第3章 第2节 第1课时 弹力-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】配套教师用书（鲁科版）

第2节　科学探究：弹力 第1课时　弹力 核心素养 知识导图 物理观念 知道形变和弹力的概念，能利用弹力的概念说明生产生活中的相关现象。 科学思维 能在熟悉的情境中运用轻弹簧模型解决问题；能对物体受力情况进行分析和推理，获得结论。 科学探究 通过实验观察物体的微小形变，体会实验设计的重要意义。 科学态度与责任 通过对弹力的探究，能认识实验对物理研究的重要性；有学习物理的兴趣，知道实事求是和与他人合作的重要性。 一、形变与弹力 1．形变：物体发生的伸长、缩短、弯曲等形状的变化称为形变。 2．弹性体及弹性形变 (1)弹性体是撤去外力后能恢复原来形状的物体。 (2)弹性形变指弹性体发生的形变。 3．范性形变：物体发生形变后不能恢复原来的形状，这种形变叫范性形变。 4．弹性限度：当弹性体的形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能恢复原状，这个值叫弹性限度。 5．弹力及其方向 (1)物体发生弹性形变时，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。 (2)弹力的方向总是与物体形变的趋向相反。 二、胡克定律 1．胡克定律 (1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。 (2)公式：F＝kx。 2．劲度系数 (1)公式F＝kx中的k称为弹簧的劲度系数，是一个有单位的物理量，单位为牛顿每米，符号N/m。 (2)弹簧的劲度系数与弹性体的材料、形状等因素有关 (1)使物体发生形变的外力撤去后，物体一定能够恢复原来状态。(×) (2)只要两个物体相互接触，两个物体之间一定能产生弹力。(×) (3)只要两个物体发生了形变，两个物体之间一定能产生弹力。(×) (4)弹力的大小总是与其形变量成正比。(×) (5)两物体之间有弹力作用时，两物体一定接触。(√) (6)由F＝kx可知k＝，故劲度系数k与外力F成正比，与形变量x成反比。(×) 　任何物体受力后都能发生形变，受力而不发生形变的物体是不存在的，只不过有的形变比较明显，可以直接看见；有的形变极其微小，要借助专业仪器通过放大才能显示出来。 　胡克定律成立的条件：弹簧发生弹性形变，且必须在弹性限度内。表达式 F＝kx 中的 x 指的是弹簧的形变量， k是弹簧的劲度系数。 探究点一　弹力有无及方向的判断 (1)“蹦极”是一种极限运动，人自身所受的重力使其自由下落，被拉伸的橡皮绳又会产生向上的力，把人拉上去，然后人再下落。正是在这上上下下的振荡中，蹦极者体会到惊心动魄的刺激。人受到橡皮绳的弹力是哪个物体发生形变产生的？方向如何？ 提示：　橡皮绳被拉长，就要企图恢复形变；橡皮绳对人的拉力的方向是指向橡皮绳收缩的方向。 (2)仔细观察图中弹力的方向，物体P所受弹力的方向与接触面间有什么特点？ 提示：　与接触面垂直，指向受力物体。 1．弹力有无的判断方法 (1)方法一：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)方法二：对于形变不明显的情况，通常采用假设法判断。 2．几种常见接触方式的弹力方向 类型 方向 示意图 接触方式 面与面 垂直于接触面 点与面 过点垂直于面 点与点 垂直于切面 轻绳 沿绳收缩的方向 轻杆 可沿杆 可不沿杆 轻弹簧 沿弹簧形变的反方向 角度1　弹力有无的判断 在下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是(　　) [思路点拨]　解答本题可按以下思路进行分析： B　[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球静止不动，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。故B正确。] [练1]　如图所示，所有的球都是相同的，且形状规则、质量分布均匀。甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间，乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上，丙球与其右侧的球放在一个大的球壳内部并相互接触，丁球用两根轻质细线吊在天花板上，且其中右侧细线是沿竖直方向的。关于这四个球的受力情况，下列说法中正确的是(　　) A．甲球受到两个弹力的作用 B．乙球受到两个弹力的作用 C．丙球受到两个弹力的作用 D．丁球受到两个弹力的作用 C　[甲球受重力和地面对它的竖直向上的弹力两个力，斜面对甲球没有弹力，如果有的话甲球不会静止，故A错误；乙球受重力和地面对它的竖直向上的弹力两个力，与乙接触的球不会对乙球有弹力作用，如果有的话乙球不会静止，故B错误；丙球受重力、球壳给它的指向球心的弹力和与它接触的小球对它的沿两球球心连线向左的