第3章 2 弹力（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中物理必修第一册【精讲精练】教科版

2　弹力 [学业要求与核心素养] 物理观念 1．知道弹性形变。 2．知道弹力的定义及产生条件。 科学探究 探究弹簧弹力与形变的关系。 科学思维 1．会判断弹力的方向。 2．会用胡克定律计算弹簧弹力。 一、形变 1．定义：物体在力的作用下__形状__或__体积__发生的变化。 2．弹性形变：发生形变的物体在撤去外界的作用力后能够恢复__原状__。 3．弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体__不能__(选填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。 二、认识弹力 1．定义：发生__形变__的物体，由于要恢复原状，对与它__接触__的物体产生的力。 2．产生的条件：(1)两物体__相互接触__；(2)发生__弹性形变__。 3．几种弹力的方向 (1)压力和支持力的方向都__垂直__于物体的接触面。 (2)绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子__收缩__的方向。绳中的弹力常常叫作张力。 三、胡克定律 1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的__伸长(或缩短)__量x成正比。 2．公式：F＝__kx__，其中k为弹簧的__劲度系数__，单位是牛顿每米，单位的符号是__N/m__，它的大小反映了弹簧的软硬程度。 1．下列说法正确的是(　　) A．若两物体间存在弹力，则它们一定接触 B．弹簧的长度越长，弹力越大 C．只有在一定条件下，胡克定律才成立 D．硬度很大的物体受到较小的力，不会发生形变 答案　C 2．下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是(　　) A．极限法　　　　　 B．放大法 C．控制变量法 D．等效替代法 解析　图甲是利用光的多次反射将微小形变放大，图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变，故为放大法，B正确。 答案　B 知识点一　弹力方向的判断 常见弹力的方向 类型 方向 图示 接触方式 面与面 与接触面垂直 点与面 与接触面垂直且过“点” 点与点 与公共切面垂直 轻绳 沿绳指向绳 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 [注意]　绳子只能产生沿绳的拉力作用，杆可以产生沿杆的拉力、支持力和不沿杆的“挑”的作用力。 　在下列四个图中，物体a、b均处于静止状态，a、b间一定有弹力的是(　　) [解析]　A图中物体a受重力和竖直向上的拉力，如果b对a有弹力，方向水平向左，那么a受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故A错误。B图中物体a受重力、斜向上的拉力，如果b对a没有弹力，那么a受到的二力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故B正确。C图中若水平地面光滑，b受重力、竖直向上的支持力，如果a对b有弹力，方向水平向右，那么b受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故C错误；D图中b受重力、竖直向上的拉力，如果a对b有弹力，方向垂直斜面向上，那么b受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故D错误。 [答案]　B ●方法总结 判断弹力有无的两种常见方法 (1)直接判断：对于形变较明显的情况，可根据弹力产生条件直接判断。 (2)“假设法”判断：对于形变不明显的情况，可用“假设法”进行判断。 1．如图所示中画出物体A所受弹力的示意图。 解析　支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，物体A所受弹力的示意图如下图所示。 答案　见解析 知识点二　实验：探究弹簧弹力与形变的关系 1．实验原理 (1)弹簧的弹力F的测量：弹簧下端悬挂的钩码静止时，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)作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。 2．实验器材 铁架台、毫米刻度尺(米尺)、轻弹簧、钩码(一盒)、三角板、铅笔、坐标纸等。 3．实验步骤 (1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长。 (2)在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1。 (3)改变所挂钩码的质量，重复步骤2，记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5…。 (4)计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)。 4．数据处理 (1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图、连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线，如图所示。 (2)以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可根据F－x