支持面而指向被压或被支持的物体.(2)绳的拉力:方向沿着绳而指向绳子收缩的方向.3.胡克定律(1)内容:在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比.(2)公式:F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位:牛顿每米,符号N/m.(3)弹力F与弹簧的形变量x的关系图像形状是过原点的直线.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)只要两物体接触就一定产生弹力.(×)(2)海绵受挤压发生形变,桌面受挤压不会发生形变.(×)(3)静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.(√)(4)在弹性限度内,两根弹簧被拉长相同的长度,弹力的大小一定相等.(×)2.关于弹性形变的说法,下列说法正确的是( )A .物体形状的改变叫做弹性形变B .一根铁丝被用力折弯后的形变就是弹性形变C .物体在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫做弹性形变D .物体在外力作用下的形变叫做弹性形变C [外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫做弹性形变,故选项C 正确.] 3.一轻质弹簧原长为8 cm ,在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm ,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为( )A .40 m/NB .40 N/mC .200 m/ND .200 N/mD [由胡克定律可知,弹簧的劲度系数为k =F x =40.02N/m =200 N/m ,D 项正确.]弹力有无的判断和弹力方向的确定一铁块放在海绵上,铁块和海绵都发生了形变,从而在它们之间产生了弹力,如图所示.海绵对铁块的支持力是如何产生的?方向怎样?铁块对海绵的压力是怎样产生的?方向怎样?提示:海绵对铁块的支持力,是由于海绵的形变产生的,方向竖直向上,铁块对海绵的压力是由于铁块形变产生的,方向竖直向下.(1)两物体相互接触. (2)接触面之间发生弹性形变. 2.弹力产生的过程外力作用等原因→相互挤压或拉伸→发生弹性形变→产生弹力3.弹力有无的判断方法(1)直接法:对于形变比较明显的情况,可以根据弹力产生的条件判断:①物体间相互接触;②发生弹性形变.两个条件必须同时满足才有弹力产生.(2)假设法:要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用,可假设将此处与物体接触的其他物体去掉,看物体是否在该位置保持原来的状态,若能保持原来的状态,则说明物体间无弹力作用;否则有弹力作用.(3)根据物体的运动状态判断:看除了要研究的弹力外,物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律),若满足,则无弹力存在;若不满足,则有弹力存在.(4)利用力的作用效果分析:如果相互接触的物体间存在弹力,则必有相应的作用效果,或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态,可利用作用效果确定弹力的有无.特别提醒:判断弹力有无时应灵活选用判断方法,当直接法不易判断时,可考虑运动状态判断法.4.与形变方向的关系发生弹性形变的物体,由于恢复原状产生弹力,所以弹力的方向由施力物体形变的方向决定,弹力的方向总与施力物体形变的方向相反.5.几种常见弹力的方向如下表类型方向图示接触方式面与面垂直接触面点与面过点垂直于面点与点垂直于切面轻绳沿绳指向绳收缩方向轻杆可沿杆可不沿杆轻弹簧沿弹簧形变的反方向收缩方向伸长方向物体的支持力一定垂直于接触面.(2)轻杆的弹力方向较为复杂,一般根据物体的运动状态结合平衡条件确定.【例1】请在图中画出杆或球所受的弹力.甲乙丙丁甲图中杆靠在墙上;乙图中杆放在半球形的槽中;丙图中球用细线悬挂在竖直墙上;丁图中点1、2、3都可能是球的重心位置,点2是球心,1、2、3点在同一竖直线上.思路点拨:①当面(或曲面)接触,弹力垂直于面.②绳上弹力沿绳并指向绳收缩方向.③与球面接触的弹力方向延长线或反向延长线过球心.[解析]甲图中杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用,故A、B两处对杆都有弹力,弹力方向与接触点的平面垂直,如图1所示.乙图中杆对C、D两处都有挤压作用,因C处为曲面,D处为支撑点,所以C处弹力垂直于圆弧切面指向球心,D处弹力垂直于杆斜向上,如图2所示.丙图中球挤压墙壁且拉紧绳子,所以墙对球的弹力与墙面垂直,绳子对球的弹力沿绳子向上,如图3所示.丁图中当重心不在球心处时,弹力作用线也必通过球心,如图4所示.应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心.[答案]见解析图判断弹力方向的步骤(1)确定物体之间弹力作用的类型.(2)确定产生弹力的物体.(3)找出使物体发生形变的外力方向.(4)确定物体形变的方向.(5)确定物体产生的弹力方向.[跟进训练]训练角度1 弹力的有无1.如图所示各种情况下,a、b两者间一定有弹力的是( )B[假设A中两球间有弹力,则小球将向两边运动,与题矛盾,故a、b间无弹力,A 错误;假设B中两球间无弹力,则两个小球都将向下摆动,与题矛盾,说明a、b间有弹力,B正确;假设C中a、b间有弹力,则a受力不平衡,故a、b间无弹力,C错误;假设D中b对a球有弹力,方向必定水平向右,则a球共受三个力:竖直向下的重力、竖直向上的拉力和水平向右的弹力,三个力的合力不可能为零,则小球a不可能处于静止状态,与题矛盾,故a、b间一定无弹力,D错误.]训练角度2 弹力的方向2.一杆搁在矮墙上,关于杆受到的弹力的方向,图中画得正确的是( )D[支持力、压力的方向都应当垂直于接触面,故只有选项D正确.]探究弹簧弹力与形变量的关系一、实验步骤1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长.2.如图所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1.3.改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5、…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、….4.计算出每次弹簧的伸长量x(x=l-l0)和弹簧受到的拉力F(F=mg),并将数据填入表格.1234567 F/N0l/cmx/cm0二、数据处理1.以弹力F (大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x 为横坐标,用描点法作图.连接各点,得出弹力F 随弹簧伸长量x 变化的图线,如图所示.2.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系,函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数,这个常数也可据F ­x 图线的斜率求解,k =ΔFΔx.3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义. 三、误差分析1.本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差,为了减小误差,要尽量多测几组数据.2.弹簧竖直悬挂时,未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差.为了减小该系统误差,实验中应使用轻弹簧.四、注意事项1.实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免超出弹簧的弹性限度.2.测量长度时,应区别弹簧原长l 0、实际长度l 及伸长量x 三者之间的不同,明确三者之间的关系.为了减小弹簧自身重力带来的影响,测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自然下垂状态,而不是平放在水平面上处于自然伸长状态.3.记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位.4.描点作图时,应使尽量多的点落在画出的线上,可允许少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是平滑的曲线或直线.5.尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响. 【例2】 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧.弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”).(2)弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L 0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L x ;在砝码盘中每次增加10 g 砝码,弹簧长度依次记为L 1至L 6.数据如下表. 代表符号 L 0 L x L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 L 6数值(cm)25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30表中有一个数值记录不规范,代表符号为________,由表可知所用刻度尺的最小分度为________.(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________的差值(填“L 0”或“L x ”).(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m ;通过图和表可知砝码盘的质量为________g .(结果保留两位有效数字,重力加速度g 取9.8 N/kg)[解析] (1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力产生,弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向.(2)弹簧静止稳定时,记录原长L 0;表中的数据L 3与其他数据有效位数不同,所以数据L 3不规范,标准数据应读至cm 位的后两位,最后一位应为估读值,精确至0.1 mm ,所以刻度尺的最小分度为1 mm.(3)由题图知所挂砝码质量为0时,x 为0,所以x =L -L x (L 为弹簧长度). (4)由胡克定律F =k Δx 知,mg =k (L -L x ),即mg =kx ,所以图线斜率即为弹簧的劲度系数k =Δmg Δx=60-10×10-3×9.812-2×10-2N/m =4.9 N/m 同理,砝码盘的质量m =k L x -L 0g =4.9×27.35-25.35×10-29.8kg =0.01 kg =10 g.[答案] (1)竖直 (2)稳定 L 3 1 mm (3)L x (4)4.9 10描绘实验图像的注意事项(1)描点和连线.依据实验数据用削尖的铅笔在图上描点,用“×”或“·”符号标明.连线时用平滑的曲线,不能用折线.(2)因为测量值有一定的误差,图线不通过全部的点是正常现象,连线时应尽量使图线通过或接近数据点,个别严重偏离的点应舍弃,并使其余的点尽量均匀地分布在图线两侧.(3)F ­x 图像应是过原点的直线,直线的斜率等于弹簧的劲度系数.(4)F ­l 图像是不过原点的直线,其与横轴的截距等于弹簧的原长,斜率仍然等于弹簧的劲度系数.[跟进训练]3.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图所示.所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.(1)有一个同学通过以上实验测量后,把6组数据描点在如图所示坐标系中,请作出F­L 图线.(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=________cm,劲度系数k=________N/m.(3)试根据该同学以上的实验情况,帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据).(4)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较,优点:___________________________________________________.缺点:____________________________________________.[解析](1)F­L图线如图所示:(2)弹簧的原长L0即弹力为零时弹簧的长度,由图像可知,L0=5×10-2 m=5 cm.劲度系数为图像直线部分的斜率,k=20 N/m.(3)记录数据的表格如下表次数12345 6弹力F/N弹簧的长度L /(×10-2m)(4)优点:可以避免弹簧自身重力对实验的影响.缺点:弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差. [答案] 见解析弹力大小的计算弹簧在受到拉伸和压缩时,会有长度变化,长度变化与弹力有怎样的关系? 提示:长度变化越大,弹力越大. 1.对胡克定律的理解(1)弹簧要发生“弹性形变”,即在弹性限度内.(2)表达式中x 是弹簧的形变量,是弹簧伸长(或缩短)的长度,不是弹簧形变后的长度. (3)表达式中的劲度系数k ,反映了弹簧的“软”“硬”程度,是由弹簧本身的性质(如材料、形状、长度等)决定的,不同型号、不同规格的弹簧,其劲度系数不同.(4)设劲度系数为k 的弹簧,在形变量为x 1、x 2时产生的弹力分别为F 1、F 2,则根据胡克定律F =kx ,有F 1=kx 1,F 2=kx 2,两式相减,有F 1-F 2=k (x 1-x 2),即ΔF =k Δx ,此式表明弹簧发生弹性形变时,弹力的变化ΔF 与弹簧长度的变化Δx 成正比.(5)根据F =kx 作出弹力F 与形变量x 的关系图像,如图所示,这是一条过原点的直线,其斜率k =F x =ΔF Δx.2.弹力大小的计算(1)公式法:利用公式F =kx 计算,适用于弹簧这样的弹性体弹力的计算.(2)平衡法:如果悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态,求解细绳的拉力时,可用二力平衡得到拉力的大小等于物体重力的大小,目前主要适用于二力平衡的情况.【例3】 一根轻质弹簧一端固定,用大小为50 N 的力压弹簧的另一端,平衡时长度为L 1=20 cm ;改用大小为25 N 的力拉弹簧,平衡时长度为L 2=35 cm ;若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,求弹簧的原长和劲度系数.[解析] 设弹簧原长为L 0,劲度系数为k . 由胡克定律得:F 1=k (L 0-L 1)①F 2=k (L 2-L 0)②联立①②两式得:L 0=0.3 m =30 cm ,k =500 N/m. [答案] 30 cm 500 N/m应用F =kx 时应注意下列问题(1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内.(2)x 是弹簧的形变量,不是弹簧的原长,也不是弹簧形变后的实际长度.(3)F ­x 图像中斜率表示弹簧的劲度系数,对于同一根弹簧来说,劲度系数是不变的. (4)如果题目中只告诉弹簧的形变量,并没有指出是伸长还是压缩,或只告诉弹簧弹力的大小,并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压缩状态,就要分别进行讨论.(5)轻弹簧的一端空载时弹力为零,不空载时两端弹力必然相等.[跟进训练]4.如图所示,轻弹簧的两端各受10 N 拉力F 作用,弹簧平衡时伸长了5 cm(在弹性限度内).下列说法正确的是( )A .该弹簧的劲度系数k =200 N/mB .该弹簧的劲度系数k =400 N/mC .根据公式k =F /x ,弹簧的劲度系数k 会随弹簧弹力F 的增大而增大D .弹簧所受的合力为10 NA [根据胡克定律F =kx 得弹簧的劲度系数k =F x =100.05N/m =200 N/m.故A 正确,B错误;弹簧的伸长与受的拉力成正比,弹簧的劲度系数k 与弹簧弹力F 的变化无关,与弹簧本身有关,故C 错误;弹簧所受的合力为0,故D 错误.]1.物理观念:形变、弹力的定义、胡克定律的内容. 2.科学思维:会应用胡克定律或F ­x 图像求解问题.1.关于弹力,下列说法中错误的是 ( )A.物体受到的弹力是由于施力物体发生形变而产生的B.弹力产生在直接接触而且发生弹性形变的物体之间C.相互挤压的物体间弹力方向总是跟接触面相垂直D.相互接触的物体间一定存在弹力D[弹力是施力物体发生了弹性形变,为了恢复原状,对与它接触的物体产生的作用力,方向一定与接触面垂直,故选项A、B、C正确,只有选项D错误.D符合题意.] 2.(多选)撑竿跳高是指运动员双手握住一根特制的竿子,经过快速助跑后,运动员借助竿支撑和弹力,使身体腾起,通过悬垂、摆体、举腿和引体等一系列动作,使身体越过一定高度,跨过横竿.撑竿跳高一般分为四个过程:助跑、撑竿、腾空、越竿(横竿).下列关于运动员各运动过程中的弹力,说法正确的是( )A.助跑阶段,运动员不受弹力作用B.撑竿时,地面对竿的弹力方向沿竿的方向C.腾空时,竿对运动员弹力的方向与竿形变的方向相反D.运动员脱竿越过横竿时,不受弹力作用CD[运动员在助跑阶段,受地面支持力作用,支持力属于弹力,A错误;撑竿时,地面对竿的弹力垂直地面向上,而并非沿竿的方向,B错误;腾空时,竿对运动员的弹力方向与竿形变方向相反,C正确;运动员脱竿越过横竿时,只受重力作用,D正确.] 3.在图中画出物体A所受弹力的示意图.[解析]支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体,物体A 所受弹力的示意图如图所示.[答案]见解析4.一根轻弹簧,当它受到10 N的拉力时长度为12 cm,当它受到25 N的拉力时长度为15 cm,问弹簧不受力时的自然长度为多少?该弹簧的劲度系数为多少?[解析]该题可以用两种方法求解.一种是直接利用胡克定律F=kx列式,一种是利用胡克定律的变形式ΔF=kΔx列式计算.设弹簧的原长为l0,由题意知,F1=10 N,l1=12 cm;F2=25 N,l2=15 cm.法一:根据胡克定律有F1=k(l1-l0),F2=k(l2-l0)两式相比可得F 1F 2=l 1-l 0l 2-l 0代入数据可得l 0=10 cmk =F 1x =F 1l 1-l 0=1012-10×10-2N/m =500 N/m. 法二:根据ΔF =k Δx 可得k =ΔF Δx =F 2-F 1l 2-l 1=25-1015-12×10-2 N/m =500 N/m. 又根据F 1=k (l 1-l 0)可得l 0=l 1-F 1k =0.12 m -10500m =0.1 m =10 cm. [答案] 10 cm 500 N/m5.(新情景题)情境:蹦极(Bungee Jumping),也叫机索跳,白话叫笨猪跳,是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动.跳跃者站在约40 m 以上(相当于10层楼)高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上,把一端固定的一根长长的橡皮绳绑在踝关节处,然后两臂伸开,双腿并拢,头朝下跳下去.问题:设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15 m ,质量为50 kg 的人在下落到最低点时所受的向上的最大拉力为3 000 N ,已知此人停在空中时,蹦极的橡皮绳长度为17.5 m ,橡皮绳的弹力与伸长的关系符合胡克定律,(g 取10 m/s 2)求:(1)橡皮绳的劲度系数;(2)橡皮绳的上端悬点离下方的水面至少为多高?[解析] (1)人静止于空中时,橡皮绳的拉力F 1=mg =500 N而F 1=k (l -l 0)所以橡皮绳的劲度系数k =F 1l -l 0=200 N/m. (2)设橡皮绳拉力最大时,绳长为l ′据胡克定律F 2=k (l ′-l 0)得l ′=F 2k+l 0=15 m +15 m =30 m.[答案](1)200 N/m (2)30 m。

2019-2020学年高中沪科版物理必修1学案:3.2弹力 Word版含答案

2019-2020学年高中沪科版物理必修1学案:3.2弹力 Word版含答案

3.2弹力1.知道形变的概念和显示微小形变的方法.2.知道弹力产生的条件及掌握弹力方向和有无的判断方法.(重点、难点)3.了解弹力和形变的关系,并能用胡克定律计算弹力.(重点)一、形变与弹力1.形变:物体的形状或体积的改变,叫做形变,任何物体即使受到很小的力,都会发生形变.2.弹性形变:作用在物体上的外力撤去后,物体能恢复原状的形变.范性形变:物体不能恢复原状的形变.弹性限度:发生弹性形变的物体的形变有一个限度,超过这个限度物体就不能恢复原状,这个限度叫做弹性限度.3.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,就会对跟它接触使它发生形变的物体产生力的作用,这种力叫做弹力.(2)产生条件:①接触;②物体发生弹性形变.1.把一个玻璃瓶装满水,瓶口用中间插有细管的瓶塞塞上,如图所示,用手按压玻璃瓶,细管中的水就上升,这说明什么问题?提示:说明按压玻璃瓶,玻璃瓶发生形变,容积减小,水被挤压上升.二、胡克定律1.内容:在弹性限度内,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.2.数学表达式:F=kx,其中k叫做弹簧的劲度系数,其单位是N/m.2.到实验室借一个弹簧测力计,弹簧测力计能测物体重力,想一想其原理是什么?提示:由二力平衡和胡克定律知,重力作用下,弹簧秤被拉长,弹力等于重力.三、弹力的方向1.压力(支持力)的方向一定垂直接触面指向被压(被支持)的物体.2.绳索的弹力方向一定沿着绳索而指向绳索收缩的方向.四、多种多样的形变形变的种类:形变一般包括拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变、剪切形变.物体间弹力有无的判断[学生用书P34] 方法思路例证假设法假设将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定存在弹力图中细线竖直、斜面光滑,因为去掉斜面体后,小球的运动状态不变,故小球只受细线的拉力,不受斜面的支持力替换法用细绳替换装置中的轻杆,看能不能维持原来的力学状态,如果能维持,则说明这个杆提供的是拉力;否则,提供的是支持力图中轻杆AB、AC,用绳替换AB,原装置状态不变,说明AB对物体施加的是拉力;用绳替换AC,原状态不能维持,说明AC对物体施加的是支持力状态法由运动状态分析弹力,即物体的受力必须与物体的运动状态相符合,依据物体的运动状态,由二力平衡(或牛顿第二定律,后面将学到)列方程,求解物体间的弹力图中各接触面均光滑,小球处于静止状态,由二力平衡可知,地面对小球的支持力和重力就可使小球处于平衡,但没有与墙面对小球的弹力相平衡的力,因此竖直墙面对小球不产生弹力的作用如图所示,A、B两物体并排放在水平桌面上,C物体叠放在AB上,D物体悬挂在线的下端时绳恰好竖直,且与斜面接触.若接触面均光滑,下列说法中正确的是()A.A对B的弹力方向水平向右B.C对地面的压力大小等于C的重力C.D对斜面没有压力作用D.斜面对D的支持力垂直斜面向上[思路点拨] 物体接触并产生弹性形变时,就能产生弹力的作用;无法直接判断有无形变时,可用假设法.[解析]A和B接触但没有相互挤压,所以A和B之间不产生弹力作用,选项A错误;C 对A、B产生向下的压力作用,对地面并不产生压力,选项B错误;如果撤去斜面,D物体仍然静止,处于原来的状态,所以D与斜面之间没有弹力作用,选项C正确,D错误.[答案] C判断有无弹力的步骤(1)明确研究对象,明确接触情况;(2)假设将与物体相接触的物体去掉,分析研究对象是否还能在该位置保持原来的状态;(3)若研究对象不能保持原来的状态,说明该处有弹力,反之,就没有弹力.1.图中光滑的小球都与下支撑物接触,图中A、B、D细绳均竖直方向,小球均与接触面相切,则接触面处一定有弹力的是()解析:选C.A图中水平面对小球可能有弹力作用,也可能没有弹力作用,当拉力等于重力时,则没有弹力,若拉力小于重力时,则存在弹力,A错误;B图中小球处于静止状态,重力和绳的弹力平衡,斜面与小球之间不可能产生弹力,否则小球不可能平衡,B错误;C图中小球受到绳子拉力、重力、斜面的支持力三力作用下处于平衡状态,因此小球斜面有弹力作用,故C正确;D图中两斜面对小球可能有弹力,也可能没有弹力,要根据拉力与重力大小的关系来判定,故D错误.弹力方向的判断[学生用书P35]1.弹力的方向(1)弹力的方向:与使物体发生形变的外力方向相反,即与物体形变的方向相反,与接触面垂直.支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体;绳的拉力的方向是沿着绳收缩的方向,接触面是平面的,弹力(压力或支持力)垂直于平面,接触面是曲面的,弹力垂直于曲面该处的切平面.(2)弹力方向的确定方法:弹力的方向与接触面(截面)垂直,与形变方向(即产生形变的外力方向)相反.2.几种常见弹力方向的对比类型方向图示接触方式面与面与接触面垂直点与面与接触面垂直且过“点”点与点与公切面垂直轻绳沿绳指向绳收缩的方向轻杆可沿杆可不沿杆轻弹簧沿弹簧形变的反方向要注意的是绳子这类柔软的物体只能产生拉力,方向沿绳子指向绳子收缩的方向;对于轻杆则不同,轻杆既能产生拉力也能产生压力,并且方向不一定沿着杆的方向.画出图甲(G为重心)、乙、丙、丁中球与杆所受到的弹力示意图.[思路点拨] 解此题关键有两点:(1)判断两物体间有无弹力.(2)根据接触方式或物体的特点判断弹力的方向.[解析](1)接触面处的弹力垂直于接触面,所以甲、乙两图的受力如图.(2)丙图中有两个接触面,很显然下面的接触面有向上的弹力,如果左边接触面有弹力,则弹力必水平向右,画出示意图如图丙a所示,所以球将会运动,这与题意矛盾,因此左接触面没有弹力,如图丙b所示.(3)对丁图如果我们剪断水平绳子,球不会开始运动,说明水平绳子对球没有施加作用(弹力).[答案]见解析弹力方向的判断步骤(1)确定物体之间作用的类型;(2)确定产生弹力的物体;(3)找出使该物体发生形变的外力方向;(4)确定物体产生的弹力方向.2.在图中画出物体A受到的弹力.解析:弹力的方向总与接触面垂直.甲中是两平面接触,所以A受的弹力(支持力)与接触面垂直而指向被支持的物体;乙中是两球面接触,与接触面垂直的方向可以由两球心的连线(或球心与切点的连线)方向确定;丙中A球左侧受弹力,方向与竖直墙壁垂直.右下方属于点点接触,由球心与接触点连线方向确定作用力所在直线.答案:如图所示探究胡克定律[学生用书P36]1.探究弹簧伸长量与弹力的关系(1)实验器材:铁架台、下端带挂钩的弹簧、钩码若干、刻度尺等.如图所示.(2)实验步骤:在弹簧挂钩上挂钩码,测量并在表中记下弹簧的伸长量;然后不断增加钩码,记下增加一个钩码对应的弹簧的伸长量.(3)测量数据:弹簧总伸长量x/m.在坐标系上作出F-x实验图像.(4)实验结果:弹簧的弹力F与弹簧伸长量x的关系图像,如图所示,由图可知,弹力F 与弹簧伸长量x成正比.2.关于胡克定律应注意以下四点(1)成立条件:在弹性限度内.(2)弹簧的形变量x:弹簧伸长(或缩短)的长度,不是弹簧的原长.(3)劲度系数k:反映了弹簧的“软”“硬”程度,由弹簧本身的性质决定.(4)推论式:ΔF=kΔx,式中ΔF、Δx分别表示弹力的变化量和形变的变化量.弹力F/N0.5 1.0 1.5 2.0 2.5弹簧伸长量x/cm 2.6 5.0 6.89.812.4(1)请你在图中的坐标线上作出F-x图像.(2)写出曲线所代表的函数.(x用m作单位)(3)解释函数表达式中常数的物理意义.[思路点拨] 根据已有的数据选好坐标轴、每个格所代表的物理量多少,是作好图像的关键.[解析](1)将x轴每一小格取为1 cm,y轴每一小格取为0.25 N,将各点描到坐标纸上,并连成直线,如图所示.(2)由图像得:F=20x.(3)函数表达式中的常数:表示使弹簧伸长(或压缩)1 m所需的拉力(或压力)为20 N.[答案]见解析在物理学中经常用图像处理物理问题,应用图像的好处是:直观、方便.应用图像处理问题,要注意:(1)图像斜率的意义(或曲线切线斜率的意义);(2)图像与纵轴、横轴交点的物理意义.3.某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验.甲乙丙(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl为________cm;(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是________;(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是________________________________________________________________________.解析:(1)弹簧伸长后的总长度为14.66 cm,则伸长量Δl=14.66 cm-7.73 cm=6.93 cm.(2)逐一增挂钩码,便于有规律地描点作图,也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧.(3)AB段明显偏离OA,伸长量Δl不再与弹力F成正比,是超出弹簧的弹性限度造成的.答案:(1)6.93(2)A(3)弹簧受到的拉力超过了其弹性限度弹力大小的计算[学生用书P37]1.对胡克定律的理解(1)胡克定律F=kx中x为弹簧的形变量(可能为伸长量、也可能为缩短量),k为弹簧的劲度系数,由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定.(2)F-x图像为一条经过原点的倾斜直线,图像斜率表示弹簧的劲度系数.同一根弹簧,劲度系数不变.(3)由于F1=kx1,F2=kx2,故ΔF=F2-F1=kx2-kx1=kΔx.因此,弹簧弹力的变化量ΔF 与形变的变化量Δx也成正比关系.2.计算弹力大小的两种方法(1)公式法:利用公式F=kx计算,适用于弹性体弹力的计算.(2)平衡法:如果悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态,求解细绳的拉力时,可用二力平衡得到拉力的大小等于物体重力的大小.探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15 N重物时,弹簧长度为0.16 m,悬挂20 N重物时,弹簧长度为0.18 m,则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为() A.L0=0.02 m k=500 N/mB.L0=0.10 m k=500 N/mC.L0=0.02 m k=250 N/mD.L0=0.10 m k=250 N/m[思路点拨] 弹簧原长→弹簧形变量→由胡克定律求解.[解析]根据胡克定律,有:F1=k(L1-L0)F2=k(L2-L0)代入数据,有:15=k(0.16-L0)20=k(0.18-L0)联立解得:L0=0.10 m,k=250 N/m.[答案] D4.一根弹簧原长为20 cm,当用15 N的力拉它时,弹簧长为25 cm.(1)求此弹簧的劲度系数.(2)若此弹簧受21 N的压力,则弹簧长度变为多少?解析:(1)弹簧原长l0=20 cm=0.2 m,现在长度l=25 cm=0.25 m由胡克定律F=kx=k(l-l0)得:劲度系数k=300 N/m.(2)由胡克定律F=kx=k(l0-l′)得l′=l0-Fk=(20-21300×102) cm=13 cm.答案:(1)300 N/m(2)13 cm绳、杆、弹簧和橡皮筋弹力的比较[学生用书P37]绳、杆、弹簧和橡皮筋都能产生弹力,但是有的能瞬间变化,有的则不能;弹力的大小有的可用胡克定律和平衡条件求出,有的只能根据平衡条件和运动定律求出;弹力的方向也不相同.比较如下:杆既可受拉力,又可受压力形变量是微小的形变消失或改变几乎不需要时间弹簧既可受拉力,又可受压力非微小形变一般形变变化需要一段时间绳仅能受拉力形变量是微小的形变消失或改变几乎不需要时间橡皮筋仅能受拉力非微小形变一般形变变化需要一段时间如图所示,G A=100 N,G B=40 N,弹簧的劲度系数为500 N/m,不计绳重和摩擦,求物体A对支持面的压力和弹簧的伸长量.[解析]先对B物体受力分析可知,绳对B的拉力大小等于B的重力大小即40 N.一根绳子拉力处处相等,弹簧对A的拉力F A=G B=40 N再对A受力分析知,A受向上的拉力和向上的支持力以及竖直向下的重力,三者之间关系为F A+N A=G A所以N A=60 N,则物体A对支持面向下的压力也为60 N.由F A=kx得x=F Ak=0.08 m.[答案]60 N0.08 m(1)应用胡克定律解题时,一定要弄清F=kx中的x是弹簧的形变量.(2)弹簧弹力的方向可以根据弹簧是处于压缩状态还是处于伸长状态来确定.反之,如果知道弹力的方向,也可确定弹簧是处于压缩还是伸长状态.5.如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有()A.L2>L1B.L4>L3C.L1>L3D.L2=L4解析:选D.弹簧伸长量由弹簧的弹力(F弹)大小决定.由于弹簧质量不计,这四种情况下,F弹都等于弹簧右端拉力F,因而弹簧伸长量均相同,故选D项.[随堂检测][学生用书P38]1.关于弹力产生的条件,下列说法正确的是()A.只要两个物体接触就一定产生弹力B.只要两个物体发生形变就一定有弹力产生C.只要两个物体相互吸引就一定有弹力产生D.只有发生弹性形变的物体才能够产生弹力解析:选D.此题根据弹力的产生条件,接触和弹性形变缺一不可.A、B都只有弹力产生条件的一个方面,而C只说“相互吸引”,只能证明有力存在,不一定是弹力,故选D.2.(多选)在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是()A.踏板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力,是跳板发生形变而产生的解析:选BC.发生形变的物体,为了恢复原状,会对与它接触的物体产生弹力的作用,发生形变的物体是施力物体.B 、C 正确.3.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示,下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法中正确的是( )A .沿v 1的方向B .沿v 2的方向C .先沿v 1的方向后沿v 2的方向D .沿垂直于斜台斜向左上方的方向解析:选D.足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用,足球所受弹力的方向垂直于斜台指向足球,即斜向左上方,故D 正确.4.一根轻弹簧,其弹力F 的大小与长度x 的关系如图中的线段a 和b 所示,求:(1)弹簧原长为多少?(2)弹簧的劲度系数为多大?(3)弹簧长度为6 cm 时,弹力大小为多少?解析:由题图可知,a 段表示弹簧被压缩,b 段表示弹簧被拉伸.(1)弹力为零时,对应弹簧长度x 0=12 cm ,即为原长.(2)对b 段,根据胡克定律知,劲度系数k =F x =100(16-12)×10-2N/m =2 500 N/m. (3)当弹簧长度为6 cm 时,根据胡克定律知,弹簧弹力F =kx ′=2 500×(12-6)×10-2 N =150 N.答案:(1)12 cm (2)2 500 N/m (3)150 N[课时作业][学生用书P109(单独成册)]一、单项选择题1.关于弹性形变,下列说法中正确的是( )A .物体形状的改变叫做弹性形变B.物体由于被拉伸或被压缩而发生的形状改变叫弹性形变C.物体在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫弹性形变D.物体发生弯曲或扭转的形变必定不是弹性形变解析:选C.只有能恢复原状的形变才叫弹性形变,A错,C对;是否为弹性形变与形变的形式无关,B、D错.2.下列说法正确的是()A.木块放在桌面上受向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的B.用一细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,是由于木头发生形变而产生的C.绳对物体的拉力方向总是沿绳方向的,但可以不指向绳收缩方向D.挂在电线下的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的解析:选D.受力物体受到的弹力是由于施力物体的形变而产生的,绳对物体的拉力一定沿绳的方向.3.在图中,A、B两球间一定有弹力作用的是(物体均静止)()解析:选B.在具体判断有没有弹力时,我们用假设法进行判断.在A图中,若拿去A球,则B球静止不动,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力.在B图中,若拿去A球,则B 球将向左运动,故A、B间存在相互挤压,即A、B间存在弹力.在C图中,若拿去A球,则B球静止,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力,在D图中不能判断A、B间有没有弹力.因此选B.4.在半球形光滑容器内放置一细杆m,细杆与容器的接触点分别为A、B两点,如图所示,容器上A、B两点对细杆m的作用力的方向分别为()A.均竖直向上B.均指向球心C.A点处的弹力指向球心O,B点处的弹力竖直向上D.A点处的弹力指向球心O,B点处的弹力垂直于细杆向上解析:选D.支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面.在A点,细杆的端点跟球面接触,弹力的方向垂直于该处球面的切面,指向球心;在B 点,容器的边缘跟细杆的侧面接触,该处的支持力应垂直于细杆向上,D 正确,A 、B 、C 错误.5.一轻弹簧原长为10 cm ,在它的下端挂一个重为4 N 的物体时,弹簧的长度为12 cm ,若在它的下端挂一个重为8 N 的物体时,弹簧的长度应为( )A .24 cmB .20 cmC .15 cmD .14 cm解析:选D.弹簧的原长l 0=10 cm.当弹簧下端挂重物而静止时,弹簧的弹力等于重物的重力.当挂4 N 重物时,弹簧的弹力F 1=4 N ,弹簧的长度l 1=12 cm ,则形变量x 1=l 1-l 0=2 cm ;当挂8 N 重物时,F 2=8 N ,设弹簧的长度为l 2,则x 2=l 2-l 0.由胡克定律F =kx 可知,F 1x 1=F 2x 2,即x 1x 2=F 1F 2,得2l 2-10=48,解得l 2=14 cm. 二、多项选择题6.如图所示,三个质量和形状都相同的光滑圆柱体放在两墙之间,它们的重心位置不同,分别用1、2、3标出,O 点为圆柱截面的圆心,则下列关于弹力的示意图正确的是( )解析:选AB.支持力的方向一定与接触面垂直(本题为沿半径方向)、指向被支持的物体,与重心的位置无关.7.关于弹力产生的条件,下列说法正确的是( )A .相互接触的物体间不一定有弹力B .发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用C .先有弹性形变,后有弹力D .不接触的两物体之间不可能发生弹力作用解析:选AD.弹力产生的条件有两个:一是相互接触,二是发生弹性形变,且力与弹性形变同时存在.弹力作用在使之发生形变的物体上.故A 、D 正确.8.关于胡克定律,下列说法中正确的是( )A .由F =kx 可知,弹力F 的大小与弹簧的长度成正比B .由k =F x可知,弹簧的劲度系数k 与弹力F 成正比,与弹簧的长度改变量x 成反比 C .弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的因素决定的,与弹力F 和弹簧形变量x 的大小无关D .弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小解析:选CD.对于确定的弹簧而言,在弹性限度内,弹簧弹力F 的大小与弹簧的形变量x成正比,A 错误;弹簧的劲度系数k 由弹簧本身的因素决定,与弹力F 的大小和形变量x 的大小无关,k 在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小,B 错误,C 、D 正确.9.如图所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连,当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图乙),则下列判断正确的是( )A .弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B .弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C .该弹簧的劲度系数是200 N/mD .该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变解析:选BCD.弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即F =kx ,或ΔF =k Δx ,故A 错误,B 正确,弹簧的劲度系数由弹簧本身决定,由图像得k =ΔF Δx =105×10-2N/m =200 N/m ,且当力反向时,k 不变,C 、D 正确.10.如图所示,质量为m 的杆AB ,A 端用细绳悬挂,B 端搁放在地面上,下列有关A 、B 两端点所受弹力方向的说法中正确的是( )A .A 端弹力沿绳AC 指向C 点B .B 端弹力平行于AB 斜向下C .B 端弹力垂直地面向上D .B 端弹力平行于AB 斜向上解析:选AC.A 端受绳的拉力,沿绳,A 对,B 端受地面的弹力,与地面垂直向上.C 对,B 、D 错.三、非选择题11.某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l 1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图,示数l 1=______cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l 2、l 3、l 4、l 5.已知每个钩码质量是50 g ,挂2个钩码时,弹簧弹力F 2=________N(当地重力加速度g =9.8 m/s 2).要得到弹簧伸长量x ,还需要测量的是________,才能作出F -x 曲线.得到弹力与弹簧伸长量的关系.图1 图2 解析:由题图2知l 1=25.85 cm.挂两个钩码时,弹簧弹力F 2=0.98 N .要测弹簧伸长量,还需要测量弹簧的原长.答案:25.85 0.98 弹簧原长12.量得一只弹簧测力计3 N 和5 N 两刻度线之间的距离为2.5 cm ,求:(1)这只弹簧测力计的3 N 刻线与零刻线之间的距离;(2)这只弹簧测力计所用弹簧的劲度系数.解析:弹簧测力计的刻度值应与该刻线到零刻线的距离成正比.(1)设3 N 、5 N 刻线到零刻线的距离分别为x 1、x 2,弹簧劲度系数设为k , 由胡克定律F =kx 得 x 1x 2=35① 又x 2-x 1=2.5 cm② 由①②两式,解得x 1=3.75 cm ,x 2=6.25 cm ,所以3 N 刻线与零刻线距离为3.75 cm.(2)由F 1=kx 1可得k =F 1x 1=33.75×10-2 N/m =80 N/m.答案:(1)3.75 cm (2)80 N/m。

沪科版高中物理必修一配套:3.2弹力

沪科版高中物理必修一配套:3.2弹力

【解析】选D.小球受重力和杆的弹力两个力的作用,且重 力的方向竖直向下,由于小球处于静止状态,根据二力平 衡条件可知,弹力与重力大小相等,方向相反,故弹力大
小为4 N,方向竖直向上,D正确.
x
改变量x成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,与弹簧的 弹力F的大小和形变量x的大小无关 D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长 度时弹力的大小
【解析】选A、C、D.根据胡克定律可知:F∝x,其中x为弹
簧的形变量,k为劲度系数,由弹簧本身决定,与弹簧的形 变量x无关,故A、C、D正确,B错误.
D.人受到的重力
【解析】选A.头顶受到的压力的施力物体是坛子,受力物
体是头顶,它产生的直接原因是坛的形变,间接原因是物 体受到的重力,A项正确.
2.关于胡克定律,下列说法正确的是(
)
A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x 成正比 B.由k= F 可知,劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的长度
二、弹力方向的确定
1.弹力方向的规律: 发生弹性形变的物体,由于恢复原状产生弹力,所以弹力
的方向由施力物体的形变的方向决定,弹力的方向总与施
力物体形变的方向相反.
(1)一个物体对另一物体的作用力不一定垂直于接触面,但
一个物体对另一物体的支持力一定垂直于接触面 . (2)轻杆的弹力方向较为复杂,一般根据物体的运动状态结 合平衡条件确定轻杆的弹力方向.
【典例2】(2011·漳州高一检测)在半球形光滑容器内放置
一细杆,细杆与容器的接触点分别为A、B两点,如图所示, 容器上A、B两点对细杆的作用力的方向分别为
A.均竖直向上 B.均指向球心 C.A点处的弹力指向球心O,B点处的弹力竖直向上 D.A点处的弹力指向球心O,B点处的弹力垂直于细杆向上

沪科版高中物理必修一3.2弹力


5.(2011·厦门高一检测)一根轻弹簧在20 N的拉力作用下, 长度由原来的20 cm伸长到21 cm.那么当这根弹簧伸长到 26.5 cm 时,受到的拉力为多大(弹性限度内)?
【解析】当拉力F1=20 N时,弹簧伸长量为:
x1=21 cm-20 cm=1 cm=0.01 m
当拉力为F2时,弹簧伸长量x2=26.5 cm-20 cm=6.5 cm=0.065 m
典例3 在如图所示的图中画出物体P受到的各接触点或面 对它的弹力的示意图,其中甲、乙、丁中物体P处于静止状 态,丙中物体P(即球)在光滑水平面上匀速滚动.
【规范解答】甲属于绳的拉力,应沿绳指向绳收缩的方向, 因此弹力方向沿绳向上;乙中A点属于点与球面相接触,弹力 应垂直于球面的切面斜向上,必过球心O,B点属于点与杆相 接触,弹力应垂直于杆向上;丙中小球P不管运动与否,都是 属于平面与球面相接触,弹力应垂直于平面,且过球心,即 向上;丁中属于杆的弹力,小球受到重力和杆的弹力,处于 二力平衡状态,故弹力方向竖直向上.它们所受弹力的示意图 如图所示.
对弹力产生的条件的理解 (1)力是物体和物体之间的相互作用,弹力也是这样,它发 生在两个物体之间,而且这两个物体必须要直接接触. (2)弹力是由形变引起的,这种形变在恢复原状的过程中, 会对跟它接触的物体产生力的作用,可见这种形变是可以 恢复原状的形变,是弹性形变. 因此产生弹力的条件不仅要满足直接接触,而且还要满足 相互挤压或拉伸等,即发生弹性形变.
答案:9 200
1.如图所示,棒、球、桌子、物块m均处于静止状态. 思考讨论以下问题:
(1)画出棒、球、桌面、物块m所受弹力的示意图. 提示:
(2)结合上图,完成下面的表格,并尝试分析,弹力方向和形 变方向及形变恢复的方向的关系(填“相同”或“相反”).

高中物理第3章力与相互作用3.2弹力—弹力教案沪科版必修1(2021年整理)

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3。

2 弹力第一课时——弹力三维目标(一)知识与技能1.知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性.2.知道弹力产生的原因和条件。

3. 知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向,能正确画出弹力的示意图.4.通过实验探究弹力和弹簧形变量的关系,理解胡克定律,了解科学研究方法。

(二)过程与方法1.提高在实际问题中确定弹力方向的能力。

2.锻炼自己动手进行设计实验和操作实验的能力3.知道实验数据处理中常用的方法,尝试使用图象法进行处理数据。

(三)情感态度与价值观1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程中的重要作用。

在用简单器材显示微小形变的过程中,体会微小量放大的实验思想,感受学习物理的乐趣。

2.了解弹力在生产和生活中的应用,体会物理与生产、生活息息相关,发展将知识服务于人类的愿望。

3.从任何物体都能发生形变入手,培养学生用实事求是的科学态度去认识事物本来面目,不被表面现象所迷惑的科学观。

教材分析《弹力》是沪科版高中物理必修1第三章第二节的内容,是牛顿力学的基础知识,在整个高中物理中占有相当重要的地位,也是以后正确受力分析的基础。

其重点是弹力产生的原因、条件、弹力方向和胡克定律,难点是弹力方向和胡克定律。

高中物理 第3章 相互作用 3.2 弹力导学案2沪科版必修

高中物理第3章相互作用 3.2 弹力导学案2沪科版必修3、2 弹力年级: 高一班级: 姓名: 小组名称: 学习目标(1)通过观察和实验了解弹簧测力计的结构(2)通过自制弹簧测力计以及弹簧测力计的使用,掌握弹簧测力计的使用方法(3)通过弹簧测力计的制作和使用,培养严谨的科学态度和爱动手动脑的好习惯学习重点弹簧测力计的测量原理学习难点弹簧测力计的测量原理学法指导实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学教学用具弹簧、直尺、铁架台、钩码。

学习过程学习笔记(教学设计)【自主学习(预习案)】(一)引入新课:复习提问引入新课阅读教材P68-P69内容,完成下列问题:问题1:弹簧形变时产生的弹力跟他发生的形变有什么关系?问题2:根据你使用弹簧测力计的经验,你的猜想是什么?与同学讨论交流一下。

[]利用身边的器材自己设计实验,验证你的猜想。

(二)进行新课学生活动:积极思考设计实验,可利用课本P68图3-20所示装置,完成实验探究,将试验所测得的数据填入表中。

实验数据记录表12345弹簧的弹力F/N弹簧的长度l/mm弹簧的伸长量x/mm提出问题:1、请根据实验数据,在课本P68坐标纸上画出F-X图像2、通过实验得出什么结论?【合作学习(探究案)】小组合作完成下列问题3、弹簧的劲度系数K=100N/m,它表示的物理意义是什么?【当堂检测】1、将一根原长为40 cm、劲度系数为100 N/m的弹簧拉长为45 cm,则此时弹簧的弹力大小为A、45 NB、40 NC、85 ND、5 N2、如图所示,测力计、绳子和滑轮的质量都不计,摩擦不计、物体A重40N,物体B重10N、以下说法正确的是A、测力计示数10NB、测力计示数20NC、测力计示数30ND、测力计示数40N3、如图所示,A、B两弹簧劲度系数均为k牛/米,两球重均为G牛,弹簧质量不计,两弹簧伸长长度之和为:A 、米B 、米C 、米D 、米1、如下图(1)-a所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验、(1)-ax/cmF/N0123452468(1)-b①为完成实验,还需要的实验器材有:、实验中需要测量的物理量有:、③图(1)-b是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为 N/m、图线不过原点的原因是由于、【当堂小结】【课后巩固(布置作业)】【纠错反思(教学反思)】。

高中物理《弹力》学案(2)(沪科版必修1)

3.2 弹力【学习目标】知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律。

【名师点拨】1.知识概要(1)弹力的产生:任何物体在受到压力、拉力、剪切、扭转等力时都会发生形变,同时由于物体形变而对阻碍其恢复形变的物体产生弹力。

(2)弹力的大小弹簧的弹力的大小遵守胡克定律:f=kx。

其他物体的弹力则需要利用物体平衡等方法确定其大小。

(3)弹力方向接触面:垂直接触面绳子:沿绳子收缩方向其他物体:形变恢复方向2.探究方略探究弹簧弹力和形变量之间关系的实验主要体现了科学探究要素:(1)“猜想与假设”中的“对解决的方式和问题的答案提出假设”和“认识猜想与假设的重要性”。

无论你的猜测结果如何,你实验的目的是验证你的假设,如果没有猜想你将怎样去实验呢?(2)“制定计划与设计实验”中的“选择实验方法和所需装置与器材”。

选择器材依赖于你的实验方法、测量的要求。

本实验除教材上给的器材外至少还需要直尺来测量弹簧的长度。

在完成该探究的过程中,你还要掌握如何收集数据、分析论证、最后作出评估。

3.我的思考(1)绳子的弹力沿绳子收缩方向,杆和绳子类似,所以硬杆的弹力沿杆的方向,你认为对吗?(2)有同学认为:绕制弹簧的铁丝越粗,则弹簧劲度系数越大,有道理吗?【典例精析】例1.画出甲(G为重心)、乙、丙、丁图中球与杆所受到的弹力示意图。

解析:接触面处的弹力垂直于接触面。

绳子弹力沿绳子收缩方向,所以甲、乙两图的受力如右图。

丙图中有两个接触面,丁丙很显然下面的接触面有向上的弹力,如果左边接触面有弹力,则弹力必水平向右,画出示意图如图丙a 所示,所以物体将会运动,这与题意矛盾,因此左接触面没有弹力。

对丁图如果我们剪断水平绳子,球不会开始运动,说明水平绳子对球没有施加作用(弹力)。

所以丙、丁的弹力如图丙b 、丁b : 判断有无弹力常用方法有反证法和移除施力物体法。

例2.一根弹簧原长L 0=10 cm ,若在它下面挂重为G 1=4 N 的物体时,弹簧长L 1=12 cm ,则在它下面挂重为G 2=3 N 的物体时,弹簧长多少?解析:由F =kx 得:G 1=k (L 1-L 0)解得k =200 N/mG 2=k (L 2-L 0)解得:L 2=0.115 m=11.5 cm丁b。

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