第三章 第1节 第2课时 弹力（课件PPT)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

相互作用——力 第三章　 第1节　重力与弹力 第2课时　弹力 课件使用说明 本课件使用Office2016制作，请使用相应软件打开并使用。 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑。 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验。 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题。 课前·教材预案 课堂·深度探究 课末·随堂演练 课时作业（十四） 　　[学习目标]1.知道形变的概念及产生弹力的条件（物理观 念）.2.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力 的方向（物理观念）.3.掌握弹力有无的判断方法，会分析物 体间的弹力（科学思维）.4.理解胡克定律，会利用胡克定律 解决有关问题（科学思维）. 返回目录 物理　必修　第一册 　 课前·教材预案 知识点1　弹力 1. 形变：物体在力的作用下 或 发生的变化. 2. 弹力：发生形变的物体，要 ，对与它 ⁠ 的物体产生的力. 3. 常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向 ⁠ ；绳子的拉力也是弹力，方向 ⁠ ⁠. 形状　 体积　 恢复原状　 接 触　 与接触面垂 直　 沿着绳子而指向绳子收缩 的方向　 返回目录 物理　必修　第一册 　 知识点2　弹力的产生条件 1. 弹力的产生条件 （1）两物体间相互 ⁠. （2）发生 形变. 2. 弹力有无的判断方法 （1）根据弹力的产生条件判断. （2）根据物体所处的状态判断. 接触　 弹性　 返回目录 物理　必修　第一册 　 知识点3　胡克定律 1. 弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够 ⁠ 的形变. 2. 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 完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹 性限度. 恢 复原状　 不能　 返回目录 物理　必修　第一册 　 3. 内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小 跟 成正比，即F＝ ⁠. 4. 劲度系数：式中k叫作弹簧的 ，单位是 ⁠ ，符号是 .是表示弹簧“软”“硬”程度的物 理量. 弹簧伸长（或缩短）的长度x　 kx　 劲度系数　 牛顿 每米　 N/m　 返回目录 物理　必修　第一册 　 1. 判断下列说法的正误. （1）发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状. （　×　） （2）相互接触的物体之间一定存在弹力. （　×　） （3）在弹性限度内，同一根弹簧被拉伸长度x和被压缩长度 x，弹力的大小相等. （　√　） （4）由k＝知，弹簧的劲度系数与弹力成正比. （　×　） × × √ × 返回目录 物理　必修　第一册 　 2. 轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹 簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为 N/m，在8 N拉力作用下，弹簧的长度为 cm. 200　 12　 返回目录 物理　必修　第一册 　 课堂·深度探究 考点1　弹力 【情境导学】如图所示，取一个扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿 有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃 瓶，会看到什么现象？说明什么？ 答案　用手捏玻璃瓶，细管中水面会上升（或下降）.说明受到压力时玻璃瓶发生形变，体积变小（或变大）了. 返回目录 物理　必修　第一册 　 1. 弹力的成因：施力物体发生形变且要恢复原状. 2. 弹力的产生必须同时具备两个条件 （1）两物体直接接触； （2）两物体接触处发生弹性形变. 返回目录 物理　必修　第一册 　 3. 几种常见弹力的方向 注意：每个接触面最多只能产生一个弹力. 返回目录 物理　必修　第一册 　 【例题1】如图所示，足球运动员准备罚点球时，一只脚用力 踩在足球上面，让足球保持静止.下列说法正确的是（　　） A. 如果足球气打得足一点，足球可能不发生形变 B. 地面对足球的支持力是由于足球的下部发生形变引起的 C. 足球对地面的压力是由于足球的下部发生形变引起的 D. 脚对足球的压力是由于足球的上部发生形变引起的 返回目录 物理　必修　第一册 　 思维导引：理解弹力产生的原因，分清哪个力是哪个物体形变 产生的. 答案　C 思维导引： 解析　再小的力都可以使物体发生形变，足球气打得足一点， 受力后，依然会发生形变，选项A错误；弹力是由施力物体发 生形变而产生的，地面对足球的支持力是由于地面发生形变引 起的，足球对地面的压力是由于足球的下部发生形变引起的， 脚对足球的压力是由于脚发生形变引起的，选项C正确，B、D 错误. 返回目录 物理　必修　第一册 　 16 【变式1】下列四种情境中，球或轻杆均处于静止状态，它与 外界的接触面（接触点）均光滑，物体所受弹力示意图如图所 示其中正确的是（　　） 　 　 　 A B C D 答案　B 返回目录 物理　必修　第一册 　 解析　A项图中的小球受到重力与水平面的支持力即可保持静 止，若受到左侧顶点处的弹力，则小球将向右运动，所以A选 项图中小球只受到水平地面的弹力F1，不能存在弹力F2，选项 A错误；B项图中处在杆顶的小球处于静止状态时受到重力与 杆对小球的弹力，二者是一对平衡力，所以杆对小球的弹力的 方向与重力的方向相反，为竖直向上，选项B正确；C项图中 小球受到竖直向下的重力，如果受到左上方的F1的拉力，小球 将无法处于静止状态，选项C错误；D项图中杆与半球容器有两个接触点，左侧处为点与球面接触，所以弹力的方向过圆心与接触点，方向指向球心，右侧是点与直杆接触，弹力方向垂直于杆的方向指向左上方，选项D错误. 返回目录 物理　必修　第一册 　 考点2　弹力有无的判断 弹力有无的判断方法 条 件 法 根据物体间是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况 图中弹力带与手直接接触，弹力带发生形变，手与弹力带之间一定存在弹力 返回目录 物理　必修　第一册 　 假 设 法 方法 一 假设两物体间不存在 弹力，看物体能否保 持原有的状态，若状 态不变，则不存在弹 力；若状态改变，则 存在弹力 （斜面光滑，细绳竖直） 假设斜面对小球无弹力， 则小球在拉力和重力作用 下能保持静止状态，则斜 面对小球无弹力 返回目录 物理　必修　第一册 　 假 设 法 方 法 二 假设两物体间存在弹 力，看物体的受力情 况是否与物体的运动 状态相符合，若不符 合，则无弹力 （地面光滑，小球静止） 如图甲，若墙壁对小球有 弹力，受力情况如图乙， 小球不能处于静止状态， 则FN2不存在 返回目录 物理　必修　第一册 　 【例题2】（多选）如图所示，各接触面是光滑的，A、B处于 静止状态，则A、B间无弹力作用的是（　　） A B C D 返回目录 物理　必修　第一册 　 答案　AC 解析　对于A、C选项来说，假设物体A和B之间存在弹力，则 物体均无法保持静止，故A、B之间无弹力；对于B、D选项来 说，假设拿走B物体，A物体都会开始运动，故A、B间存在弹 力，选项A、C正确. 返回目录 物理　必修　第一册 　 判断弹力有无的两个误区 1. 误认为两物体只要接触就一定存在弹力，而忽视了弹力产 生的另一条件——发生弹性形变. 2. 误认为有形变一定会有弹力，而忽视了形变可能是非弹性 形变. 返回目录 物理　必修　第一册 　 【变式2】（多选）如图所示，a的质量是2 kg，b的质量是1 kg.设接触面是光滑的，a和b都静止不动，其中a受两个或两个 以上弹力的有（　　） 答案　CD 返回目录 物理　必修　第一册 　 解析　图A中物体a所受弹力仅一个，为地面的支持力；图B中 仅一个弹力，为地面的支持力；图C中两个弹力，来自地面的 支持力及物体b的压力；图D中有两个，来自地面的支持力及绳 子的拉力. 返回目录 物理　必修　第一册 　 考点3　胡克定律 1. 对胡克定律F＝kx的理解 （1）适用范围：弹簧的形变必须在弹性限度内. （2）x的意义：x是弹簧的形变量，即弹簧的伸长量（l－l0） 或压缩量（l0－l）. （3）k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧 自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和形 变量x无关. 返回目录 物理　必修　第一册 　 2. F－x图像是一条过原点的倾斜直线（如图所示），直线的 斜率表示弹簧的劲度系数k.即k＝. 3. 推论式ΔF＝kΔx：弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量 Δx成正比. 返回目录 物理　必修　第一册 　 【例题3】一根轻质弹簧在10.0 N的拉力作用下，其长度由原 来的5.00 cm伸长为6.00 cm.求：（弹簧始终在弹性限度内） （1）当这根弹簧长度为4.20 cm时，弹簧受到的压力是多大？ （2）当弹簧受到15.0 N的拉力时，弹簧的长度是多少？ 解析　（1）弹簧原长L0＝5.00 cm＝5.00×10－2 m， 在拉力F1＝10.0 N的作用下伸长到 L1＝6.00 cm＝6.00×10－2 m， 根据胡克定律得F1＝kx1＝k（L1－L0）， 返回目录 物理　必修　第一册 　 解得弹簧的劲度系数k＝1.00×103 N/m， 设当压力大小为F2时，弹簧被压缩到 L2＝4.20 cm＝4.20×10－2 m， 根据胡克定律得，压力大小F2＝kx2＝k（L0－L2）＝ 1.00×103×（5.00－4.20）×10－2 N＝8.00 N. 返回目录 物理　必修　第一册 　 （2）设弹簧的弹力大小F＝15.0 N时弹簧的伸长量为x. 由胡克定律得 x＝＝ m＝1.50×10－2 m＝1.50 cm， 此时弹簧的长度为L＝L0＋x＝6.50 cm. 答案　（1）8.00 N　（2）6.50 cm 返回目录 物理　必修　第一册 　 弹力的计算方法 　　弹簧弹力的大小可根据胡克定律来计算，在弹性限度内弹 簧的弹力大小跟弹簧的形变量成正比；公式ΔF＝kΔx可作为胡 克定律的推论使用.对于处于静止状态或匀速直线运动状态的 物体，弹力的大小也可根据平衡条件进行求解. 返回目录 物理　必修　第一册 　 弹力种类 理论根据 问题分析 弹簧弹力 胡克定律 F＝kx 其中x是弹簧的形变量（可能是伸长 量，也可能是压缩量），x＝｜l－ l0｜；k是弹簧的劲度系数，它是一 个反映弹簧形变难易程度的物理量， 由弹簧本身的材料（长度、粗细、匝 数等）决定 返回目录 物理　必修　第一册 　 弹力种类 理论根据 问题分析 一般弹力 二力平衡 比如：悬挂在竖直细绳上的物体处于 静止状态时，物体受绳向上的拉力和 竖直向下的重力作用，根据二力平衡 可知，绳的拉力大小等于物体重力的 大小 返回目录 物理　必修　第一册 　 注意：胡克定律只能计算弹簧弹力的大小，而弹簧弹力的方 向，要根据弹簧是被拉伸还是被压缩来确定，其方向总是与 弹簧恢复原状的方向相同 返回目录 物理　必修　第一册 　 【变式3】轻质弹簧的弹力与形变量之间的关系如图甲所示.将 该弹簧下端固定在水平地面上，把一质量为1.8 kg的物体缓慢 放在弹簧的上端，待物体稳定后静止在弹簧上端，弹簧处在弹 性限度内，如图乙所示，g取10 m/s2.下列说法正确的是 （　　） A. 物体对弹簧的压力是由弹簧的形变产生的 B. 弹簧的压缩量为3 cm C. 弹簧的劲度系数为6 N/m D. 弹簧的压缩量为5 cm 返回目录 物理　必修　第一册 　 解析　物体对弹簧的压力是由于物体发生形变产生的，选项A 错误；由题图甲可知弹簧劲度系数k＝＝ N/m＝600 N/m，选项C错误；设弹簧压缩量为x，根据平衡条件得mg＝ kx，解得x＝3 cm，选项B正确，D错误. 答案　B 返回目录 物理　必修　第一册 　 课末·随堂演练 1. （弹力有无的判断）（多选）在下列图中，a、b表面均光 滑，且a、b均处于静止状态，天花板和地面均水平.a、b间一 定有弹力的是（　　） A B C D 答案　BC 返回目录 物理　必修　第一册 　 解析　图A中a、b无相互挤压，没有发生形变，a、b间无弹 力，选项A错误.图B中细绳偏离竖直方向，则a、b相互挤压， a、b间有弹力，选项B正确.图C中a、b间有弹力，且弹力方向 垂直于a、b的接触面，选项C正确.图D中假设a、b间有弹力， a对b的弹力垂直于斜面斜向上，b球不可能静止，则a、b间无 弹力，选项D错误. 返回目录 物理　必修　第一册 　 2. （弹力有无的判断）如图所示，一小球用两根轻绳挂于天 花板上，小球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作 用力个数是（　　） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 答案　B 返回目录 物理　必修　第一册 　 解析　假设绳1对小球有作用力，该作用力的方向斜向左上 方，另外小球在竖直方向上受重力和绳2的拉力，在这三个力 的作用下小球不可能保持平衡，根据二力平衡可知绳1不可能 对小球施加拉力，小球只受重力和绳2的拉力，选项B正确. 返回目录 物理　必修　第一册 　 3. （弹力方向的判断）（多选）下列关于胡克定律的说法， 正确的是（　　） A. 在弹性限度内拉力相同、伸长量也相同的弹簧，它们的劲度系数相同 B. 劲度系数相同的弹簧，伸长量也相同 C. 知道弹簧的劲度系数，就可以算出任何拉力下的弹簧伸长量 D. 弹簧的劲度系数和拉力、伸长量没有关系，它只决定于弹簧本身的性质 返回目录 物理　必修　第一册 　 解析　根据胡克定律F＝kx可知，拉力相同，伸长量也相同的 弹簧，它们的劲度系数相同，选项A正确；劲度系数相同的弹 簧，只有在拉力相同时弹簧的伸长量才相同，选项B错误；胡 克定律的成立条件是弹簧处于弹性限度内，超过弹性限度，此 公式就不能计算弹簧伸长量，选项C错误；弹簧的劲度系数和 拉力、伸长量没有关系，它只决定于弹簧本身的性质，选项D 正确. 答案　AD 返回目录 物理　必修　第一册 　 4. （胡克定律的应用）（多选）关于胡克定律，下列说法正 确的是（　　） A. 由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x 成正比 B. 由k＝可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改 变量成反比 C. 弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的 大小和弹簧形变量x的大小无关 D. 弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长 度时弹力的大小 返回目录 物理　必修　第一册 　 答案　ACD 解析　在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F＝ kx，选项A正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定 的，与弹力F及形变量x无关，选项C正确，B错误；由胡克定 律得k＝，可理解为弹簧每伸长（或缩短）单位长度时受到的 弹力的值与k相等，选项D正确. 返回目录 物理　必修　第一册 　 课时作业（十四） 返回目录 物理　必修　第一册 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 $$