3.2 弹力 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版必修1

第三章 相互作用 第2节 弹力 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 接触力 弹力 摩擦力 产生原因？ 与形变有何关系？ 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 初中知识回顾 物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。 放在桌面上的水杯受到桌面对它的支持力，支持力是弹力；桌面受到水杯的压力，压力也是弹力； 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 说明桌面在手的压力作用下发生了微小形变，我们通过光学原理将这种微小形变放大了。 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 手压桌子之前 手压桌子时 手离开桌子后 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 弹簧的形变方向： 玩偶的形变方向： 玩偶对弹簧的弹力方向： 弹簧对玩偶的弹力方向： 观察实验 总结弹力与形变的方向关系 向 上 向 下 向 下 向 上 相 反 相 反 F弹簧对玩偶 F玩偶对弹簧 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 观察实验 分析现象 为什么物体的弹力方向与自身形变方向相反呢？ 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 弹力的产生原因与方向 发生弹性形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用。 弹性形变 弹 力 弹力的施力物体是发生弹性形变的物体； 弹力的受力物体是使它发生弹性形变的物体； 3.弹力的方向：与施力物体恢复原状的方向相同（与形变方向相反） 2.产生条件：发生弹性形变+相互接触 1.产生原因：施力物体发生弹性形变 产生原因 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 提出问题 弹力的大小与形变量有什么关系？ 定性结论： 弹簧的伸长量越大，弹簧弹力越大 文 化 延 伸 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 猜想假设： 弹力的大小与弹簧的伸长量成正比 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 1.实验中需要测量哪些物理量？ 2.什么样的实验装置可以方便测量这些物理量？ 3.用什么样的测量工具，如何进行测量？ 4.如何处理测量得到的实验数据？ 制定方案 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 制定方案 弹簧的伸长量 弹簧的弹力 间接测量量 直接测量量 转 化 弹簧的长度 钩码的重力 （或质量） 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 记录数据 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 1.无论是读取还是处理数据，都必须实事求是，不能人为编造或者篡改真实数据去凑得结论； 2.刻度尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差，每次改变钩码的个数后，要待系统稳定后再读数； 3.实验中所提供的刻度尺精确度为1mm,读数时应估读到0.1 mm； 4.实验过程中注意不要超过弹簧的弹性限度； 注意事项 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 数据分析 得出结论 获取数据后，如何验证猜想—弹簧弹力是否与伸长量成正比？ 方法一：看每增加一个钩码，弹簧伸长量的增加量是否相等？ 方法二：看每次弹簧的弹力与形变量的比值在误差允许的范围内是否近似相等？ 方法三：图像法，可以更加直观的呈现数据变化规律。 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 数据分析 得出结论 钩码质量 m/g 弹簧弹力 F/N 弹簧长度 l/cm 弹簧伸长量 x/cm 伸长量的增加量 △x（cm) F/x (N/m) 1 50 0.49 2 100 0.98 3 150 1.47 4 200 1.96 5 250 2.45 6 300 2.94 弹簧原长l0=____cm g=9.8N/kg 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 数据分析—— 图像法 1.在坐标纸上，画出坐标轴，横轴为弹簧的伸长量x单位为cm，纵轴表示弹力F单位为N； 2.按测量数据的情况，选定合适的标度； 3.用十字叉线描出至少六个数据点； 4.根据数据点的分布，用一条平滑的直线将数据点连结起来，连线时将可能的将更多的点分布在直线上，不在直线上的点要尽可能的均匀分布在直线的两侧； 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 数据分析 得出结论 由图像可知，这是一条过原点的直线。 这一结果说明，在这个实验中，弹力的大小与弹簧的伸长量成正比。 这个结果具有普遍性吗？ 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 探究弹簧弹力与形变量的关系 实验结论：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小和弹簧的伸长量成正比。 表达式：F=kx 数据分析 得出结论 x——弹簧的伸长量 k——比例系数 单位：N/m 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 胡克定律： 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，即F=kx。 x——弹簧的形变量 k——弹簧的劲度系数 单位：N/m 胡 克 定 律 胡克（Robert Hooke, 1635—1703） 高中物理·弹 力 宁夏大学 · 物理与电子电气工程学院 课 堂 小 结 科 学 的 探 究 过 程 定 性 研 究 定 量 研 究 观察现象 弹力与形变量的定性关系 Lavf58.76.100 $$