3.2.2弹力 学案-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理导学案聚焦“弹力”核心内容，涵盖形变的概念及分类、弹力产生的条件与方向判断、胡克定律及应用等知识点。通过生活中形变实例导入，衔接力的概念，以知识梳理为支架，从形变到弹力再到计算，帮助学生构建相互作用观念。 资料亮点在于疑难点突破，采用假设法判断弹力有无，分类型指导方向判断，结合典例深化胡克定律应用，培养科学思维中的科学推理与模型建构能力。当堂达标题分层设计，助力学生巩固物理观念，提升分析解决问题能力，适合自主学习与课堂互动。

第2节 弹力 学案 学习目标： 1.知道形变的概念及分类． 2．知道弹力产生的原因和条件，会判断弹力的有无及弹力的方向． 3．知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。 4．知道劲度系数的概念,理解胡克定律，计算弹簧的弹力. 知识梳理： 知识点一 形变及弹性 1．认识形变 (1)物体形状发生变化简称为形变。物体的形变可以分为压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等。 (2)形变产生的原因是物体受到了力的作用。 (3)显示微小形变的方法有多种，常用的有：机械放大法、光学放大法、电子放大法等。 2．弹性与弹性限度 (1)弹簧具有恢复原状的性质称为弹性。 (2)任何物体受到外力作用后都会产生形变，撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变，称为弹性形变。 (3)物体发生弹性形变的最大形变量叫作弹性限度。 3.形变的种类 (1)物体的形变大体可分为3种：第一种是物体的长度变化时发生的形变叫拉伸(或压缩)形变(如弹簧类)；第二种是物体弯曲时发生的形变叫弯曲形变(如跳水板的形变)；第三种是物体扭转时发生的形变叫扭转形变。 (2)形变按外力撤去后是否能恢复原状又可分为弹性形变和非弹性(范性)形变。 (3)按形变大小可分为宏观形变和微小形变。 知识点二 弹力 1．弹力的概念 产生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。 2．弹力的方向 绳子对物体拉力(即绳子产生的弹力)方向总是指向绳子收缩的方向；压力的方向垂直于接触面指向被压的受力物体；支持力的方向垂直于接触面指向被支持的物体。 3．弹力的大小——胡克定律 在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比。其表达式为：F＝kx，比例系数k叫作弹簧的劲度系数，单位N/m；x为弹簧的形变量，单位：m。 知识点三 力的图示 1．力的示意图 用一带箭头的线段表示力，线段的箭头指向力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点。 2．力的图示 用线段的长度表示力的大小，线段的箭头指向力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点。 疑、难点理解： 弹力有无的判断 1．弹力产生的过程 2．判断弹力的有无 (1)方法一：对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生的条件判断：①物体间相互接触；②发生弹性形变。两个条件必须同时满足才有弹力产生。 (2)方法二：对于形变不明显的情况，通常采用假设法判断。 注意：弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体是跟施力物体接触并使施力物体发生形变的物体。 弹力是接触力，弹力与形变相生相伴，判断是否存在弹力要抓住“接触”“形变”，二者缺一不可；对于明显形变可直接利用条件和现象判断，而对于微小形变，可用假设法判断。 典例1：在下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是(　　) [解析]　在A图中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力。在B图中，若拿去A球，则B球将向左运动，故A、B间存在相互挤压，即A、B间存在弹力。在C图中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力。在D图中，不能判断A、B间有没有弹力。故应选B。[答案]　B 弹力方向的判断 (1)绳子只能受拉力而发生形变，即绳子只能承受拉力。因此绳子拉物体的弹力的方向总是沿着绳子并指向其收缩的方向。 (2)物体放在支持物上，支持物因其形变而产生弹力——作用在物体上的支持力，这种弹力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体。 (3)判断步骤：明确被分析的弹力→确定施力物体→分析施力物体的形变方向→确定该弹力的方向。 弹力的方向可根据弹力作用的类型进行判断 (1)面面接触：弹力垂直于接触面(或切面)指向受力物体。 (2)点面接触：弹力过点垂直于接触面(或切面)指向受力物体。 (3)轻绳：绳对物体的拉力沿绳并指向绳收缩的方向。 (4)轻弹簧：弹簧对物体的弹力可能为支持力，也可能为拉力，但一定沿弹簧的轴线方向。 典例2：分别画出图中的物体A所受弹力的示意图。 [解析]　分析此类问题的关键是确定接触面，对于点—面接触、面—面接触类问题，其中的面即为接触面；对于点—弧面接触类问题，过接触点的弧面的切面即为接触面。根据弹力垂直于接触面，可判断物体A所受的弹力方向，做出的示意图如下图所示。 胡克定律的应用 1．对胡克定律的理解 (1)理解胡克定律F＝kx公式。 ①x为弹簧的形变量[可能为伸长量(l－l0)，也可能为缩短量(l0－l)]，不是弹簧的长度。 ②k为弹簧的劲度系数，k只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。它反映了弹簧的软硬程度，k值越大，弹簧越硬，其长度越难改变。 (2)弹力与弹簧伸长量的关系可用F－x图象表示，如图3－1－1所示，图线的斜率即为弹簧的劲度系数。 (3)由于F1＝kx1，F2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝k(x2－x1)＝kΔx，因此，弹簧上弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比关系，即ΔF＝kΔx。 2.应用胡克定律解题时，一定要清楚F＝kx中的x是指弹簧的形变量。弹簧弹力的方向可以根据弹簧是处于压缩状态还是处于伸长状态来确定。反之，如果知道弹力的方向，也可确定弹簧是处于压缩状态还是伸长状态。 典例1：一根轻弹簧，当它受到10 N的拉力时长度为12 cm，当它受到25 N的拉力时长度为15 cm，问弹簧不受力时的自然长度为多少？该弹簧的劲度系数为多少？ [解析]　该题可以用两种方法求解。一种是直接利用胡克定律F＝kx列式，另一种是利用胡克定律的变形式ΔF＝kΔx列式计算。 设弹簧的原长为l0，由题意知，F1＝10 N，l1＝12 cm；F2＝25 N，l2＝15 cm。 方法一：根据胡克定律有F1＝k(l1－l0)，F2＝k(l2－l0)， 两式相比可得＝， 代入数据可得l0＝10 cm， k＝＝ N/m＝500 N/m。 方法二：根据ΔF＝kΔx 可得k＝＝＝ N/m＝500 N/m。 又根据F1＝k(l1－l0)可得 l0＝l1－＝0.12 m－ N/m＝0.1 m＝10 cm。 [答案]　10 cm　500 N/m 当堂达标： 1．关于弹力，下列说法中正确的是(　　) A．发生形变的物体才能有弹力，且一定有弹力 B．物体的形变越大，弹力也越大 C．弹力的方向一定与物体发生弹性形变的方向相反 D．弹力的大小与物体大小有关，体积越大的物体产生的弹力也越大 2．(多选)关于胡克定律，下列说法中正确的是(　　) A．由 F＝kx 可知，弹力 F 的大小与弹簧的长度 x 成正比 B．由 k＝可知，劲度系数 k 与弹力 F 成正比，与弹簧长度的改变量 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)单位长度时弹力的大小 3．一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为(　　) A.　　　　　 B. C.　　　　 D. 4．如图所示，各接触面光滑且物体A静止，画出物体A所受的弹力的示意图。 参考答案： 1.解析：选C　只有发生弹性形变的物体，才能产生弹力，A错误。弹力的大小是由形变量和劲度系数共同决定的，物体的形变大，弹力不一定大，B错误。弹力的方向指向物体形变恢复的方向，一定与物体发生形变的方向相反，C正确。弹力的大小与物体的大小无关，D错误。 2.解析：选CD　胡克定律 F＝kx 中， x 是弹簧伸长或缩短的长度；k 是劲度系数，与弹簧本身的性质有关，与 F、x 均无关，故 A、B 错误，C、D 正确。 3.解析：选C　设弹簧的劲度系数为k，原长为l0。由胡克定律可知，当弹簧压缩时有F1＝k(l0－l1)，当弹簧拉伸时有F2＝k(l2－l0)， 联系以上两式解得k＝。故选项C正确。 4.解析：如图所示。 学科网（北京）股份有限公司 $