弹力与形变
第三章 2 第2课时 实验：探究弹簧弹力与形变的关系
第2课时实验：探究弹簧弹力与形变的关系[学习目标] 1.学会探究弹簧弹力与形变量之间的关系。
2.会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。
3.能根据F－x图像求出弹簧的劲度系数。
4.掌握胡克定律，会用F＝kx分析、解决有关问题。
一、实验：探究弹簧弹力与形变的关系1．实验器材铁架台，下端带挂钩的弹簧，100 g的钩码若干，刻度尺等。
2．实验原理(1)弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止时弹簧弹力的大小等于钩码所受重力的大小。
(2)弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝l－l0。
(3)图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与形变量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和形变量的关系。
3．实验步骤(1)如图甲所示，将弹簧挂置于铁架台的横杆上，测出弹簧的原长(自然长度)l0。
(2)如图乙所示，在弹簧下端依次挂上1个、2个……相同的钩码，分别测出弹簧静止时的长度l。
(3)计算出每次弹簧的伸长量x＝l－l0。
(4)把所测得的数据填写在下列表格中。
序号1234 5钩码所受重力G/N弹簧长度l/m弹力的大小F/N弹簧的伸长量x/m4.数据处理(1)以x为横轴，F为纵轴建立坐标系，根据表中的数据，在图丙的坐标纸上描点，画出F－x图像。
丙(2)以弹簧的伸长量为自变量，写出图像所代表的函数。
首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。
(3)分析弹簧弹力和形变量之间的关系，解释函数表达式中常数的物理意义。
5．注意事项(1)尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响。
(2)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超出弹簧的弹性限度。
(3)测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及形变量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由下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态。
(4)记录数据时要注意弹力及形变量的对应关系及单位。
形变与弹力教案(形变部分)
形变与弹力教案（形变部分）一、教学目标1. 让学生了解形变的概念，理解物体发生形变的原因。
2. 让学生掌握弹性形变和塑性形变的区别，了解弹力的产生。
3. 培养学生观察、思考、动手操作的能力，提高学生的科学素养。
二、教学内容1. 形变的概念及原因2. 弹性形变与塑性形变的区别3. 弹力的产生及作用4. 观察和分析物体形变的现象5. 动手操作实验，验证弹力的产生三、教学重点与难点1. 重点：形变的概念、弹性形变与塑性形变的区别、弹力的产生。
2. 难点：形变原因的分析、弹力作用的理解。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考形变的原因。
2. 采用对比教学法，让学生明确弹性形变与塑性形变的区别。
3. 采用实验演示法，让学生直观地感受弹力的产生。
4. 采用小组合作法，培养学生的团队协作能力。
五、教学过程1. 导入：通过展示图片或实物，引导学生关注物体形变的现象，激发学生的兴趣。
2. 新课导入：介绍形变的概念，讲解形变的原因。
3. 知识讲解：讲解弹性形变与塑性形变的区别，让学生明确弹力的产生。
4. 实例分析：分析生活中常见的形变现象，引导学生理解形变的原因。
5. 实验演示：进行弹力实验，让学生直观地感受弹力的产生。
6. 课堂练习：布置相关练习题，巩固所学知识。
7. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，提出拓展性问题，激发学生的学习兴趣。
8. 课后作业：布置作业，让学生进一步巩固所学知识。
六、弹性与弹簧1. 教学目标让学生了解弹簧的弹性特性，掌握弹簧测力计的原理及使用方法。
2. 教学内容弹簧的弹性特性；弹簧测力计的原理；弹簧测力计的使用方法。
3. 教学重点与难点弹簧的弹性特性；弹簧测力计的原理及使用方法。
4. 教学方法采用案例分析法，讲解弹簧的弹性特性；采用实验演示法，让学生直观地了解弹簧测力计的原理及使用方法。
5. 教学过程导入：通过展示弹簧的图片，引导学生关注弹簧的弹性特性。
新课导入：讲解弹簧的弹性特性，介绍弹簧测力计的原理。
9.弹力及胡克定律—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册讲义(机构)
教师辅导讲义学员编号：1 年级：高一年级课时数：学员姓名：辅导科目：物理学科教师：授课类型授课日期及时段教学内容T同步——弹力同步知识梳理一.弹性形变和弹力1．弹性形变和弹力(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化．①弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变．②非弹性形变：外力撤去后不能完全恢复原状的形变．(2)弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度．(3)弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力．2．弹力产生的条件：(5)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.同步题型分析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D2．(弹力的产生)杂技演员有高超的技术，能轻松地顶住从高处落下的坛子．如图所示，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是()A．坛的形变B．头的形变C．坛子受到的重力D．人受到的重力答案A1．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AB2．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C3.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()A．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BC4．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()A．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D6．一杆搁在矮墙上，关于杆受到的弹力的方向，图中画得正确的是()答案D8．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＝1N，则弹簧测力计A和B的示数分别为()A．1N,0B．0,1NC．2N,1ND．1N,1N答案D10．一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.F 2－F 1l 2－l 1B.F 2＋F 1l 2＋l 1C.F 2＋F 1l 2－l 1D.F 2－F 1l 2＋l 1答案 C一、单选题1．如图所示，下列物体所受力的示意图不正确的是（ ）A ．斜面上小球受到的重力B ．足球在空中飞行受到的重力C ．平面上木块受到的支持力D ．物块A 对斜面的压力2．如图所示一质量分布均匀的金属球静止在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）A ．球对桌面的压力就是球所受到的重力B ．桌面受到压力是因为球发生了形变课堂达标检测C．球受到支持力是因为球发生了形变D．在金属球上只有球心处受到重力作用其余部分不受重力3．如图所示，质量均为m的木块A和B，用一个劲度系数为k的轻质弹簧连接，最初系统静止，现在用力缓慢拉A 直到B刚好离开地面，则这一过程A上升的高度为()A．mgkB．2mgkC．3mgkD．4mgk4．如图所示，力F把一物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列有关力的相互关系叙述正确的是（）A．作用力F和物体对墙壁的压力是一对平衡力B．墙壁对物体的弹力是由于墙壁发生弹性形变而产生的C．作用力F和墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力D．作用力F增大,墙壁对物体的静摩擦力也增大5．如图所示，轻弹簧竖直固定于水平地面上，将一小球从弹簧的上端处由静止释放，在小球第一次下落到最低点的过程中，下列关于小球的速度v、小球所受弹力的大小F随小球运动时间t，小球的重力势能E P、小球的机械能E随小球下落位移x的图像关系正确的是（取最低点处小球的重力势能为0）（）A．B．C．D．6．如图所示，静止的小球m分别与一个物体（或面）接触，设各接触面光滑，小球m受到两个弹力的是（）A ．B ．C ．D ．7．如图所示，两根轻弹簧AC 和BD ，它们的劲度系数分别为k 1和k 2，它们的C 、D 端分别固定在质量为m 的物体上，A 、B 端分别固定在支架和正下方地面上，当物体m 静止时，上方的弹簧处于原长；若将物体的质量变为4m ，仍在弹簧的弹性限度内，当物体再次静止时，其相对第一次静止时位置下降了（ ）A ．12123k k mgk k + B ．12124k k mgk k + C ．1213mgk k +D ．1214mgk k +8．如图所示，质量均为m 的物块A 、B 压在置于地面上的竖直轻弹簧上，上端弹簧弹性系数为k 1，下端弹簧的弹性系数为2k ，弹簧与地面、弹簧与物块间均没有栓接，A 、B 处于静止状态，现给A 一个竖直向上的拉力F ，F 的大小自0开始缓慢增大，物块B 自初始位置能上升的最大高度为（ ）A ．1mg kB ．2mg kC ．1211mg k k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭D ．1212mg k k ⎛⎫+⎪⎝⎭9．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，两边所挂物重G=1N，则弹簧测力计的示数为（）A．1N B．0 C．2N D．不确定10．图示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像，根据图像判断，下列结论正确的是( )。
弹性形变和弹力定义
14:55
画出下列杆子或小球受到的所有弹 力。
F1
F2
F2
F1
F2
F1
F
F
形变不明确的情况，常用“假设法” ： 撤掉与之相接触的物体，看运动状态是否会改变， 若改变，则存在弹力，否则不存在弹力。 14:55
（斜面光滑）
关于胡克定律，下列说法正确的（ CD ）
A、劲度系数与弹力成正比
B、劲度系数与弹簧伸长（或缩短）的长 度成反比 C、弹簧的劲度系数是由弹簧本身的因素 决定的，与弹力和形变的大小无关
14:55
例
⑴弯曲的竹片使木块向前运动. ⑵形变的弹簧使小车运动.
问 ①.指出弹簧弹力的施力物体和受力物体。 题 ②.试分析弹簧弹力的方向。
指向要恢复原状的方向
14:55
小结 一、弹性形变和弹力
1. 形变
二、几种弹力
物体的形状或者体积发生了改变 微小形变 弹性形变 弹性限度 产生弹力的原因 2. 弹力 发生弹性形变的物体，由于形变要恢复原状， 对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力 条件 施力物受力物 方向判断的依据
明确施力物受力物、力产生的 原因及方向
三、胡克定律
在弹性限度内，F=kx
k为弹簧的劲度系数 x为形变量
F2
F1
物对绳的拉力F1 书对桌面的压力F1 施力物: 物 受力物: 绳 施力物: 书 受力物:桌面 书发生了弹性形变 产生原因:物…弹性形变 产生原因:书形变要恢复原状 方向:垂直于接触面，指向桌面方向:沿绳指向物收缩方向 绳对物的拉力F2 桌面对书的支持力F2 施力物: 绳 受力物: 物 施力物:桌面 受力物: 书 产生原因: 绳…弹性形变 产生原因:桌面…弹性形变 方向 : 沿绳指向绳收缩方向 方向: 垂直于接触面，指向书 14:55
高中物理教案：《弹力》
高中物理教案：《弹力》高中物理教案：《弹力》高中物理教案：《弹力》1 教学目的知识目的1、理解形变的概念，理解弹力是物体发生弹性形变时产生的.2、可以正确判断弹力的有无和弹力的方向，正确画出物体受到的弹力.3、掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法.才能目的1、可以运用二力平衡条件确定弹力的大小.2、针对实际问题确定弹力的大小方向，进步判断分析^p 才能.教学建议一、根本知识技能：(一)、根本概念：1、弹力：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.2、弹性限度：假设形变超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度.3、弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大.4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和改变形变.(二)、根本技能：1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小.2、根据不同接触面或点画出弹力的图示.二、重点难点分析^p ：1、弹力是物体发生形变后产生的，理解弹力产生的原因、方向的判断和大小确实定是本节的教学重点.2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点.教法建议一、关于讲解弹力的产生原因的教法建议1、介绍弹力时，一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好，可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化，也可以演示其它明显的形变实验，如矿泉水瓶的形变，握力器的形变，钢尺的形变，也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法.通过演示，介绍我们在做科学研究时，通常将微小变化“放大”以利于观察.二、关于弹力方向讲解的教法建议1、弹力的方向判断是本节的重点，可以将接触面的关系详细为“点——面(平面、曲面)”接触和“面——面”接触.举一些例子，将问题简单化.往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准.如所示的简单图示：2、注意在分析^p 两物体之间弹力的作用时，可以分别对一个物体进展受力分析^p ，确切说明，是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用.配合教材讲解绳子的拉力时，可以用详细的例子，画出示意图加以分析^p .第三节弹力教学方法：实验法、讲解法教学用具：演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物(钩码).教学过程设计(一)、复习提问1、重力是的产生原因是什么?重力的方怎样?2、复习初中内容：形变;弹性形变.(二)、新课教学由复习过渡到新课，并演示说明1、演示实验1：捏橡皮泥，用力拉压弹簧，用力弯动钢尺，它们的形状都发生了改变，教师总结形变的概念.形变：物体的形状或体积的变化叫做形变，形变的原因是物体受到了力的作用.针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念：可以恢复原来形状的形变叫做弹性形变.不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变.2、将钩码悬挂在弹簧上，弹簧另一端固定，弹簧被拉长，提问：(1)钩码受哪些力?(重力、拉力、这二力平衡)(2)拉力是谁加给钩码的?(弹簧)(3)弹簧为什么对钩码产生拉力?(弹簧发生了弹性形变)由此引出弹力的概念：3、弹力：发生弹性形变的物体，会对跟它直接接触的物体产生力的作用.这种力就叫弹力.就上述实验继续提问：(1)弹力产生的条件：物体直接接触并发生弹性形变.(2)弹力的方向提问：课本放在桌子上.书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力?其受力物体、施力物体各是什么?方向如何?与学生讨论，然后总结：4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被压物体).5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被支持物体).继续提问：电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力?其受力物体、施力物体各是谁?方向如何?分析^p 讨论，总结.6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.7、胡克定律弹力的大小与形变有关，同一物体，形变越大，弹力越大.弹簧的弹力，与形变的关系为：在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧的伸长(或缩短)的长度成正比，即：式中叫弹簧的倔强系数，单位：N/m.它由弹簧本身所决定.不同弹簧的倔强系数一般不一样.这个规律是英国科学家胡克发现的，叫胡克定律. 胡克定律的适用条件：只适用于伸长或压缩形变.8、练习使用胡克定律，注意强调为形变量的大小.弹力高中物理教学反思本节课注意了对学生开放性、创新性思维的培养。
物理学中的弹力常数与弹性形变能
物理学中的弹力常数与弹性形变能弹力常数和弹性形变能是物理学中研究弹性力学的重要概念。
弹性力学是研究固体材料在受力作用下产生的形变和恢复原状的力学学科。
了解弹力常数和弹性形变能对于理解固体材料的性质和设计弹性结构具有重要的意义。
首先，我们来了解一下弹力常数。
弹力常数是一个描述材料回复原状的能力的物理量。
它是弹性力学中用于描述材料受力后的形变和恢复力的比例关系的指标。
在弹性体受到外力作用后，产生的形变与施加在上面的力成正比，而与体积无关。
弹力常数可以用于计算材料受到的外力作用导致的弹性形变。
不同材料的弹力常数不同，不同方向的弹力常数也可能不同。
弹力常数有很多不同的类型，比如弹性模量、切变模量和泊松比等。
其中，弹性模量是一个重要的弹力常数，用于描述材料在受到应力作用后的回弹能力。
它是一个描述物体应力-应变关系的物理量，表示单位面积受到的应力引起的相对变形程度。
不同类型的材料有不同的弹性模量，比如钢材的弹性模量约为200 GPa，橡胶的弹性模量约为1 MPa。
切变模量用于描述材料在受到剪切力作用时的形变能力，泊松比用于描述材料在受到拉伸力作用下横向的收缩程度。
接下来，我们来了解一下弹性形变能。
弹性形变能是材料在受力作用下储存的能量。
当一个固体材料受到外力作用而发生形变时，会吸收能量并储存在内部，这部分能量就是弹性形变能。
弹性形变能与材料的弹力常数和形变量有关。
根据胡克定律，弹性形变能等于材料弹力常数与形变量的平方乘积的一半。
弹性形变能的大小决定了材料的弹性回复能力和弹性衰减程度。
经典的弹性形变能公式可以用于计算弹簧、弹性杆等简单弹性结构的力学特性。
了解弹力常数和弹性形变能对于理解和应用弹性力学有着非常重要的意义。
在工程设计中，弹力常数和弹性形变能可以用于计算材料的应力分布、机械结构的强度和变形情况，以及材料的耐久性和寿命。
此外，了解弹力常数和弹性形变能还有助于我们理解弹性体的动力学特性，比如弹性波的传播和反射，以及材料在声波和震动作用下的响应。
高中物理弹力公式
高中物理弹力公式
高中物理中涉及到弹性力的公式是胡克定律，也被称为弹簧定律。
它描述了弹性体（如弹簧、弹性绳等）受到拉伸或压缩时所产生的弹力与其形变的关系。
弹力是指在恢复力的作用下，物体受力变形后，恢复到原始形状时所产生的力。
胡克定律的数学表示为：
F = -kx
其中，
F 表示弹力（单位为牛顿） k 是弹簧系数，也叫做弹性系数或弹性常数（单位为牛顿/米）x 表示弹簧或弹性体的形变（单位为米）
胡克定律表明，弹性力的大小与形变是成正比的，且方向与形变相反。
即，当物体受到拉伸或压缩时，弹力的方向与形变方向相反，且弹力的大小与形变成正比。
这个公式在解析和计算弹簧的行为、弹性体的形变与弹力之间的关系时经常使用。
通过实验或测量，可以确定弹簧系数k的值，并利用胡克定律来计算弹簧的形变或弹力。
它在物理学中应用广泛，帮助解释了许多与弹性体相关的现象和实验。
高一物理弹力知识点 物理弹力的公式和变式
高一物理弹力知识点物理弹力的公式和变式
弹力
⑴发生弹性形变的物体,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力.
⑵产生弹力必须具备两个条件：
①两物体直接接触;
②两物体的接触处发生弹性形变.
2.弹力的方向：物体之间的正压力一定垂直于它们的接触面.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向,在分析拉力方向时应先确定受力物体.
3.弹力的大小
弹力的大小与弹性形变的大小有关,弹性形变越大,弹力越大.
弹簧弹力：F = Kx (x为伸长量或压缩量,K为劲度系数)
4.相互接触的物体是否存在弹力的判断方法
如果物体间存在微小形变,不易觉察,这时可用假设法进行判定.
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胡克定律
内容：P50 公式：F=kx K---劲度系数，单位N/m ---与弹簧的结构有关 x=l-l原 弹簧的形变量
练习P51 练习2、4其余做书本
导学P49—53 今晚做完,组长 负责检查
作业 练习册P35 1-7
练习题答案 1.C 2.BC 3.D 4.D 5. 11.5 6. 20cm 50N/m 7. T N T N N
新课：弹力
阅读：P48-50第二段
物体的形变有哪些？
压缩形变 拉伸形变 弯曲形变 扭曲形变
弹性及弹性限度的概念
弹力的概念
弹力的产生条件 弹力的分类
P49 P50
弹力的方向
弹力的大小
P50
练习
一铁块放在桌面上，下列关于铁块和桌面受力的论 述中，正确的是（ ） C A、铁块和桌面之间有弹力作用，其原因是桌面发 生了形变，铁块并未发生形变 B、桌面受到向下的弹力，是由于桌面发生了形变 C、桌面受到向下的弹力，是由于铁块发生了形变 D、铁块受到向上的弹力，是由于铁块发生了形变
第三章 研究物体间的相互作用
第一节 探究形变与弹力的关系
2006.11.14
力学中的三大力
重力
弹力 摩擦力
复习—— 重力
关于重力，以下说法中正确的是：
A．物体只有落向地面时才受到重力作用 B．物体落向地面时受到的重力大于它静 止时受到的重力 C．物体向上抛出时受到的重力小于它静 止时受到的重力 D．同一物体在同一地点，不论其运动状 态如何，其所受重力都是一样大的
A、重力是由于地球的吸引而产生的， 所以地球上的所有物体都受到重力 B、重力的方向是竖直向下，就是指 向地心 C、重力是物体本身的属性，与外界 条件无关 D、同一物体的重力，所处地理纬度 越高，重力越大
把一条盘放在地上长为L的 匀质铁链向上刚好拉直时，它的 L/2 重心位置升高了_________