第12讲 弹力-【帮课堂】2021-2022学年高一物理同步精品讲义（粤教2019必修第一册）

第12讲 弹力 课程标准 课标解读 1.知道常见形变和弹性形变. 2.知道弹力产生的原因和条件. 3.知道压力、支持力和拉力都是弹力，会判断弹力是否存在，会分析弹力的方向，能正确画出力的图示及示意图． 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． SHAPE \* MERGEFORMAT 知识点01形变 1．定义：物体发生形状或体积的变化． 2．分类： (1)按停止用力后的状态分： ①弹性形变：停止用力后物体能完全恢复原状的形变． ②范性形变：停止用力后，物体不能恢复原状的形变． (2)按形式分： 压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等． 3．弹性与弹性限度 (1)弹性：物体具有恢复原状的性质． (2)弹性限度：如果外力过大，撤去外力后，物体形状不能完全恢复，我们称这种现象为超过了物体的弹性限度． 【即学即练1】 1．如图所示，A、B两物体并排放在光滑的水平面上，C物体叠放在A、B上，D物体是一光滑小球，悬挂在竖直线下端，且与斜面接触，若所有的接触面均光滑且都处于静止状态，下列说法中正确是（　　） A．B对A有弹力，且弹力方向水平向左 B．D与斜面接触时，斜面未发生形变 C．B对地面的压力大小等于B的重力 D．C受到竖直向上的弹力是由C发生微小形变而产生的 【即学即练2】 2．下列各种形变的物体中，发生弹性形变的是（ ） A．橡皮泥捏成的泥人 B．细钢丝绕制成的弹簧 C．骆驼在沙漠中行走留下的脚印 D．撑杆跳高运动员起跳过程中弯曲的撑杆 知识点02 认识弹力 1．弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力称为弹力． 2．弹力的作用点： 在物体与物体接触的点或表面上． 3．弹力的方向 (1)支持力和压力的方向：垂直于物体的接触面，并指向被支持或被压的物体． (2)绳子对物体的拉力 ①定义：用绳子吊着一个物体，绳子会产生形变，为了恢复原状，绳子会对物体产生一个弹力，称为拉力． ②方向：沿绳子指向绳子收缩的方向． 【知识拓展1】弹力的产生必须同时具备两个条件 1．两物体直接接触； 2．两物体接触处发生弹性形变． 【知识拓展2】弹力的方向为发生弹性形变的物体恢复原状的方向，常见弹力方向： (1)支持力和压力的方向：总是垂直于接触面，并指向被支持或被压的物体．若接触面是曲面，则垂直于接触面的切面；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线过球心，如图所示． (2)绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向． (3)轻杆对接触物的弹力方向不一定沿杆的方向，要具体问题具体分析． 【知识拓展3】弹力有无的判断方法 (1)对于有明显形变的情况，可以根据弹力产生的条件直接进行判断． (2)对于形变不明显的情况，可利用假设法进行判断． ①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原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． ②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力示意图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力．如图，接触面光滑，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力． ③状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律(第四章学习)或共点力的平衡条件(第六节学习)判断弹力是否存在． 【即学即练3】 3．下面关于弹力的说法正确的是（　　） A．轻杆对物体的弹力方向，一定沿杆方向 B．压力和支持力的方向总是垂直于接触面 C．形变大的物体，产生的弹力一定比形变小的物体大 D．两个物体不相互接触，也可能产生弹力作用 【即学即练4】 4．玩具汽车停在模型桥面上，如下图所示，下列说法正确的是（　　） A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变 B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力 C．汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变 D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变 知识点03 实验：探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系　胡克定律 一、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系 1．实验器材 弹簧、刻度尺、钩码、铁架台、铅笔、坐标纸． 2．实验原理 (1)弹簧弹力F的确定：在弹簧下端悬挂质量为m的钩码，根据二力平衡，静止的钩码所受弹力大小与所挂钩码的重力大小相等，即F＝mg. (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与形变量的关系． 3．实验步骤 (1)如图1所示，将弹簧一端固定在铁架台上，让弹簧自然下垂