3.1 第2课时 弹力有无的判断 胡克定律-(同课异构课件) 2021-2022学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记(人教版)(京津鲁琼辽粤浙渝鄂冀湘云晋皖黑吉桂)

第三章　相互作用——力 1　重力与弹力 第2课时 弹力有无的判断 胡克定律 弹力有无的判断 对于形变很明显的情况，弹力很好判断 对于微小形变，用假设推理法 光滑水平面并排放着静止的木块A、B，它们之间是否有弹力？ 假设A、B间有弹力，  以B为研究对象，B受力： B不可能静止，所以A、B间没有弹力。  如图所示，小球静止，判断球与斜面间有无弹力 假设球与斜面间有弹力，  以球为研究对象，球受力： 球不可能静止，所以球与斜面间没有弹力 光滑球静止在水平地面，判断小球和木块之间是否有弹力 假设球与木块间有弹力，  以球为研究对象，球受力： 球不可能静止，所以球与斜面间没有弹力 如图所示，判断球与板或球与球之间是否有弹力，画出各个小球的受力分析图 地面光滑 地面光滑 地面粗糙  猜想：弹力的大小与什么因素有关？ 弦拉得越满，所需的力越大。  跳板下压的程度越大，运动员跳的越高。  弹力的大小跟形变的大小有关， 形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力随着也消失。  弹力的大小 弹力与形变的定量关系，一般来讲比较复杂 而弹簧的弹力与弹簧的形变量（伸长量或压缩量）的关系则比较简单。 实验表明，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。  胡克定律 内容： 弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。  弹力（限度内） 变化量 劲度系数：表示弹簧的一种属性，他的数值与弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单位长度的匝数及弹簧的原长有关。 单位：牛/米（ N/m） 原长 压缩量 伸长量 与原长比弹簧的伸长量或缩短量！ 胡克定律的图像描述： 形变量 胡克定律的图像描述： 横截距： 弹簧的原长 弹簧的长度 竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时，弹簧长度为12cm；挂重为6N的物体时，弹簧长度为13cm，则弹簧的原长为___cm，劲度系数为_____N/m。 一弹簧的劲度系数为500N/m,它表示___，若用200N的力拉弹簧，则弹簧伸长______m。 弹簧每伸长或缩短1m需500N的拉力或压力 0.4 实验目的 探究弹力与弹簧伸长的定量关系。 学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。  实验原理 用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立坐标系;以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x。 在坐标系中描写实验所测得的各组（x，F）对应的点，用平滑的曲线连接起来。 根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。 如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。 实验器材 重垂线、三角板 、坐标纸 刻度尺 轻质弹簧（一根） 钩码（一盒） 铁架台 a.如图所示，将铁架台放于桌面上（固定好），将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺（最小分度为mm）固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直。 b.记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0。  c.在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度L1。  d.用上面方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个… …钩码时，弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4… …，并将所得数据记录在表格中。  e.用xn=Ln－L0计算出弹簧挂1个、2个、3个… …钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值g，计算出所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大小，将所得数据填入表格。 钩码个数 刻度 伸长量x（x=L-L0） 弹力F 0 1 2 3 4 f.根据所测数据在坐标纸上描点，最好以弹簧弹力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标。 g.按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线（包括直线）。所画的点不一定正好都在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。 h.以弹簧的伸长为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行，则考虑二次函数。 i.解释函数表达式中常数的物理意义。 注意事项 a.随着所挂钩码数量的增多，弹簧会越来越长，实验时，弹簧下端所挂钩码不宜太多，以免超出弹簧的弹性限度。 b.在建立坐标系描点时，我们要探求的是弹簧的伸长量与弹力大小的关系，而不是弹簧的总长度。 c.实验中外力的大小（即钩码的重力）与弹力的大小是相等的。 d.测原长时必须把弹簧竖直挂起来。  弹簧原来的长度l0：13.0cm 数据处理 次数 弹力F/N 弹簧长度l（cm） 弹簧伸长的长度(l-l0)/(cm) F/(l-l0) （N/m） 1 2 3 4 0.5 1.0 1.5 2.0 16.5 20.0 23.5 27.0 3.5 7.0 10.5 14.0 100/7  100/7 100/7 100/7 实验结论