第三章 第二节 弹 力-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册同步全程学习全书word（粤教版）

第二节　弹　力 [课标引领] 学业质量水平要求 合格考 1.初步形成弹力的概念,能应用弹力概念解决简单的实际问题. 2.了解胡克定律,能对比较简单的弹力进行分析和计算. 选择考 1.具有清晰的弹力的概念,能用弹力的概念描述和解释自然现象. 2.能对实际过程的弹力的大小、方向进行分析、推理和计算. 一、形变 如图所示,用力拉弹簧拉力计可以将弹簧拉长,用力捏橡皮泥可以将橡皮泥捏成任意形状.请回答下列问题. (1)弹簧和橡皮泥是否发生了形状或体积的改变? (2)撤掉拉弹簧和捏橡皮泥的力后,弹簧和橡皮泥是否能恢复原来的形状? 答案:(1)发生了改变. (2)弹簧能恢复原来的形状,橡皮泥不能恢复原来的形状. 1.形变 物理学中,把物体发生形状或体积的变化称为形变. 2.形变的分类 (1)弹性形变. ①物体受力后发生形变,停止用力后物体能完全恢复原状的形变叫作弹性形变,物体具有恢复原状的性质称为弹性. ②弹性限度:对于弹性形变,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. (2)范性形变. 物体受力后发生形变,停止用力后,物体不能恢复原状的形变叫作范性形变. 3.形变的分类 形变按形式可分为压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等. 4.形变的特点 任何物体受力时都会产生形变,只是形变有时很明显,可以用肉眼直接观察;有时很微小,需要借助仪器将其“放大”才能观察到. 二、认识弹力 如图所示,在光滑水平面上,用力推动小车向左压弹簧,弹簧发生形变;用力推动小车向左压橡皮泥,橡皮泥也发生了形变.请思考并回答下列问题. (1)弹簧和橡皮泥的形变是属于弹性形变还是范性形变? (2)松手后,弹簧和橡皮泥对小车有没有力的作用? 答案:(1)弹簧的形变属于弹性形变,橡皮泥的形变属于范性形变. (2)弹簧对小车有力的作用,橡皮泥对小车没有力的作用. 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.弹力的作用点与方向 弹力的作用点在物体与物体接触的点或表面上,弹力的方向总是指向使形变的物体恢复原状的方向. 3.几种弹力及方向 比较项 产生原因 方向 压力和支持力 相接触的物体间因挤压而发生弹性形变 垂直于物体的接触面,指向被压或被支持的物体 绳的拉力 绳子因伸长发生弹性形变 沿绳子指向绳子收缩的方向 三、胡克定律 如图所示,运动员正在开弓射箭,为了使箭射得更远,应如何操作呢?由此我们可以看出弹力的大小与什么因素有关系呢?运动员能不能无限制地拉弓,为什么? 答案:为了使箭射得更远,运动员应使劲往外拉弓,使弓发生更大的形变;可以看出弹力的大小跟形变的大小有关,形变越大,弹力也越大;但不能无限制地拉弓,这样可能会超过弓的弹性限度,将弓损坏. 1.胡克定律的内容 在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长量(或缩短量)x成正比. 2.胡克定律公式 F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位为牛顿每米,符号是N/m. 3.劲度系数 不同的弹簧,其劲度系数不同,k是表征不同弹簧品质的重要指标,在F-x图像中表示不同的斜率,如图所示.它在量值上等于弹簧伸长或压缩单位长度所需的力.生活中常说有的弹簧“硬”,有的弹簧“软”,指的就是它们的劲度系数不同.弹簧的劲度系数跟弹簧的粗细、材料、孔径、绕法等有关. 四、弹力的应用 火车又称铁路列车,是指在铁路轨道上行驶的车辆,通常由多节车厢所组成,为人类的现代重要交通工具之一,请思考并回答火车下面的弹簧有什么作用? 答案:起到缓冲减震的作用. 1.弹簧的弹性具有缓冲减震的作用.如汽车和火车底部安装的螺旋弹簧和弯曲的弹性钢板;跳高垫子、沙发及床垫中的弹簧,自行车车座下的弹簧等. 2.弹簧可以起到自动复位的作用.如自行车闸把和车轮闸皮支架上装的扭转弹簧. 3.弹簧在各种安全阀超压保护装置中也是不可缺少的. 1.判断正误. (1)使物体发生形变的外力撤去后,物体一定能够恢复原状.(　×　) (2)只要两物体接触就一定产生弹力.(　×　) (3)弹簧的弹力总是与其形变量成正比.(　×　) 2.(多选)物体从某一高处自由落下,落到直立于地面的轻弹簧上,如图所示.在A点物体开始与弹簧接触,到B点物体的速度为0,然后被弹簧弹回.下列说法正确的是(　BC　) A.物体从A下落到B的过程中,受到弹簧的弹力不断减小 B.物体从A下落到B的过程中,受到弹簧的弹力不断增大 C.物体从B上升到A的过程中,受到弹簧的弹力不断减小 D.物体从B上升到A的过程中,受到弹簧的弹力不断增大 解析:物体从A下落到B的过程中,弹簧的形变量逐渐增大,则弹簧的弹力不断增大,故A错误,B正确;物体从B上升到A的过程中,弹簧的形变量逐渐减小,则弹簧的弹力逐渐减小,故