内容正文:
粤教版高中物理必修一
3.2 弹 力
力的作用效果
改变物体的运动状态
使物体发生形变
课前回顾
2
捏一捏桌面的物品,按压一下桌面,感受形变,并对形变进行分类。
活动1:感受形变
弹簧
桌面
海绵
水球
橡皮泥
活动1:感受形变
按可否恢复分:
①弹性形变
②范性形变
任何物体在力的作用下,都能发生形变
弹簧
海绵
水球
橡皮泥
弹性限度
桌面
按形变程度分:
①明显形变
②微小形变
微小放大法
活动2:
实验:用小车分别挤压橡皮泥和弹簧,观察小车在松开手后的运动情况。
产生弹性形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。
①两个物体必须直接接触;
②产生弹性形变。
产生条件:
施力物体
受力物体
思考:形变的物体,对与它接触的物体有力的作用吗?
1、定义:发生弹性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。
发生弹性形变
两物体相互接触
2、产生条件:
3、产生原因:发生弹性形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产力的作用。
施力物体
受力物体
弹力
4、常见的弹力及其方向
①面与面: 弹力方向垂直于接触面指向受力物体
向下形变
F
F1
F
F2
F
F1
F2
F1
F2
F1
②点与面:弹力方向过接触点垂直于接触面并指向受力物体
③点与点:弹力方向过接触点垂直公切面并指向受力物体
A
F1
F1
F2
F2
弹力的方向
情境 施力物体 形变方向 恢复原状方向 弹力方向
水球压在KT板上
水球压在KT板上
向下
向上
向下
向上
向下
向上
KT板
橡皮筋
向下
向上
施力物体产生的弹力方向与其恢复原状的方向相同
向上
压力、支持力、拉力都是弹力
垂直于物体接触面
沿绳指向绳收缩的方向
橡皮筋拉着球
水球
10
《考工记》注解:
“假令弓力胜三石,引之中三尺,驰其弦,以绳缓擐之,每加物一石,则张一尺。”
——东汉学者 郑玄
弹力的大小
实验:探究弹簧弹力的大小与伸长量之间的定量关系
【思考】
(1)需要测量哪些物理量?
(2)如何测量弹簧的弹力?
(3)如何测量弹簧的伸长量?
(4)如何保证测量的准确性?
(5)通过什么方法可以直观的看出两者的数量关系?
弹簧弹力F 伸长量x
静止时钩码的重力G = 弹簧弹力F
伸长量x = l - l0
静止时才读数
图像法
一、实验器材
铁架台、下端带挂钩的弹簧,50g的钩码若干,刻度尺
一、实验器材
铁架台、下端带挂钩的弹簧,50g的钩码若干,刻度尺
二、实验步骤
将弹簧一端固定在铁架台上,让弹簧自然下垂,
用刻度尺测量并记录弹簧的原长l0
2. 在弹簧的挂勾上,挂上一个钩码,测出弹簧伸长
后的长度,计算此时弹力的大小并填入表中。
3. 依次增加钩码,重复上述操作。
实验:探究弹簧弹力的大小与伸长量之间的定量关系
注意事项:
1. 刻度尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差;
2. 每次测量一定要等钩码静止后再读数;
3. 实验过程中要注意不能超过弹簧的弹性限度.
钩码的质量m/g 弹簧的长度L/cm 弹簧伸长量x/cm 弹力的大小F/N
1
2
3
4
5
6
弹簧原长: cm
实验:探究弹簧弹力的大小与伸长量之间的定量关系
x/cm
0.5
1.0
1.5
2.0
传感器实验:弹簧弹力的大小与压缩量之间的定量关系
可被压缩的弹簧
有力传感器和位移传感器的小车
力传感器
胡克定律
F = kx
弹簧的劲度系数
①物理意义:数值上等于弹簧发生单位长度形变时所产生的弹力大小。
②单位:N/m
③k的大小由弹簧自身结构决定,与弹簧丝的粗细、材料、绕法、长度和匝数等有关
1678年,英国物理学家胡克研究后得出结论:
在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
应用:
1. 弹簧测力计就是利用胡克定律制成的测力工具。
同学们可以求出弹簧测力计的劲度系数吗?
2. 能否利用课堂的实验数据,测出水球的重力呢?
小结:
微小放大法
②产生弹性形变
与施力物体恢复形变的方向相同
①两物体相互接触
胡克定律
F = kx
弹力
形变
大小
产生条件
方向
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