3.2 弹力 课件-2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

该高中物理课件聚焦“弹力”核心内容，系统讲解形变分类、弹力产生条件、方向判断及胡克定律，通过拉弓、蹦极绳等生活实例导入，引导学生从具体现象过渡到抽象概念，构建“现象-概念-规律”的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过“探究弹簧弹力与形变关系”实验，运用图像法处理数据培养科学思维，结合微小形变分析深化模型建构。结构化小结梳理知识脉络，教考衔接融入高考真题，助力学生巩固物理观念，提升解题能力，也为教师提供系统教学资源。

弹力 第三章 相互作用 目录 01 目标及重难点 02 新课导入 03 内容讲解 04 课堂练习 05 教考衔接 06 课堂小结 PART 01 目标及重难点 素养目标 【物理观念】 理解形变与弹力的概念，知道弹力产生的条件。 掌握常见弹力（压力、支持力、绳的拉力）的方向特点。 理解胡克定律（ F=kx ）及其物理意义。 【科学思维】 通过分析“微小形变”（如桌面、斜面的形变），培养模型建构与科学推理能力。 能运用胡克定律进行逻辑分析与定量计算。 【科学探究】 经历“探究弹簧弹力与形变关系”的实验过程，掌握控制变量与图像法（绘制 F−x 图像）处理数据、归纳物理规律的方法。 教学重难点 【教学重点】 弹力产生的条件及常见弹力方向的判断。 “探究弹簧弹力与形变量关系”的实验操作与数据处理。 胡克定律的理解与实际应用。 【教学难点】 对“微小形变”的理解及复杂接触面弹力方向的准确判断。 利用 F−x 图像分析实验数据，并准确得出胡克定律。 【科学态度与责任】 通过了解胡克定律的发现史及弹力在工程生活中的应用，体会物理学对技术发展的贡献，养成严谨求实、勇于探究的科学态度。 PART 02 新课导入 观察思考：下面图中的力有何共同点？ PART 03 内容讲解 人受重力作用下落，拉伸的“蹦极”绳又会产生向上的力，把人拉上去 弓弦和“蹦极”绳都产生了明显的形变， 这其中蕴含着怎样的物理知识呢？ 用力拉弓，撒手时绷紧的弓弦可以把箭射出去 在外力的作用下，橡皮泥和弹簧的形状都发生了明显的变化，其中橡皮泥形状变化后无法自己恢复原状 捏橡皮泥 手压弹簧 一、形变 1 形变的定义 物体在力的作用下形状或体积会发生变化，这种变化叫作形变。 说明：①力是物体产生形变的原因； ②一切物体受力后都会发生形变，只是有的形变明显，有的形变不明显，需要借助仪器才能观测到。 2 形变按形式分类：拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变、剪切形变等； 3 形变按效果分类：弹性形变、非弹性形变。 ①弹性形变：有些发生形变的物体在撤去外界的作用力后能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变，如弹簧、橡皮条、钢板、玻璃瓶等，如图甲所示。 ②塑性形变：当撤去外力后物体的形变不能完全恢复原状，这种形变叫作塑性形变，如铅丝、橡皮泥等，如图乙所示。 4 弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度。 甲　　　　　　　　　　乙 二、弹力 观察思考：在图中，人、箭、小车都受到了弹力的作用，这些弹力是怎么产生的？弹力的方向有什么特点？ （a）中压弯的跳板为恢复原状对运动员产生向上的弹力，将运动员弹起。 （b）中张紧的弦为恢复原状对箭施加向右的弹力，把箭射出。 （c）中伸长的弹簧为恢复原状对小车施加了向右的弹力。 （d）中压缩的弹簧为恢复原状对小车施加了向左的弹力。 弹力方向都沿着使形变物体恢复原状的方向。 （1）定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫作弹力。 （2）弹力产生过程：外力→发生形变→要恢复原状→对接触物体产生弹力的作用。 （3）产生条件：①两物体直接接触；②两物体之间发生形变并有恢复原状的趋势。 说明：只有两物体在接触部位产生形变时，两物体间才有弹力产生。例如两块磁铁间隔一段距离相互吸引，但没有接触，两磁极间产生的是磁（场）力而不是弹力。 弹力和形变是同时发生的。 1.弹力的定义及产生条件 2.弹力有无的判断 利用弹力的产生条件可以判断物体间是否存在弹力，不能判断时，可以考虑假设法。 假设法的思路：假设撤去与研究对象接触的物体，判断研究对象的运动状态是否发生改变：①若运动状态不变，则此处不存在弹力； ②若运动状态改变，则此处一定存在弹力。 点拨：运动状态的改变，是指速度的变化，由静止到运动是其中的一种情形。 3.弹力的方向 F1：支持力 F2：压力 支持力或压力的方向总是垂直于支持面而指向被支持或被压的物体。 （1）支持力和压力 F1 F2 （2）绳的拉力 绳子对物体的拉力方向总是沿着绳子指向绳子收缩的方向。 T：绳对电灯的拉力 T 弹簧弹力的方向沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向。 （3）弹簧的弹力 F F 弹力的方向：总是与引起形变的外力的方向相反 三、实验：探究弹簧弹力与形变的关系 弹力的大小与形变量有什么关系呢？ 弹簧的伸长量或缩短量越大，弹簧的弹力越大 弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比 提出问题 大胆猜想 设计实验               间接测量量     直接测量量   图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F 与弹簧伸长量x的关系图像，根据图像分析弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。   平衡   1.实验原理 2.物理量测量 铁夹 铁架台 刻度尺 弹簧 钩码 铅笔 坐标纸 3.实验器材 （1）按图所示安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度。 （2）在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度，并记下钩码的重力。 （3）增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格中。以 F 表示弹力，表示弹簧的长度，表示弹簧的伸长量。 4.实验步骤 钩码个数 0 1 2 3 4 5 6 弹力F/N 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 总长度 l/cm 25.35 27.35 29.35 31.30 33.40 35.35 37.30 伸长量 x/cm 0 2.00 4.00 5.95 8.05 10.00 11.95 数据记录入表格 （1）以弹力 F 为纵轴、以弹簧的伸长量 x 为横轴建立坐标系，如图所示，用描点法作图，连接各点，得出弹力 F 随弹簧伸长量 x 变化的图线。 （2）得出弹力和弹簧伸长量的函数关系，研究图像斜率的物理意义。 注意：描点作图时，要让尽可能多的点落在直线上，不能落到直线上的点均匀分布在直线的两侧。 5.数据处理 在弹性限度内，弹力 F 的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比，即 F = kx，其中 k 是比例系数，单位是N/m。 （1）系统误差：弹簧竖直悬挂，自身重力使弹簧伸长，故实验时尽量选用质量好、重力小的弹簧。 （2）偶然误差：原因很多，如读数不准确、作图不规范、钩码不标准等。 6.实验结论 7.误差分析 四、胡克定律 1.胡克定律 （1）内容：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。 （2）公式：，式中 为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m。 （3）弹力与弹簧伸长量的关系可用 F-x 图像表示，如图所示，其中图线的斜率表示弹簧的劲度系数k，即k=。 在弹性限度内，弹簧弹力的变化量 ∆F 与形变量的变化量 ∆x 成正比 2.胡克定律的推论 用手捏玻璃瓶，细管中的水柱高度在上下变化。说明受压时玻璃瓶发生形变。 玻璃瓶发生了微小形变，挤压瓶内的水上升 力学放大法 光学放大法 拓展：观察微小形变的两种方法 PART 04 课堂练习 在竖直悬挂的轻质弹簧下端挂一个20N钩码，平衡时弹簧伸长了2cm，如果在该弹簧下端挂两个这样的钩码（弹簧始终发生弹性形变），则下列说法正确的是( ) A.弹簧伸长了4cm B.弹簧产生的弹力仍为20N C.弹簧的原长为2cm D.弹簧的劲度系数为10N/m A 答案：A 解析：当弹簧下端挂一个钩码时,根据胡克定律有 ，可得弹簧的劲度系数为 ，故D错误;如果在该弹簧下端挂两个20N的钩码，根据平衡条件可知 ，解得 ，故A正确，B错误;根据题意无法求出弹簧的原长，故C错误。故选A。 （多选）下列各图中静止的P、Q两球之间不存在弹力的是（所有接触面部是光滑的）( ) A. B. C. D. AB 答案：AB 解析：A.图中两球间若有弹力则小球Q将向右运动，所以P、Q间无弹力，A正确； B.图中两球间若有弹力则两球将向两边运动，所以P、Q间无弹力，B正确； C.图中两球间若无弹力则小球P将向下运动，所以P、Q间有弹力，C错误；D.图中两球间若无弹力则小球P将向右下运动，所以P、Q间有弹力，D错误。 如图甲所示，一轻弹上端固定，下端连接质量为 的物体，平衡时弹簧长度为 ；如图乙所示，同一轻弹簧下端固定，上端连接质量为 的物体，平衡时弹簧长度为 。 ，弹簧始终竖直且在弹性限度内，重力加速度为g，则该弹簧的劲度系数为( ) A. B. C. D. A 答案：A 解析：假设弹簧的原长为 ，当质量为 物体挂于下端时有： ；当质量为 物体置于上端时有： 。联立解得： 。故A正确。 PART 05 教考衔接 如图，轻质弹簧上端固定，下端悬挂质量为 的小球A，质量为m的小球B与A用细线相连，整个系统处于静止状态。弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。现剪断细线，下列说法正确的是( ) A.小球A运动到弹簧原长处的速度最大 B.剪断细线的瞬间，小球A的加速度大小为 C.小球A运动到最高点时，弹簧的伸长量为 D.小球A运动到最低点时，弹簧的伸长量为 答案：BC 解析：A.剪断细线后，弹力大于A的重力，则A先向上做加速运动，随弹力的减小，则向上的加速度减小，当加速度为零时速度最大，此时弹力等于重力，弹簧处于拉伸状态，选项A错误； B.剪断细线之前则 剪断细线瞬间弹簧弹力不变，则对A由牛顿第二定律 解得A的加速度 选项B正确； C.剪断细线之前弹簧伸长量 剪断细线后A做简谐振动，在平衡位置时弹簧伸长量 即振幅为 由对称性可知小球A运动到最高点时，弹簧伸长量为 ，选项C正确； D.由上述分析可知，小球A运动到最低点时，弹簧伸长量为 ，选项D错误。 故选BC。 餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300 g，相邻两盘间距1.0 cm，重力加速度大小取 。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为(      ) A.10 N/m B.100 N/m C.200 N/m D.300 N/m 答案：B 解析：设托盘和盘子的总重力为G，每根弹簧的伸长量为x，则由平衡条件可得 ；取走一个盘子稳定后有 ，即 ，解得弹簧的劲度系数 ，故选B。 PART 06 课堂小结 弹力 （1）形变的分类：①弹性形变；②非弹性形变. （2）弹力产生的条件：①接触；②物体发生形变. （3）弹力的方向：垂直于接触面，并指向恢复形变的方向. （4）弹力的大小：与形变物体的材料、形变量大小有关. （5）弹簧弹力的大小：利用胡可定律 F = kx 计算，其中 k 是劲度系数，单位是牛顿每米，符号是 N/m. 可以完全恢复原状 不能完全恢复原状 弹力属于接触力，这一点与重力不同 作用线总是与两物体接触点的切面垂直 k 的大小反映弹簧的“硬”与“软” THANK YOU $