内容正文:
第二节 弹 力
[定位·学习目标]
1.通过学习弹性形变、弹性限度、范性形变以及弹力的概念,理解胡克定律,解释有关弹力的现象与问题.
2.通过学习胡克定律的探究过程,强化观察现象、作出猜想、实验验证、交流与讨论的探究方法.
3.学会在探究中尊重事实,认真分析原始数据,培养科学探索的学习态度,激发学习兴趣.
探究·必备知识
突破·关键能力
检测·学习效果
探究·必备知识
物理
一、形变
1.形变
物理学中,把物体发生 或 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 的形变叫作弹性形变.物体具有 的性质称为弹性.
形状
体积
完全恢复原状
恢复原状
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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 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 恢复原状的形变叫作范性形变.
不能
不能
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3.形变的分类
形变按形式可分为压缩形变、 形变、弯曲形变和扭曲形变等.
拉伸
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4.形变的特点
物体受力时会产生形变,形变有时很 ,可以用肉眼直接观察;有时很 ,需要借助仪器将其“放大”才能观察到.
明显
微小
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二、认识弹力
1.弹力
发生 形变的物体,由于要 ,对与它 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 或 上,弹力的方向总是指向使形变的物体 的方向.
弹性
恢复原状
接触
点
表面
恢复原状
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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 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 指向绳子 的方向
垂直
绳子
收缩
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三、胡克定律
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
成正比.
2.胡克定律公式
F= ,其中k为弹簧的 ,单位是 ,符号是N/m.
伸长量(或缩
短量)x
kx
劲度系数
牛顿每米
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3.劲度系数
不同的弹簧,其劲度系数 ,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 ,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.
不同
斜率
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四、弹力的应用
1.弹簧的弹性具有 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 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 装置中也是不可缺少的.
缓冲减震
自动复位
超压保护
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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.( )
×
×
×
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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( )
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
√
√
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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C正确,D错误.
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突破·关键