高中物理彈力教案
發(fā)表時間:2020-06-22形變與彈力。
第2節(jié)形變與彈力
預(yù)習(xí):
一、形變
1.定義:物體發(fā)生的_______、_______、_______等變化稱為形變。
注意:任何物體在外力的作用下都能發(fā)生形變。只是形變的明顯程度不同。有的形變比較明顯(如彈簧的伸長或縮短),可以直接看出;有的形變微小,需要采用特殊方法才可觀察到.如利用激光反射法演示堅硬桌面的微小形變,利用細管中液面的升降顯示硬玻璃瓶的形變,都是把微小形變放大以利于觀察。把微小變化放大以利于觀察或測量的實驗方法,叫“微量放大法”,這是物理學(xué)中研究問題的一種重要方法。
2.原因:__________________________________________
3.類型:彈性形變:撤去外力后,物體_________________________的形變
范性形變:撤去外力后,物體_________________________的形變
4.彈性限度:當彈性形變達到某一值時,即使撤去外力,物體也不能恢復(fù)原狀,這個值叫______________。
二、彈力
1.定義:物體發(fā)生彈性形變時,會產(chǎn)生一種使物體______________的力,這種力叫做彈力。
2.產(chǎn)生條件:______________、______________
3.大?。焊矬w發(fā)生的_____________________程度有關(guān)
4.方向:總是與物體_____________________相反,即跟物_____________________一致。
說明:支持力、壓力、拉力都是________________。
注意:互相接觸的物體之間是否存在彈力,取決于是否存在形變。有些物體形變明顯,如彈簧的伸長或縮短,很容易判斷出是否有彈力;有些接觸物體間形變不明顯,判斷有無彈力可用假設(shè)法。即假設(shè)把相接觸的某個物體撤去,看研究對象的運動狀態(tài)有無改變:若無改變,則無彈力作用;若發(fā)生改變,則有彈力存在。
常見彈力的方向
1.凡是支持物對物體的支持力,都是支持物因______________而對物體產(chǎn)生的彈力,方向總是______________支持面并______________被支持的物體。
2.凡是一根線(或繩)對物體的拉力,都是這根線(或繩)因為______________而對物體產(chǎn)生的彈力,方向總是指向______________的方向。
四、胡克定律
1.內(nèi)容:在彈性限度內(nèi),彈性體彈力的大小跟彈性體______________(或______________)的長度成______________
2.公式:F=kx
x——伸長(或縮短)的長度,與彈性體本身長度不同。
k——為勁度系數(shù),跟彈性體的粗細、材料、長度等因素有關(guān),這個量反映了彈性體本身的特性,與F和x_______關(guān)。
練習(xí):
1.關(guān)于彈性形變的概念,下列說法中正確的是()
A.物體形狀的改變叫彈性形變。
B.物體在外力停止作用后的形變,叫彈性形變。
C.一根鐵桿用力彎折后的形變就是彈性形變。
D.物體在外力停止作用后,能夠恢復(fù)原來形狀的形變,叫彈性形變。
2.關(guān)于彈力的說法,正確的是()
A.只要兩個物體接觸就一定產(chǎn)生彈力。
B.看不出有形變的物體間一定沒有彈力。
C.只有發(fā)生彈性形變的物體才產(chǎn)生彈力。
D.發(fā)生形變的物體有恢復(fù)原狀的趨勢,對跟它接觸的物體會產(chǎn)生彈力。
3.關(guān)于彈力方向的有關(guān)說法正確的是()
A.放在斜面上的物體受到斜面給的彈力方向是豎直向上的。
B.放在水平地面上的物體受到的彈力方向是豎直向下的。
C.將物體用繩吊在天花板上,繩受物體給的彈力方向是向上的。
D.彈力的方向垂直于接觸面或接觸點的切線而指向受力物體。
4.下列說法正確的是()
A.水杯放在水平桌面上受到一個向上的彈力,這是因為水杯發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的。
B.拿一細竹桿撥動水中漂浮的木塊,木塊受到的彈力是由于木塊發(fā)生形變而產(chǎn)生的。
C.繩對物體的拉力方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。
D.掛在電線下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。
5.如圖示,一個重600N的人用300N的力通過繩子和定滑輪拉一個靜止在地面上重1000N的物體M,則人受到_______力、________力和重力的作用,其大小分別為_______N、_______N、_______N。M對地面的正壓力大小為_______N。
6.按下列要求畫出下圖中物體所受的彈力的示意圖。
(1)圖:斜面對物塊的支持力
(2)圖:墻壁對球的支持力
(3)圖:大球面對小球的支持力
(4)圖:半球形碗內(nèi)壁對桿下端的支持力和碗邊緣對桿的支持力
(5)圖;墻和地面對桿的彈力JaB88.Com
7.兩條勁度系數(shù)均為k的輕彈簧,連接后豎直懸掛。在其中點和下
端同時掛上一個重G的小球,則兩彈簧的伸長之和為()
A.2G/kB.G/kC.3G/kD.G/2k
8.兩長度相同的輕彈簧,其勁度系數(shù)分別為k1=1500N/m,k2=2000N/m,在它們下面掛上同樣重物時,它們的伸長量之比x1:x2=________;當它們伸長同樣長度時,所掛重物的重力之比G1:G2=__________。
閱讀材料:羅伯特胡克(HookeRobert1635—1703)是17世紀英國最杰出的科學(xué)家之一。
他在力學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)等諸多方面都有重大成就。他所設(shè)計和發(fā)明的科學(xué)儀器在當時是無與
倫比的。他本人被譽為是英國皇家學(xué)會的“雙眼和雙手”。
1653年,胡克進入牛津大學(xué)里奧爾學(xué)院學(xué)習(xí)。在這里,他結(jié)識了一些頗有才華的科學(xué)界人士。這些人后來大都成為英國皇家學(xué)會的骨干。1655年,胡克被推薦給玻意耳當助手,在玻意耳的實驗室工作。1663年,胡克獲得了文學(xué)碩士學(xué)位,并且被選為皇家學(xué)會會員。1665年,胡克擔(dān)任格列夏姆學(xué)院幾何學(xué)、地質(zhì)學(xué)教授,并從事天文觀測工作。1676年,胡克發(fā)表了著名的彈性定律。1677年至1683年就任英國皇家學(xué)會秘書并負責(zé)出版會刊。早在1663年,胡克就起草了皇家學(xué)會章程草案,規(guī)定學(xué)會的宗旨是“靠實驗來改進有關(guān)自然界諸事物的知識,以及一切有關(guān)的藝術(shù)、制造、實用機械、發(fā)動機和新發(fā)明(不牽涉神學(xué)、形而上學(xué)、道德、政治、語法修辭或邏輯)”。胡克作為該學(xué)會的實驗工作與日常事務(wù)探辦人,在長達20多年的學(xué)會活動中,接觸并深入到當時自然科學(xué)活躍的前沿領(lǐng)域,且均做出了自己的貢獻。
胡克在力學(xué)方面貢獻尤為卓著。他從1661年開始積極參加了皇家學(xué)會研究重力本質(zhì)的專門委員會的活動。為了確定物體重力與地心距離的關(guān)系,他用一架精密天平放在威斯特敏斯特
教堂的塔尖上,稱量一塊鐵和一段很長的繩子的重量,然后將這塊鐵掛在繩子的末端再稱,看
是否因為鐵塊十分接近地面而改變重量,結(jié)果并無測出明顯的改變。后來他又在舊圣保羅教堂
重作了這一實驗。1674年,胡克發(fā)表了《從觀察角度證明地球周年運動的嘗試》的論文,文
申根據(jù)修正的慣性原理,從行星受力平衡觀占’出發(fā),提出了行星運動的三條假設(shè):l.一切天
體都具有傾向其中心的吸引作用或重力,它不僅吸引其本身各部分,并且還吸引其作用范圍內(nèi)
的其它天體;2.每一物體都保持平直、簡單的運動而且繼續(xù)沿直線前進,直到受到其它作用
力影響,因而改變?yōu)閳A、橢圓或其他曲線運動為止;3.受到吸引力作用的物體,越靠近吸引
中心,其吸引力也越大。胡克在1679年給牛頓的信中正式提出了引力與距離平方成反比的觀
點,但他并沒有將自己的引力思想如牛頓所作的那樣用數(shù)學(xué)式子表示出來,并用太陽、地-球、
月亮、行星和地球上物體的運動實倒采加以驗證。因此,把發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的殊榮被牛頓獨
占,但胡克的某些想法對牛頓完成萬有引力的研究是起著積極的啟示作用的。彈性定律是胡
克最重要的發(fā)現(xiàn)之一,也是力學(xué)最重要基本定律之一.胡克的彈性定律指出:在彈性限度內(nèi),
彈簧的彈力f和彈簧的長度x成正比,即f=kx。k是物質(zhì)的彈性系數(shù),它由材料的性質(zhì)所決
定,負號表示彈簧所產(chǎn)生的彈力與其伸長(或壓縮)的方向相反。為了證實這一定律,胡克做
了大量實驗,制作了各種材料構(gòu)成的各種形狀的彈性體。
胡克在儀器的制造和改進方面的特長;早在其作為玻意耳的助手時就顯露出來.他協(xié)助
玻意耳三次改進了真空泵。第三次改進后的抽氣機已具有現(xiàn)代真空泵的雛形。利用這—設(shè)備,
玻意耳和胡克完成了氣體的玻意耳定律實驗。胡克改進的儀器有復(fù)式顯微鏡和用指針讀數(shù)的輪
式氣壓計等.他還建議用液體的凝固點及膨脹或收縮程度來作為溫標刻度的根據(jù)。胡克曾經(jīng)設(shè)
計過一架大型的。氣候鐘”,用以測量和記錄風(fēng)力、風(fēng)向、溫度、壓強、和濕度、降雨量等。
由于胡克和玻意耳對皇家學(xué)會起著積極的作用,因而人們稱頌他們:“如果說玻意耳是皇家學(xué)
會幕后的靈魂,那么胡克提供學(xué)會的就是雙眼和雙手了”。胡克熱愛科學(xué)事業(yè),并為此奉獻了
一生。他研究的面十分廣泛,如建筑、化石、氣象等,他都有所涉獵和貢獻。但作為科學(xué)家的
素養(yǎng),胡克還缺少熟練雄厚的數(shù)學(xué)與邏輯推理功力作為進行研究和思維的武器,這樣便不容易
從理論和實踐的結(jié)合上透徹地分析與解決問題。這也是胡克與牛頓相比的遜色之處。
相關(guān)知識
探究形變與彈力的關(guān)系學(xué)案
3.1探究形變與彈力的關(guān)系學(xué)案(粵教版必修1)
1.形變:物體在力的作用下______發(fā)生改變的現(xiàn)象.
2.彈性形變:物體在形變后撤去作用力時能夠完全__________的形變.
3.彈性限度:當形變超過一定的限度,撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)__________,這個限度叫彈性限度.
4.彈力:發(fā)生__________的物體由于要恢復(fù)原狀,對與它接觸的物體產(chǎn)生的力.
5.彈力的產(chǎn)生條件
(1)兩物體______;(2)發(fā)生____________.
6.常見彈力
平時所說的______、________和______都是彈力,繩中的彈力通常稱為______.
7.彈力的方向
(1)壓力和支持力的方向______于兩物體的接觸面.
(2)繩的拉力方向沿著繩且指向繩______的方向.
8.胡克定律
(1)內(nèi)容:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力F的大小與________________成正比.
(2)公式:______,其中k為彈簧的__________,單位:牛頓每米,符號:____________,它的大小反映了彈簧的軟硬程度.
9.物理學(xué)中用一帶有________的線段來表示力,________的方向表示力的方向,得到的圖稱為____________;用線段的長度表示力的大小,線段的箭頭指向力的方向,箭尾(或箭頭)表示力的作用點,得到的圖叫做__________.
一、彈性形變
[問題情境]
1.壓縮彈簧、海綿,用手彎曲竹片,我們能明顯地觀察到什么現(xiàn)象?
2.我們用力拉彈簧直到不能再伸長會看到什么現(xiàn)象?
[要點提煉]
1.物體在力的作用下形狀或______發(fā)生改變的現(xiàn)象,叫做形變.
2.物體發(fā)生形變后在撤去外力時能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做______形變.
3.彈性限度:如果形變過大,超過了一定的限度,撤去作用力后,物體就不能完全恢復(fù)原來的形狀,這個限度叫做彈性限度.彈簧在使用過程中不能超過其彈性限度.
二.彈力
[問題情境]
你用扁擔(dān)挑過水嗎?打過彈弓嗎?玩過蹦蹦床嗎?練過拉力器嗎?總結(jié)一下,在這些活動中你感受到了什么樣的作用力?在物理學(xué)中把它們叫做什么力?
[要點提煉]
1.定義:發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對跟它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力.
2.彈力產(chǎn)生的條件:(1)物體直接相互________;(2)物體發(fā)生__________.
3.彈力的方向:跟物體恢復(fù)形狀的方向______.
(1)一般情況:凡是支持物對物體的支持力,都是支持物因發(fā)生形變而對物體產(chǎn)生的彈力;支持力的方向總是垂直于支持面并指向被支持的物體.
(2)一般情況:凡是一根線(或繩)對物體的拉力,都是這根線(或繩)因為發(fā)生形變而對物體產(chǎn)生的彈力;拉力的方向總是沿線(或繩)的方向.
(3)彈力方向的特點:由于彈力的方向跟接觸面垂直,面面接觸、點面接觸時彈力的方向都是垂直于接觸面的.
彈力的大小:與形變大小有關(guān).一般來說形變越大,彈力越大.
三、胡克定律
[要點提煉]
1.胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力F的大小與彈簧的______________成正比,即F=kx,其中k是彈簧的勁度系數(shù),單位的符號是N/m.
2.注意的問題
(1)胡克定律的成立是有條件的,就是彈簧發(fā)生“__________”,即必須在彈性限度內(nèi).
(2)F=kx中的x是彈簧的________,是彈簧的伸長(或縮短)的長度,而不是彈簧的長度.
(3)F=kx中的k是彈簧的勁度系數(shù),它反映了彈簧的軟硬程度,大小由彈簧本身的性質(zhì)決定,與彈力的大小______.
(4)在應(yīng)用F=kx時,要把各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中.
(5)公式ΔF=kΔx可作為胡克定律的推論使用,式中ΔF、Δx分別表示彈力變化量和形變變化量.
(6)判斷彈簧彈力的方向時,要注意彈簧是被拉伸還是被壓縮或兩者均有可能,計算彈簧彈力大小的方法一般是根據(jù)胡克定律,有時也根據(jù)平衡條件來計算.
例1關(guān)于彈力的產(chǎn)生,下列說法正確的是()
A.只要兩物體相接觸就一定產(chǎn)生彈力
B.只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力
C.只要物體發(fā)生形變就一定產(chǎn)生彈力
D.只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力作用
聽課記錄
例2如圖1所示,一個球放在“V”形兩光滑面AC和AB上,處于靜止狀態(tài),請畫出球所受的彈力.
圖1
變式訓(xùn)練1如圖2所示,光滑但質(zhì)量分布不均勻的小球的球心在O點,重心在P點,靜止在豎直墻和桌邊之間.試畫出小球所受彈力.
圖2
例3豎直懸掛的彈簧下端,掛一重為4N的物體時彈簧長度為12cm;掛重為6N的物體時彈簧長度為13cm,則彈簧原長為______cm,勁度系數(shù)為______N/m.
聽課記錄
圖3
變式訓(xùn)練2如圖3所示,A、B兩物體的重力分別是GA=3N,GB=4N.A用細線懸掛在頂板上,B放在水平面上,A、B間輕彈簧中的彈力F=2N,則細線中的張力FT及B對地面的壓力FN的可能值分別是()
A.5N和6NB.5N和2N
C.1N和6ND.1N和2N
圖4
例4如圖4所示,疊放的物體A、B靜止于水平地面上,物體A對物體B的壓力是10N,試畫出這個力的圖示和示意圖.
圖5
例5如圖5所示,一個質(zhì)量分布均勻的球放在互成120°角的兩塊光滑平面之間,保持靜止狀態(tài),球與水平面AB相切于a點,與傾斜面AC相切于b點,試分析球的受力情況,畫出球的受力示意圖.
圖6
變式訓(xùn)練3如圖6所示,一小球用兩根輕繩掛于天花板上,小球靜止,繩1傾斜,繩2恰好豎直,則小球所受的作用力有()
A.1個B.2個
C.3個D.4個
【即學(xué)即練】
1.下列有關(guān)彈力的一些說法中,正確的是()
A.只有彈簧才有可能施加彈力
B.施加彈力的物體一定有形變
C.墨水瓶放在課桌上,墨水瓶對課桌施加了彈力,但墨水瓶并沒發(fā)生形變
D.壓力就是豎直向下壓的力
2.將一本書放在水平桌面上靜止,則下面說法中正確的是()
A.書對桌面的壓力就是書受的重力,施力物體是地球
B.書對桌面的壓力是彈力,在數(shù)值上等于書受的重力
C.書對桌面的壓力是彈力,是由于書發(fā)生形變而產(chǎn)生的
D.書能靜止,是由于書的重力大于桌面對書的支持力
3.下列敘述中錯誤的是()
A.壓力、支持力和拉力都是彈力
B.壓力和支持力的方向總垂直于接觸面
C.輕繩、輕桿上產(chǎn)生的彈力總是在沿繩、桿的直線上
D.輕桿不同于輕繩,彈力的方向可以不在沿桿的直線上
4.畫出圖中小球或桿所受彈力的示意圖.
參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
1.形狀2.恢復(fù)原狀3.原來的形狀
4.彈性形變5.(1)接觸(2)彈性形變
6.壓力支持力拉力張力
7.(1)垂直(2)收縮
8.(1)彈簧的伸長(或縮短)量x(2)F=kx勁度系數(shù)N/m
9.箭頭箭頭力的示意圖力的圖示
核心知識探究
一、
[問題情境]
1.觀察到形狀或體積發(fā)生了改變.
2.彈簧被拉直后不能恢復(fù)原長.
[要點提煉]
1.體積2.彈性
二、
[問題情境]
它們是壓力、拉力、支持力等,都是接觸力,在物理學(xué)中叫彈力.日常生活中,推、拉、提、壓是彈力常見的表現(xiàn)形式.
[要點提煉]
2.(1)接觸(2)彈性形變3.相同
三、
[要點提煉]
1.伸長(或縮短)量x
2.(1)彈性形變(2)形變量(3)無關(guān)
解題方法探究
例1D
例2如下圖所示.
解析由于球受到豎直向下的重力作用,一定與AB面和AC面相互擠壓,所以球一定受到兩斜面的彈力作用,彈力的方向與斜面形變的方向相反,分別垂直于AB面和AC面指向球體.
此題也可以用假設(shè)法判斷,假設(shè)去掉其中一個斜面則球都不能靜止,由此可知兩斜面對球都有彈力作用.
變式訓(xùn)練1如圖所示.
解析由于彈力的方向總是垂直于接觸面,在A點,彈力F1應(yīng)該垂直于球面,所以沿半徑方向指向球心O;在B點彈力F2垂直于墻面,因此也沿半徑指向球心O.
例310200
解析彈簧下端懸掛物體時彈簧要伸長,由胡克定律得知:彈簧的拉力與彈簧伸長量成正比,即F=kx,其中k為勁度系數(shù),x為彈簧伸長量,x在數(shù)值上等于伸長后總長度L減去原長L0,即x=L-L0.改變懸掛重物的重力,伸長量變化,這樣可以列出兩個方程,通過方程組可求出彈簧原長和勁度系數(shù).
設(shè)彈簧的原長為L0,勁度系數(shù)為k,設(shè)掛G1=4N的重物時彈簧的長度為L1,掛G2=6N的重物時彈簧的長度為L2,則L1=12cm,L2=13cm,由胡克定律得:
G1=k(L1-L0)
G2=k(L2-L0)
代入數(shù)據(jù)解得:L0=10cm,k=200N/m
即彈簧原長為10cm,勁度系數(shù)為200N/m.
變式訓(xùn)練2BC
例4見解析
解析(1)畫力的圖示:
①選定標度:此題用2mm長的線段表示2N的力.
②從作用點沿力的方向畫一線段,線段長短根據(jù)選定的標度和力的大小成正比,線段上加刻度,如圖甲所示,也可以如圖乙所示,從O點(用O點代替B物體)豎直向下畫一段五倍于標度(即10mm)的線段;
③在線段上加箭頭表示力的方向.
(2)畫力的示意圖:從作用點或從B的中心處沿力的方向畫一線段,并加上箭頭,表示方向,然后標明FN=10N即可,如圖丙所示.
例5見解析
解析解法一放在水平面上的球,由于受到重力的作用而擠壓水平面,使水平面和球同時發(fā)生微小形變.水平面AB由于發(fā)生微小的壓縮形變后要恢復(fù)原狀,對球產(chǎn)生垂直于水平面向上的彈力Fa.球與傾斜面AC相切于b點,球是否受到AC面對它的彈力作用呢?假設(shè)把AC面輕輕地從左側(cè)拆除,將觀察到球仍保持靜止狀態(tài).現(xiàn)球與AC面雖然在b點接觸,但不相互擠壓,不發(fā)生形變,故AC面對球沒有彈力作用.綜上所述,球受到重力G和水平面AB對它的支持力Fa兩個力的作用,保持靜止狀態(tài),滿足二力平衡的條件,F(xiàn)a=G,受力示意圖如圖甲所示.
甲乙
解法二假設(shè)法
假設(shè)所有與研究對象接觸的物體都施加了彈力,畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力圖,判斷受力情況與原有狀態(tài)是否矛盾.若矛盾,說明假設(shè)不正確,則兩者間無彈力產(chǎn)生;若不矛盾,說明假設(shè)正確,則有彈力產(chǎn)生.現(xiàn)用這種思路再分析上例.假設(shè)AC面和水平面AB對球體都產(chǎn)生彈力,分別為Fb和Fa.對球體進行受力分析如圖乙所示.由圖可知,F(xiàn)b的存在顯然不能使球體處于靜止狀態(tài),與題設(shè)條件(球體靜止)相矛盾.故AC面對球體無彈力.
變式訓(xùn)練3B
即學(xué)即練
1.B2.BC3.C
4.如圖所示
彈力
彈力
知識目標
(1)知道什么是彈力,彈力產(chǎn)生的條件
(2)能正確使用彈簧測力計
(3)知道形變越大,彈力越大
重點難點
重點:什么是彈力,正確使用彈簧測力計。
難點:彈簧測力計的測量原理。
【要點導(dǎo)學(xué)】
1.物體在外力的作用下,所發(fā)生的或的改變叫形變,在外力停止作用后,能夠的形變叫彈性形變。
2.發(fā)生形變的物體,由于要回復(fù)原狀,對跟它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力.
3.彈力產(chǎn)生的條件:
(1)兩物體必須直接接觸;
(2)兩物體接觸處發(fā)生形變(相互擠壓).
彈力是接觸力.互相接觸的物體間也不一定有彈力,要看接觸處是否發(fā)生形變.有些形變不容易看出,可用假設(shè)法判定.
4.彈力的方向是從施力物體指向受力物體,與施力物體的形變方向相反.具體地說:
(1)繩的拉力方向總是沿繩而指向繩收縮的方向.
(2)壓力的方向垂直于支持面而指向被壓的物體,支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物體.
5.胡克定律F=kx
(1)上式適用于發(fā)生彈性形變(在彈性限度內(nèi))時,彈簧拉伸或壓縮形變所產(chǎn)生的彈力的大小計算.
(2)式中的k為彈簧的勁度系數(shù),是彈簧本身的一種物理性質(zhì),與外力無關(guān),其大小只與彈簧的長短、粗細及材料有關(guān).
(3)x為彈簧的形變量的大小。
【范例精析】
例1一個物體放在水平地面上,下列關(guān)于物體和地面受力情況的敘述中,正確的是()
A.地面受到向下的彈力是因為地面發(fā)生了形變
B.地面受到向下的彈力是因為物體發(fā)生了形變
C.物體受到向上的彈力是因為地面發(fā)生了形變
D.物體受到向上的彈力是因為物體發(fā)生了形變
解析:地面受到向下的壓力,這個壓力的施力物是物體,所以應(yīng)該是因為物體的形變產(chǎn)生了對地面的壓力,故B是正確的選項。
物體受到向上的彈力,這個彈力的施力物是地面,所以應(yīng)該是地面的形變產(chǎn)生了對物體的彈力,故C也是正確的選項。
本題正確的選項是BC。
拓展:通過本題可以看出,彈力也是成對產(chǎn)生的。甲對乙擠壓使乙產(chǎn)生形變,乙就會對甲產(chǎn)生彈力;同時乙對甲的彈力也使甲產(chǎn)生形變,甲的形變就對乙產(chǎn)生了彈力。一個物體的形變只能對別的物體產(chǎn)生彈力,不能對自己產(chǎn)生彈力。
正確解答C
例2.如圖3-2-1所示,一個球形物體靜止于光滑水平面,并與豎直光滑墻壁接觸,A、B兩點是球跟墻和地面的接出點,則下列說法正確的是()
A.物體受重力、B點的支持力、A點的彈力作用
B.物體受重力、B點的支持力作用
C.物體受重力、B點的支持力、地面的彈力作用
D.物體受重力、B點的支持力、物體對地面的壓力作用
解析:本題要排除二個干擾,一是地面的彈力就是B點的支持力;二是A點有沒有彈力,在A點球雖然與墻壁接觸但相互間沒有擠壓,所以在A點沒有彈力。那么怎么樣判斷A點沒有相互擠壓的呢?我們可以用假設(shè)法,設(shè)想A處的墻壁撤消,球仍然保持靜止狀態(tài),所以在A處沒有彈力。
本題正確的選項是B。
拓展:在某些接觸點處有無彈力難以確定時都可以用上述的假設(shè)法判斷。我們設(shè)想B處的水平地面撤消,那么球就會下落,這就說明B處是有彈力的。例如圖3-2-2中要判斷靜止的球與光滑平面AB、BC之間是否有彈力作用?
我們也可以用假設(shè)法:若將AB去掉,看受力物體球仍可以保持靜止狀態(tài).故球A只受一個彈力N作用.
例3.畫出下列物體(物塊或球)受到的彈力。
解析:根據(jù)彈力產(chǎn)生的因素:物體相互接觸;物體間有彈性形變??僧嫵龈魑矬w所受的彈力情況。
拓展:支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體,與使物體發(fā)生形變的外力方向相反.平面與平面接觸,彈力方向垂直于平面;平面與曲面接觸,彈力方向垂直于平面,也垂直于曲面的切線;曲面與曲面接觸,彈力方向垂直于公切線;點與平面接觸,彈力方向垂直于平面;點與曲面接觸,彈力方向垂直與曲面的切線方向.繩子產(chǎn)生的彈力方向總是沿繩子方向。
例4一彈簧受到80牛的拉力作用時彈簧伸長為14㎝,彈簧受到40牛的壓力作用時,彈簧長度為8㎝,試求該彈簧的勁度系數(shù)與原長.
解析:彈簧受拉力伸長時胡克定律的形式為F1=k(L1-L0),
即80=k(14-L0)
彈簧受壓力縮短時胡克定律的形式為F2=k(L0-L2),
即40=k(L0-8),
有上面兩式可得到
k=20N/cm,L0=10cm
拓展:應(yīng)用胡克定律解題時,一定要正確找出形變量(一般應(yīng)確定彈簧未形變時端點的位置),即拉伸或壓縮的長度,而本題中的14cm和8cm,均指彈簧在某狀態(tài)時的長度.
【能力訓(xùn)練】
1.產(chǎn)生彈力的條件是______________.接觸并且有形變
2.除拉伸或縮短形變外,還有______形變和_______形變。彎曲,扭轉(zhuǎn)
3.壓力和支持力的方向總是_______接觸面,壓力指向被____的物體,支持力指向被______的物體;繩子的張力(拉力)總是沿著__________的方向.垂直于,壓,支持;繩子收縮
4.彈力的大小與發(fā)生形變的物體的________有關(guān),還與形變的_____有關(guān);對于發(fā)生彈性形變的彈簧而言,彈力與彈簧的形變量(伸長或縮短的長度)成______.一彈簧的勁度系數(shù)為500N/m,它表示_______________________________,若用200N的力拉彈簧,則彈簧的伸長量為_____m.材料,程度,正比該彈簧形變量為1m時產(chǎn)生彈力500N0.4
5.關(guān)于彈性形變的概念,下列說法中正確的是(D)
A.物體形狀的改變叫彈性形變
B.物體在外力停止作用后的形變,叫彈性形變
C.一根鐵桿用力彎折后的形變就是彈性形變
D.物體在外力停止作用后,能夠恢復(fù)原來形狀的形變,叫彈性形變
6.關(guān)于彈力下列說法正確的是(BCD)
A.靜止在水平面上的物體所受的重力就是它對水平面的壓力
B.壓力、支持力、繩中的張力都屬于彈力
C.彈力的大小與物體的形變程度有關(guān),在彈性限度內(nèi)形變程度越大,彈力越大
D.彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同
7物體A受到外力作用發(fā)生彈性形變時,發(fā)生形變的物體A對使它發(fā)生形變的物體B產(chǎn)生彈力作用,下列說法中正確的是(CD)
A.物體A先發(fā)生形變,后產(chǎn)生彈力
B.物體A先產(chǎn)生彈力,后發(fā)生形變
C.彈力和形變是同時產(chǎn)生同時變化的
D.物體A由于形變而對物體B產(chǎn)生了彈力作用
8.如圖3-2-5所示,物體A靜止在斜面B上.下列說法正確的是(CD)
A.斜面B對物塊A的彈力方向是豎直向上的
B.物塊A對斜面B的彈力方向是豎直向下的
C.斜面B對物塊A的彈力方向是垂直斜面向上的
D.物塊A對斜面B的彈力方向跟物塊A恢復(fù)形變的方向是相同的
9關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)k,下列說法正確的是(B)
A.與彈簧所受的拉力大小有關(guān),拉力越大,k值也越大
B.由彈簧本身決定,與彈簧所受的拉力大小及形變程度無關(guān)
C.與彈簧發(fā)生的形變的大小有關(guān),形變越大,k值越小
D.與彈簧本身特性,所受拉力的大小.形變大小都無關(guān)
10如圖3-2-6所示,小球A系在堅直拉緊的細繩下端,球恰又與斜面接觸并處于靜止狀態(tài),則小球A所受的力是(A)
A.重力和繩對它的拉力
B.重力、繩對它的拉力和斜面對它的彈力
C.重力和斜面對球的支持力
D.繩對它的拉力和斜面對它的支持力
11畫出圖中A物體所受彈力的示意圖
12.將G=50N的物體懸掛在輕質(zhì)彈簧上,彈簧伸長了2.0cm,靜止時彈簧的彈力是多大?彈簧的勁度系數(shù)多大(如圖甲)將彈簧從掛鉤處摘下,在0點施加一個豎直向上的50N的拉力(圖乙),物體仍然靜止,那么彈簧的伸長量又是多少?50N,2500N/m2.0cm
13.如圖3-2-9所示,是探究某根彈簧的伸長量x與所受拉力F之間的關(guān)系圖,下列說法中正確的是(BC)
A.彈簧的勁度系數(shù)是2N/m
B.彈簧的勁度系數(shù)是2X103N/m
C.當彈簧受F2=800N的拉力作用時,彈簧伸長為x2=40cm
D.當彈簧伸長為x1=20cm時,彈簧產(chǎn)生的拉力是F1=200N
彈力教案
一名優(yōu)秀負責(zé)的教師就要對每一位學(xué)生盡職盡責(zé),高中教師要準備好教案,這是每個高中教師都不可缺少的。教案可以保證學(xué)生們在上課時能夠更好的聽課,使高中教師有一個簡單易懂的教學(xué)思路。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎?小編為此仔細地整理了以下內(nèi)容《彈力教案》,相信您能找到對自己有用的內(nèi)容。
彈力整體設(shè)計
教材分析
1.形變:物體發(fā)生形變是力作用的結(jié)果,形變方式有形狀及體積的改變,任何物體只要受到力的作用必發(fā)生形變,只不過有些形變程度很小,只有通過儀器及實驗手段才能明顯顯示出來,在力的作用下不發(fā)生形變的物體是不存在的.形變的種類有兩種:一種是彈性形變,一種是非彈性形變.
2.彈力:彈力是接觸力,物體間產(chǎn)生彈力,兩物體必互相接觸且發(fā)生彈性形變,這兩個條件缺一不可.兩接觸物體是否發(fā)生彈性形變,可用假設(shè)法來判定,若假設(shè)接觸的物體間有彈性形變,則有彈力作用,若物體所處的狀態(tài)與事實不相符,則假設(shè)不成立,無彈力作用.
教學(xué)建議
物體在力的作用下發(fā)生形變的情況應(yīng)多演示幾個實驗,同時做好顯示微小形變的實驗.胡克定律應(yīng)先通過演示實驗讓學(xué)生猜測,然后通過分組實驗讓學(xué)生探究,并比較各組所用不同彈簧F與x的比值不同.
“演示實驗”:課本上的演示實驗可以先讓學(xué)生根據(jù)初中知識分析,如果桌子在壓力作用下發(fā)生形變,則會出現(xiàn)什么現(xiàn)象;反之,如果出現(xiàn)該現(xiàn)象,則說明了什么,而且,根據(jù)墻上光斑移動的方向判斷桌子形變的方向,桌子形變的程度與施加壓力的大小有什么關(guān)系.
“思考與討論”:課本上的思考與討論,可以先演示形變明顯的彈性繩的作用效果,讓學(xué)生分析,再演示形變不明顯的繩子的作用情況,然后讓學(xué)生分析、討論,最后總結(jié)完善.
教學(xué)重點
彈力產(chǎn)生的條件及彈力方向的判定,胡克定律的內(nèi)容及應(yīng)用.
教學(xué)難點
接觸的物體是否發(fā)生形變及彈力方向的確定.
課時安排
1課時
三維目標
知識與技能
1.知道什么是彈力以及彈力產(chǎn)生的條件.
2.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中正確畫出力的方向.
3.知道彈力大小的決定因素及胡克定律.
過程與方法
通過探究彈力的存在,使學(xué)生體會假設(shè)推理法及微量放大法解決問題的巧妙.
情感態(tài)度與價值觀
觀察和了解形變的有趣現(xiàn)象,感受自然界的奧秘,培養(yǎng)對科學(xué)的好奇心和求知欲.
課前準備
各種彈簧、橡皮筋(泥)、鋼尺、細鋼絲、微小形變演示、多媒體課件
教學(xué)過程
導(dǎo)入新課
情景導(dǎo)入
(課件展示)多媒體播放拉弓射箭、蹦極、跳水等情景:
射箭蹦極水
圖3-2-1
讓學(xué)生試著回答以上動作的完成有什么共同特點.
結(jié)論:都離不開物體的彈性作用.
彈性物體對作用對象的作用我們稱之為彈力,本節(jié)課我們就來研究彈力產(chǎn)生的條件及其方向的判定等系列問題.
感知導(dǎo)入
學(xué)生分成幾個小組,每組分發(fā)一根細鐵絲.讓大家自己動手制作成一個小彈簧,然后輕輕地拉一拉或者壓一壓,并說出自己的感受.
總結(jié):當手拉或壓彈簧時,都要給彈簧一個力的作用,也就是說手都要受到彈簧的力的作用.
那么,這又是什么力呢?它是怎樣產(chǎn)生的呢?它的大小、方向各如何呢?
推進新課
一、彈性形變和彈力
實驗演示1:
壓縮彈簧、海綿,用手彎曲竹片,我們能明顯地觀察到什么現(xiàn)象?
結(jié)論:看到形狀或體積改變,我們就把物體形狀或體積的變化叫做形變.
情景設(shè)置:給學(xué)生提供不同的物體,教師引導(dǎo)學(xué)生使物體的形狀或體積發(fā)生變化(設(shè)計意圖:學(xué)生親身經(jīng)歷探究過程,明確兩類形變)
討論交流:物體的形變有兩種情況:一種是物體在形變后能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做彈性形變,如彈簧的形變、竹片的形變等;另一種是物體在形變后,撤去外力物體也不能夠恢復(fù)原狀的形變,這種形變叫做非彈性形變.
閱讀(課件展示):
凡物體受到外力而發(fā)生形狀變化謂之“形變”.物體由于外因或內(nèi)在缺陷,物質(zhì)微粒的相對位置發(fā)生改變,也可引起形態(tài)的變化.形變的種類有:
1.縱向形變:桿的兩端受到壓力或拉力時,長度發(fā)生改變;
2.體積形變:物體體積大小的改變;
3.切變:物體兩相對的表面受到在表面內(nèi)的(切向)力偶作用時,兩表面發(fā)生相對位移,稱為切變;
4.扭轉(zhuǎn):一圓柱狀物體,兩端各受方向相反的力矩作用而扭轉(zhuǎn),稱扭轉(zhuǎn)形變;
5.彎曲:兩端固定的鋼筋,因負荷而彎曲,稱彎曲形變.
【實驗探究】怎么才能夠使物體發(fā)生形變呢?(分組合作進行實驗探究、討論,不難得出結(jié)論)
結(jié)論:物體間相互接觸并相互擠壓.
學(xué)生實驗:鼓勵大家自己使勁拉課下制作好的小彈簧,拉到再不能伸長為止.
現(xiàn)象:彈簧被拉直后不能恢復(fù)原長.
結(jié)論:如果形變過大,超過一定的限度,撤去外力作用后,物體就不能完全恢復(fù)原來的形狀,這個限度叫做彈性限度.
彈性限度微觀解釋(設(shè)計意圖:教師引導(dǎo)提高的過程)
教師精講:鐵絲在被拉伸過程中,其形變與銅原子的引力范圍有關(guān).當鐵絲被拉伸時,由于鐵原子的引力,鐵絲可以恢復(fù)到原來的長度,這屬于彈性形變的范圍;但是若繼續(xù)拉鐵絲,當鐵原子間的距離拉得太大時,鐵原子的引力不能使其恢復(fù)到原來的位置,這時鐵絲就無法恢復(fù)到原長甚至?xí)嗔?
問題設(shè)置:發(fā)生彈性形變的物體有什么用途呢?
引導(dǎo)學(xué)生舉出彎弓射箭、撐桿起跳、拍打籃球、擊打網(wǎng)球等例子.
師生交流討論以上例子的本質(zhì).
結(jié)論:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀,對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力.
問題設(shè)置:任何物體都能發(fā)生形變嗎?
此時教師可以在桌子上放一本書,借此提問桌子會發(fā)生形變嗎?
(學(xué)生可能回答不發(fā)生形變)
演示實驗2:
教師向?qū)W生作顯示微小形變裝置的簡單介紹.
實驗:入射光的位置不變,將光線經(jīng)M、N兩平面鏡兩次反射,射到一個刻度尺上,形成一光亮點.如圖3-2-2,讓一學(xué)生用力壓桌面,同學(xué)們會看到什么現(xiàn)象?
學(xué)生會看到光點在刻度尺上移動.
圖3-2-2
學(xué)生分析:桌面有了形變,使M、N平面鏡的位置發(fā)生了微小的變化.
總結(jié):我們通常用眼看到一些物體發(fā)生形變,還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.所以,一切物體都在力的作用下會發(fā)生形變.
演示實驗3:
(課件展示)多媒體課件展示教材55頁圖3.2-2有機玻璃的形變.
歸納:一塊三角形有機玻璃壓在另一塊有機玻璃上,發(fā)生的形變很小,肉眼不能看出來.但是形變使有機玻璃內(nèi)部不同部位的光學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生了差異,讓特殊的光通過時,就完全可以看到這種差異.
二、幾種彈力
事實上,只要兩個相互接觸的物體相互擠壓,就一定能產(chǎn)生彈力的作用.可見,彈力的產(chǎn)生需兩個條件:直接接觸并發(fā)生形變.
常見的彈力除了以上講到的外,還有支持力和拉力等.
彈力的方向:一般情況下,凡是支持物對物體的支持力,都是支持物因發(fā)生形變而對物體產(chǎn)生彈力,所以支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體.
教師精講:放在水平桌面上的書,由于重力的作用而壓迫桌面,使書和桌面同時發(fā)生微小形變,書要恢復(fù)原狀,對桌面產(chǎn)生垂直于桌面向下的彈力F1,這就是書對桌面的壓力;桌面由于發(fā)生微小的形變,對書產(chǎn)生垂直于書面向上的彈力F2,這就是桌面對書的支持力.如圖3-2-3.
圖3-2-3圖3-2-4
學(xué)生活動:靜止地放在傾斜木板上的書,書對木板有壓力,木板對書有支持力.指導(dǎo)學(xué)生并畫出力的示意圖.如圖3-2-4.
結(jié)論:壓力、支持力都是彈力.壓力的方向總是垂直于支持面而指向被壓的物體,支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體.
圖3-2-5
引導(dǎo)學(xué)生分析靜止時懸繩對重物的拉力及方向.如圖3-2-5.
引導(dǎo)得出:懸掛物由于重力的作用而拉緊懸繩,使重物、懸繩同時發(fā)生微小的形變.重物由于發(fā)生微小的形變,對懸繩產(chǎn)生豎直向下的彈力F1,這是物對繩的拉力;懸繩由于發(fā)生微小形變,對物產(chǎn)生豎直向上的彈力F2,這就是繩對物體的拉力.
結(jié)論:拉力是彈力,方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向.
課堂訓(xùn)練(課件展示)
畫出下列各靜止物體的彈力(接觸面光滑).
圖3-2-6
分析:彈力的方向總跟接觸的面垂直,面與面接觸,點與面接觸,都是垂直于面;點與點的接觸要找兩接觸點的公切面,彈力垂直于這個公切面指向被支持物.
問題:像B圖中,斜面與球間有無彈力?
對小球狀態(tài)進行分析:如果小球受到斜面彈力,小球在水平方向上不會靜止,會向右運動,由此可判定小球不受斜面的彈力.這是判定相接觸的物體間是否有彈力的基本方法,說明兩接觸物體接觸但沒有發(fā)生形變.
分析完后,分別讓學(xué)生畫出彈力如圖3-2-6.
三、胡克定律
下面我們大家設(shè)計一個實驗,實驗的目的是尋找與彈簧的彈力有關(guān)的因素.
學(xué)生設(shè)計實驗,然后分組實驗.
參考實驗案例
圖3-2-7
如圖3-2-7所示,用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力,系統(tǒng)靜止時,彈簧的彈力等于所懸掛鉤碼的總重;彈簧的長度及伸長量可由刻度尺測出.
注意事項
1.本實驗要求定量測量,因此要盡可能減小實驗誤差.標尺要豎直且緊靠指針以減小讀數(shù)帶來的誤差,每次改變懸掛鉤碼個數(shù)后,要待系統(tǒng)穩(wěn)定后再讀數(shù).
2.實驗中所提供的米尺精確度為1mm,應(yīng)估讀一位.
3.彈簧組的說明書已說明每個彈簧的彈性限度,注意不要超過它的彈性限度使用.
建議做法:
1.選擇器材:
從彈簧組中選擇一只彈簧(注意它的彈性限度)懸掛在鐵架臺的橫桿上;實驗桌上有200g、50g的鉤碼各一盒,選擇50g鉤碼來做這一實驗.(想一想,為什么?)(參考答案:50g的鉤碼質(zhì)量比較小,容易調(diào)節(jié),另外增加一個不會損壞彈簧)
2.首先將實驗裝置調(diào)整妥當(如整個裝置是否豎直平衡,標尺與彈簧的距離是否合適,標尺面與彈簧上的指針是否在同一平面內(nèi),是否便于讀數(shù)等).
3.讀出彈簧自然下垂時指針所指刻度.
4.懸掛50g鉤碼一個,待穩(wěn)定后,讀出彈簧上指針所指刻度并計算出彈簧的伸長量記入表格.
5.逐個增加鉤碼,重復(fù)第4步,至少做5組數(shù)據(jù).
初態(tài)指針對應(yīng)刻度(cm)
彈簧彈力(N)
指針所指刻度(cm)
彈簧伸長量(cm)
6.圖象法處理數(shù)據(jù):在下面的坐標紙上,以彈簧彈力為縱軸,彈簧伸長量為橫軸建立坐標系,如圖3-2-8所示.描出5個特殊點,以尋找彈簧彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系.
圖3-2-8
拓展一步:常用的實驗數(shù)據(jù)的處理方法有:計算法(求比值、求積、求和、求差等)和圖象法兩種.兩者比較,圖象法處理數(shù)據(jù)更為直觀、更容易得出物理變化規(guī)律,且該種方法處理數(shù)據(jù)能更好地減小實驗的偶然誤差.
通過以上的實驗,我們可以得出怎樣的結(jié)論?
胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈性體的彈力和彈性體伸長(或縮短)的長度成正比,即F=kx,其中k是勁度系數(shù),單位N/m.
例題有一根彈簧的長度是15cm,在下面掛上0.5kg的重物后長度變成了18cm,求彈簧的勁度系數(shù).
解答:已知彈簧原長為L0=15cm=0.15m,后來長度為L=18cm=0.18m,彈簧的彈力為5N,伸長量為x=0.03m,由胡克定律F=kx可知,k=F/x=166.7N/m.
答案:166.7N/m
說明:不同材料的彈簧勁度系數(shù)是不一樣的,同一種材料的彈簧形狀和長度不相同時,其勁度系數(shù)也是不一樣的.
課堂訓(xùn)練(課件展示)
豎直懸掛的彈簧下端,掛一重為4N的物體時彈簧長度為12cm;掛重為6N的物體時彈簧長度為13cm,則彈簧原長為________cm,勁度系數(shù)為________N/m.
解析:彈簧上懸掛物體時彈簧要伸長,由胡克定律得知:彈簧上的拉力與彈簧伸長量成正比,即F=kx,其中k為勁度系數(shù),x為彈簧伸長量,x在數(shù)值上等于伸長后總長度減去原長L0,即x=L-L0.改變懸掛重物的重力,伸長量變化,這樣可以列出兩個方程,通過方程組可求出彈簧原長和勁度系數(shù).
設(shè)彈簧的原長為L0,勁度系數(shù)為k,設(shè)掛G1=4N的重物時彈簧的長度為L1,掛G2=6N的重物時彈簧的長度為L2,則L1=12cm,L2=13cm,由胡克定律得:
G1=k(L1-L0)
G2=k(L2-L0)
代入數(shù)據(jù)解得:L0=10cm,k=200N/m
即彈簧原長為10cm,勁度系數(shù)為200N/m.
答案:10200
課堂小結(jié)
在彈力的教學(xué)過程中,有這樣幾個難點需要突破,一是任何相接觸的物體間都可能有彈力,彈力的產(chǎn)生條件是接觸并且有形變,但是有些物體的形變量很小,不容易觀察到,就會使學(xué)生產(chǎn)生這樣的疑問:這種情況下彈力到底有沒有?例如物體放在桌面上,壓力和支持力不通過形變來進行判斷,解決這個問題的方法是微小形變的演示,通過演示,使學(xué)生確信任何兩個接觸的物體間都可以有彈力.另外一個難點是彈力有無的判斷,解決這個問題可以用假設(shè)判斷的方法,不僅讓學(xué)生知道判斷的方法,更應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會這些方法的遷移,例如假設(shè)的判斷方法,也可以用到摩擦力有無的判斷中去.一般彈力大小的判斷要根據(jù)物體的實際情況判斷,而彈簧彈力的判斷可以根據(jù)胡克定律進行判斷,讓學(xué)生通過實驗“發(fā)現(xiàn)”胡克定律,在發(fā)現(xiàn)中鍛煉探究物理規(guī)律的能力.
布置作業(yè)
1.教材第56頁“問題與練習(xí)”2、3、4題.
2.實驗測量不同彈簧的勁度系數(shù),給出原始數(shù)據(jù),寫出處理數(shù)據(jù)的過程.
板書設(shè)計
2彈力
1.彈性形變和彈力
彈性形變:在外力停止作用后,能夠恢復(fù)原狀的形變.
非彈性形變:在外力停止作用后,不能恢復(fù)原狀的形變.
彈力:發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,會對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力.
彈力產(chǎn)生的條件:①物體間直接接觸;②物體發(fā)生彈性形變.
2.幾種彈力
支持力、拉力
3.胡克定律
胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈性體的彈力和彈性體伸長(或縮短)的長度成正比,即
F=kx,其中k是勁度系數(shù),單位N/m.
活動與探究
課題:制作一個彈簧秤,用來粗略測量身邊物體的重力.
器材:自己自由選擇器材,但要說明所選器材的原因.
步驟:根據(jù)所選器材,自由設(shè)計實驗步驟.
結(jié)論:討論交流實驗結(jié)論,體會成功的喜悅.
習(xí)題詳解
1.解答:略.
2.解答:鋼管受到3個力作用:重力G、地面的支持F1、繩的拉力F2.重力G的施力物體是地球,地面的支持力F1的施力物體是地面,繩的拉力F2的施力物體是繩.示意圖見圖3-2-9.
圖3-2-9
3.解答:如圖3-2-10所示.
圖3-2-10
4.解答:如圖3-2-11所示,彈簧的勁度系數(shù)為k=26N/m.
彈簧伸長量x/m彈力F/N
00
0.0120.30
0.0230.60
0.0350.90
0.0461.20
0.0581.50
圖3-2-11
彈力導(dǎo)學(xué)案
3.2《彈力》學(xué)案新人教版必修1
一、學(xué)習(xí)目標
1.知道彈力是接觸力,本質(zhì)是電磁力。
2.知道形變、彈性形變的概念,理解彈性限度
3.知道什么是彈力,掌握彈力產(chǎn)生的條件
4.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,會確定它們的方向
5.知道彈簧形變與彈力的關(guān)系,掌握胡克定律
二、課前預(yù)習(xí)
1、叫做形變。所有物體均能發(fā)生形變。
2、叫彈性形變,
叫范性形變,
叫彈性限度。
3、彈力:,彈力產(chǎn)生的條件是。彈力的方向與物體的形變方向
(相同或相反);與使物體產(chǎn)生形變的力的方向;彈力是
發(fā)生形變產(chǎn)生的(施力物體或受力物體)。
4、彈力的方向:1、面面接觸:;2、點面接觸:;3、點點接觸:。
4、繩子的拉力方向;5、桿產(chǎn)生的彈力方向(一定或不一定)。
5、胡克定律:;勁度系數(shù):,單位;彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長度等量有關(guān),這個量反映了彈簧的特性。
6、壓力、支持力、拉力、推力等從性質(zhì)上講均是,壓力、支持力、拉力、推力這些名稱是按來命的。接觸力按其性質(zhì)可分為和
,接觸力本質(zhì)是四種基本相互作用中的。
三、典型例題
判斷正誤:
A.相互接觸擠壓的物體均產(chǎn)生形變。
B.AB相互接觸擠壓,A發(fā)生形變要恢復(fù)原狀會對B產(chǎn)生力的作用,力的方向與A形變方向相反。
C.彈力是施力物體發(fā)生形變產(chǎn)生的。
D.物體形變的方向與使物體發(fā)生形變的力的方向相同。
關(guān)鍵作圖:一本書平放在水平桌面上,求分別作出書本和桌子的受力示意圖。
例1、關(guān)于彈力的產(chǎn)生,下列說法正確的是()
A.只要兩物體接觸就一定有彈力。
B.只要兩物體相互吸引就一定有彈力。
C.只要有形變就一定有彈力。
D.只有發(fā)生彈性形變的物體才會對跟它接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用。
例2、試判斷下列各情況小球的受力情況。
例3、分析球受到的彈力。
例4、分析下圖中A點的受力情況
例5、一根長6cm的橡皮條上端固定,下端掛0.5N物體時長度為8cm,要再拉長1cm則再掛多重物體?勁度系數(shù)是多少?
例6、量得一只彈簧測力計3N和5N兩刻度之間的距離是2.5cm,求
1、求3N刻度與零刻度線之間的距離。
2、該彈簧的勁度系數(shù)。
例7、取一只玻璃瓶(橢圓形底),里面盛滿水,用穿有透明細管的橡皮塞封口,使水面位于細管中,用手捏玻璃瓶,可以看到透明細管中水面上升和下降,說明玻璃瓶在手的作用下發(fā)生了形變。問:捏扁的一面,水面上升還是下降?捏凸出來的一面,水面是上升還是下降?
四、鞏固練習(xí)
1、一本書放在水平桌面上()
書對桌面的壓力就是書的重力。
書對桌面的壓力,施力物體是地球。
書對桌面的壓力在數(shù)值上等于它所受的重力。
桌面對書的支持力和書對桌面的壓力大小相等,所以書才處于平衡狀態(tài)。
2、如圖,地面所受的力是(B)
A.A對地面壓力。
B.B對地面的壓力
C.A和B的重力
D.B的重力
3、關(guān)于壓力和支持力,說法正確的是(ACD)
A.壓力和支持力都是彈力。
B.壓力和支持力是對平衡力。
C.壓力是物體對支持物的彈力,方向總是垂直于支持面指向支持物。
D.支持力是支持物對被支持物體的彈力,方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。
4、三個相同的支座上分別擱著三個質(zhì)量和直徑均相同的光滑圓球abc,支點PQ在同一水平面上,a的重心位于球心,b、c的重心位于球心的正上方和正下方,如圖,三球皆靜止,試分析三種情況下支點PQ對球的彈力方向是怎樣的?
5、兩根完全相同的輕彈簧A和B,勁度系數(shù)均為k,與靜止兩個質(zhì)量相同均為m的小球連起來,靜止時A伸長為多少?
參考答案
學(xué)案與教案配套,配有鞏固練習(xí)和非常詳細的解答。
1、【答案】C
【解析】書對桌面的壓力,施力物體是書,受力物體是桌面;書的重力,施力物體是地球,受力物體是書,不是一種力。A錯B錯;桌面對書支持力與書對桌面的壓力是物體間的相互作用力,是作用力與反作用力。作用力與反作用力等大反向且在同一直線上;使物體處于平衡狀態(tài)的兩個力叫做一對平衡力,一對平衡力等大反向且在同一直線上。作用力與反作用力和一對平衡力的關(guān)鍵區(qū)別在于:一對平衡力作用在同一個物體上,力的作用效果可以相互抵消,而作用力與反作用力作用在兩個物體上,作用效果不能抵消。D錯;書本放在桌面上處于靜止狀態(tài),說明物體所受的合外力為0,即物體所受的力相互抵消。書受兩個力:書的重力、桌面對書支持力。因為書靜止所以這兩個力的大小相等,作用效果相互抵消。即書的重力=桌面對書支持力,又因為桌面對書的支持力與書對桌面的壓力是作用力與反作用力,大小相等,所以又有書的重力=書對桌面的壓力。
2、【答案】B
【解析】圖中與地面接觸的是物體B,物體B與地面之間相互接觸并擠壓產(chǎn)生了形變,從而產(chǎn)生了彈力,B對地面的彈力垂直于地面向下;地面對B的彈力垂直于地面向上,所以B正確。
3、【答案】ACD
【解析】壓力與支持力是作用力與反作用力。
4、【答案】
5、【答案】
【解析】分別對1、2球進行受力分析:
因為1球和2球均靜止,所以每個球所受的合外力應(yīng)該為0,則有