3.1.2 弹力　胡克定律 课件-2024-2025 学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第2课时　弹力 第三章　1　重力与弹力 1.形变： 一.弹力 物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫作形变。 2.形变类型： （1）弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状（弹性限度）； （2）塑性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力不能够恢复原状。 知识深化 微小形变放大法 深度思考 跳水运动员如何跳起来的呢？ 深度思考 有什么共同特点？ 一.弹力 3.弹力的定义： 发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。 4.弹力产生条件： (1)直接接触； (2)物体发生形变。 5.弹力方向： 与物体形变方向相反，垂直于接触面。 6.常见的弹力： 压力、支持力、拉力等 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. 知识深化 　(2022·广南县第二中学高一阶段练习)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 例4 √ 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，故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，C正确，B、D错误. 例5　在如图所示的各图中画出杆或球P所受弹力的示意图，已知杆或球均处于静止状态. 二.弹力有无的判断 1.条件法：接触且发生形变， 形变比较明显的 2.平衡法：对物体进行受力分析 形变不明显 合力为0，状态不变(静止) 合力不为0，状态变化(运动) F1 F F1 F G G G F1 F2 G 3.假设法：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 如图所示，判断球与板或球与球之间是否有弹力，画出各个小球的所受的弹力。 思考讨论 F1 F F1 F1 F1 F1 F2 F2 G G F2 F2 G G G G F2 二.弹力有无的判断 物体受多个力平衡时，各个力的方向有什么特点？ 思考总结 F1 F F1 F1 G G F2 F2 G G F2 F1 F2 G 二.弹力有无的判断 各力反向沿长线左右必需有力 不平衡 不平衡 不平衡 平衡 例1　(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 √ √ 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.故选A、C. (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 针对训练1 √ √ 图A中a、b无相互挤压，没有发生形变，a、b间无弹力，故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，故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，故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，故D错误. 弹力的大小与什么因素有关呢？ 思考与讨论 弹簧在弹性限度内，弹簧的伸长量（压缩量）越大，弹力越大 三.胡克定律 形变量 1.形变量 三.胡克定律 总长：l 拉长 压缩 形变量： 压缩量： 伸长量： x＝| l－l0 | 总长：l 原长：l0 F F x＝ l0－l x＝ l－l0 进行实验：探究弹簧弹力与形变量的关系 三.胡克定律 弹簧的形变量： 刻度尺的测量，注意估读 弹簧的弹力： 钩码的重力（二力平衡） 探究弹簧弹力与形变量的关系 数据处理 三.胡克定律 以弹簧弹力为F为纵坐标，弹簧的形变量x为横坐标建立直角坐标系。 弹簧弹力的大小F与弹簧形变量x（伸长量x）成正比。 1.定义： 在弹性限度内，弹力F的大小跟成弹簧形变量x成正比； 2.公式： 三.胡克定律 F ＝ kx x:形变量，单位：m k:劲度系数，单位：N/m F:弹力，单位：N F/N x/m O 3.k 劲度系数： (1)由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定， k越大，弹簧越硬，否则弹簧越软； (2)与弹力F的大小以及形变量x无关； (3)F-x图像的斜率代表k。 k＞k 硬 软 1.弹簧的弹力与弹簧拉伸或压缩后的长度成正比吗？ 不成正比 2.同一条弹簧压缩量为x时与伸长量为x时的弹力大小相等吗？方向相同吗？ 大小相等，方向相反 思考讨论 三.胡克定律 　(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的大小成正比 B.由k＝ 可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量x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)单位长度时弹力的数值 例2 √ √ √ 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？ 例3 答案　8.00 N 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)， 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. (2)当弹簧受到15.0 N的拉力时，弹簧的长度是多少？ 答案　6.50 cm 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 此时弹簧的长度为L＝L0＋x＝6.50 cm. 某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验. 例2 (1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量为______cm. 6.93 由题图乙标尺刻度可知示数l2＝14.66 cm，所以此时弹簧的伸长量为Δl＝l2－l1＝6.93 cm. (2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是______.(填选项前的字母) A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指 针所指的标尺刻度和对应的钩码总重量 B.随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指 的标尺刻度和对应的钩码总重量 A 为防止弹簧超出弹性限度，应逐渐增加钩码的重量，故选项A正确. (3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量x与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是______________________________. 弹簧形变量超出弹簧的弹性限度 由题图丙知AB段伸长量与弹力不成线性关系，主要原因是钩码重力过大，导致弹簧形变量超出弹簧的弹性限度. EV录屏3.9.7软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn x＝＝ m＝1.50×10－2 m＝1.50 cm $$