3.1重力和弹力（第二课时）课件 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.1重力 弹力（第二课时） 1 请同学们欣赏几张图片： 扭 转 一、弹力的概念 物体在力的作用下的形状或体积会发生改变 1.形变： ①弹性形变：物体发生形变后，撤去作用力，物体能够恢复原状的形变。 （1）分类： ②塑性形变： 物体发生形变后，撤去作用力，物体不能恢复原状的形变。 （2）按形变程度分类： 明显形变:肉眼可直接观察到 微小形变:肉眼不易直接观察到 2.弹力 （2）产生条件： ②发生弹性形变 ①相互接触 （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力的作用，这种力叫做弹力。 一、弹力的概念 桌面形变 FN 物体形变 FN 物体受到支持力是谁发生形变产生的 桌面受到压力是谁发生形变产生的 找施力物体 （3）判断弹力是哪个物体形变产生的 方法一：条件法 一般适用于有明显形变的情况. 压扁的气球 弯曲的弓箭 （4）判断弹力有无 A B 方法二：假设法（常用于微小形变） 假设A、B间有弹力 以B为研究对象，B受力： G N地 NA→B B不可能静止，所以A、B间没有弹力 如：光滑水平面并排放着静止的木块A、B，试分析A、B之间有无弹力？ （4）判断弹力有无 分析球与斜面间有无弹力？ 假设球与斜面间有弹力,对球受力分析： G T N 斜面→球 球不可能静止，所以球与斜面间没有弹力 方法三：状态法 （也叫撤销法） 撤掉与之接触的物体，看放研究物体的状态是否改变，若改变则存在弹力，否则不存在弹力。 绳子的拉力也是弹力，它们有何特点呢？ （4）判断弹力有无 例1、关于弹力的产生，下列说法正确的是( ) A.只要两物体相接触就一定产生弹力 B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力 C.只要物体发生形变就一定有弹力产生 D.只有发生弹性形变的物体才会对它接触的物 体产生弹力作用 【解析】弹力的产生条件——接触和弹性形变。A、C都只有弹力产生条件的一个方面，而B只说“有相互吸引”，只能证明有力存在，不一定是弹力，故选D。 D （1）压力和支持力 放在水平桌面上的物体，在重力作用与桌面互相接触，使物体和桌面同时发生了微小的形变，如图： 物体对桌面 的压力 桌面对物体 的支持力 可见，压力和支持力都是弹力。 压力和支持力的方向：垂直于接触面指向被 压或被支持的物体。 二、弹力的方向 （2）拉力 1、轻绳 物体对绳 子的拉力 绳子对物 体的拉力 绳上拉力的方向：绳子对物体的拉力是沿着绳而指向绳 收缩的方向。 轻杆的含义： 不计质量、不发生形变的杆 1.可拉可压； 2.杆所受的力不一定沿杆的方向； 轻杆受力特点： FN FN 2、轻杆 轻弹簧产生的弹力 Ａ B 结论：沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向。 蓝色：形变方向 红色：弹力方向 弹簧弹力的大小该如何求呢？ 3、轻弹簧 （3）各种接触面间的弹力方向判断 1.曲面与平面接触 N N N′ 曲面与平面间弹力方向： 过接触点垂直平面指向受力物体 2.点与平面接触 N N` 点与平面间弹力方向： 过接触点垂直平面指向受力物体 光滑斜面 A B NA NB 各种接触面间的弹力方向判断 3.曲面与曲面接触 曲面与曲面间弹力方向： 与过接触点的公切面垂直并指向受力物体 半球形的碗 N A B N NB对A 各种接触面间的弹力方向判断 例2、画出下列物体所受到的所有弹力。 O 1.提出问题：对于同一个弹簧，弹力的大小与什么因素有关呢？ 2.猜想：可能与什么有关？ 3.实验验证：方案设计？ 实验室常规器材任选 弹簧弹力如何精确测得？ 弹簧的伸长量如何精确测得？ 可以用已知质量的钩码m，利用二力平衡得出F=mg。 用刻度尺量出原长L0和挂上不同钩码的现长L1， 二者相减求得伸长量△x=L1-L0 多次测量找二者关系。 弹簧种类，伸长量 三、弹力的大小：探究弹簧弹力与形变量的关系 （1）、实验原理 1.如图，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码受到的重力 ．弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用 测出，其伸长量x可以用弹簧的长度减去 来求得． 图1 大小相等 刻度尺 原长   1 2 3 4 5 6 7 F=mg/N 0             l/cm               x/cm 0             2.建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用_______ 连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系． 3.描点画图 三、弹力的大小 1、胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长量（或压缩量）的长度 x 成正比。 劲度系数是与弹簧的本身有关的物体量，即生活中所说的弹簧的“软” 、 “硬” 形变量（伸长或压缩量） k是劲度系数，单位是 N/m 弹簧的弹力，单位N 2、胡克定律的适用范围：在弹簧的弹性限度内 3.图像： （1）弹力-弹簧形变量图像 （2）弹力-弹簧长度图像 F/N F/N x/m l/m 斜率表示劲度系数k 例3、如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图像，试由图像确定 (1)弹簧的原长。 (2)弹簧的劲度系数。 (3)弹簧伸长15 cm时，(在弹性限度内)弹力的大小。 解：（1）由题图知，当弹力F＝0时，弹簧处于原长L0＝10 cm。 （2）当弹力F＝10 N且弹簧处于拉伸状态时，弹簧长度为L＝15 cm， 弹簧的伸长量x＝L－L0＝(15－10) cm＝5 cm＝0.05 m。 由F＝kx得，k＝ ＝200 N/m。 （3）当x＝15 cm＝0.15 m时，由F＝kx得，F＝200×0.15 N＝30 N。 1.下列关于弹力的几种说法，其中正确的是(     ) A. 两接触的物体之间一定产生弹力 B. 静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力 C. 静止在水平面上的物体受到向上的弹力，是因为水平面发生了形变 D. 同一弹簧，在弹性限度范围内其弹力与弹簧长度成正比 2.如图所示，图中的物体A均处于静止状态，下列关于受到弹力作用的说法不正确的是(　 　)   A．图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力 B．图乙中两光滑斜面与水平地面的夹角分别为α、β，A对两斜面均有压力的作用 C．图丙中地面光滑且水平，A与竖直墙壁有压力的作用 D．图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用 巩固练习 C A 3、如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2 N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力(　 　) A．大小为2 N，方向平行于斜面向上 B．大小为1 N，方向平行于斜面向上 C．大小为2 N，方向垂直于斜面向上 D．大小为2 N，方向竖直向上 D 4.（多选).如图所示，A、B两物体的重力分别是GA＝3 N，GB＝4 N。A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧的弹力F＝2 N，则细线中的张力FT及B对地面的压力FN的可能值分别是(　　) A．5 N和6 N    B．5 N和2 N C．1 N和6 N    D．1 N和2 N BC $$