3.1.2 弹力 导学案 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

弹力 学习目标 1．知道弹力的产生条件、大小、方向； 2．能够应用所学知识，学会判断弹力的方向； 3．通过实验探究弹簧弹力的规律，总结出胡克定律，体验科学探究的过程． 学习过程 情境创设 卡塔尔世界杯上巴西前锋以一记精彩绝伦的“倒挂金钩”进球，被评为了 2022 年世界杯最佳进球． 问题思考： 回顾射门的那个瞬间，这位巴西前锋用脚击球，使球飞入了球门，是什么力改变了球的运动状态呢？ 新知讲授 一、接触力 物体与物体接触时发生的相互作用，这种力我们称作接触力，接触力按其性质可以分为弹力和摩擦力． 二、形变 1．定义：物体在力的作用下形状或体积发生改变，这种变化叫作形变． 2．分类： （1）弹性形变：物体在发生形变后，撤去作用力能够恢复原状． （2）非弹性形变（初中叫塑性形变）：物体在发生形变后，撤去作用力不能恢复原状． 三、弹力 1．产生条件：①两物体直接接触 ②两物体接触面间存在弹性形变 2．定义：发生形变的物体要恢复原状，对与它接触的物体会有力的作用，这个力就是弹力． 3．三要素 （1）弹力的作用点：受力物体的接触面（点）上（下图中虚线框圈出处） （2）弹力的方向 分类 弹力方向特点 示意图 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 接触面 垂直于接触面，从施力物体指向受力物体 轻弹簧 沿着弹簧、指向弹簧恢复原长的方向 轻绳 沿绳、指向绳子收缩方向 轻杆 不一定沿杆，与物体的运动和受力情况有关 总结 弹力的方向总是指向施力物体恢复原状的方向 注意：质量可以忽略不计的轻杆，可能发生拉伸、压缩、 弯曲的形变（浅色球为初始位置），所以其弹力方向不一定沿着轻杆方向，要判断其方向必须结合物体的运动情况和其他受力情况来确定． 课堂小练： 1．如图，弹簧给静止的A 物体的弹力方向为( ) A ．竖直向下 B ．竖直向上 2．如图，轻杆给静止的A 物体的弹力方向为( ) A ．斜向左上方 B ．竖直向上 C ．斜向右上方 （3）弹力的大小 ①形变量x：l0 为弹簧原长，l 为弹簧被拉伸后的长度，l ′弹簧被压缩后的长度． 被拉伸时：x = l - l0 ；被压缩时：x = l0 - l′． ②弹性限度：如果形变过大，超过一定限度，撤去外力后弹簧就再也不能恢复原状，这个限度就叫作弹簧的弹性限度． ③弹簧弹力大小的实验探究结论：在弹性限度内，弹簧弹力大小与形变量成正比． 四、胡克定律 1．内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力 F 的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比． 2．表达式：F = kx （1）必须保证在弹簧弹性限度内，该定律才成立． （2）表达式中的 x 是弹簧的形变量，即弹簧伸长（或缩短）的长度，不是弹簧的长度． （3）表达式中的 k 是弹簧的劲度系数，由弹簧本身的性质决定，与弹力大小无关．单位是牛顿每米，符号N / m ． 注意：生活中所说的弹簧越“硬”，劲度系数 k 越大．生活中所说的弹簧越“软”，劲度系数 k 越小． 五、形变不明显的情况下，弹力有无的判断 （1）假设法 假设无弹力：假设将研究对象接触面撤去，看研究对象还能否在原位置保持原来状态． 若能保持原位置和原状态，则弹力不存在； 若不能保持原位置和原状态，则该接触面间一定存在弹力． （2）状态法：假设接触面间有弹力，画出研究对象的受力分析图，判断受力情况与所处的状态是否矛盾，根据物体的受力情况必须与物体的运动状态相吻合来判断弹力是否存在． 若研究对象受力情况与所处的状态一致，则存在弹力； 若研究对象受力情况与所处的状态不一致，则不存在弹力． 学以致用 请画出图中篮球所受的弹力的示意图． 课堂小结 学习过程答案 新知讲授 课堂小练： 1．B；2．B． 学以致用 一、多选题（本题共 3 小题） 1．关于弹力，下列说法正确的是( ) A ．物体间凡有接触，就一定有弹力 B ．弹力的方向总是跟接触面垂直 C ．放在水平桌面上的物体对桌面的压力就是该物体的重力 D ．用细竹竿拨动水中的木头，木头所受竹竿的弹力是由于竹竿发生形变而产生的【答案】B D 【解析】A ．物体间接触不一定有弹力，还要看有无弹性形变，选项 A 错误； B ．弹力的方向总是跟接触面垂直，选项 B 正确； C ．放在水平桌面上的物体对桌面的压力大小等于物体的重力大小，但是压力和重力是不同性质的力，故不能说“压力 ”就是“重力 ”，选项 C 错误； D．用细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于竹竿发生形变而产生的，选项 D 正确．故选 BD． 2．下列四种情景中，物体（球或物块）均处于静止状态，以下说法中正确的是( ) A ．图甲中小球受到F1 、F2 的拉力作用 B ．图乙中小球受到杆的竖直向上的支持力F 作用 C ．图丙中地面是光滑水平的， A 受到B 的压力作用 D ．图丁中地面是光滑水平的， A 受到竖直墙壁对它施加的弹力作用【答案】B D 【解析】A ．图甲中如果小球受到F1 、F2 的拉力和重力G 作用，F2 与G 平衡，拉力F1 将无法平衡，所以小 球应该只受F2 和G 作用，故 A 错误； B ．图乙中小球受到重力G 和杆对它的支持力F 作用，F 与G 平衡才能让小球静止，所以F 与G 必须等大反向，即 F 方向竖直向上，故 B 正确； C ．撤去B 球， A 球仍然能保持静止状态，这说明AB 之间没有挤压，所以 A 没有受到B 的压力作用，故 C 错误； D ．撤去竖直墙面，由于地面光滑，A 将在F 力作用下向右运动，与 A 的静止状态不符，所以 A 受到竖直墙壁对它施加的水平向左的弹力作用，故 D 正确；故选 BD． 3．如图甲所示，某弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与其弹力的关系图像，如图乙所示．则下列判断正确的是( ) A ．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B ．弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比 C ．该弹簧的劲度系数是2N / m D ．该弹簧的劲度系数是200N / m 【答案】B D 【解析】AB ．弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，且弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比，故A 错误，B 正确； CD ．F - x 图线的斜率代表弹簧的劲度系数，即 k N / m，故 C 错误，D 正确．故选 BD． 第 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $