3.2 弹力（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（粤教版）

该高中物理课件围绕弹力主题，系统涵盖形变、弹性形变、弹力产生条件、胡克定律等核心知识点。课堂导入从力的概念切入，通过实验探究弹簧弹力与伸长量的关系，构建从概念理解到实验验证再到规律应用的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，以“探究弹簧弹力与伸长量关系”实验为载体，引导学生经历数据处理、描点作图求劲度系数的过程，结合胡克定律图像分析与典例推理深化物理观念。知识辨析与疑难讲解助力突破难点，学生能提升探究能力与思维品质，教师可依托此资料高效实施概念教学与实验教学。

第二节　弹力 知识点1　形变 1.形变:物体形状或体积发生的变化。 2.弹性形变:停止用力后,物体能完全恢复原状的形变。 3.弹性限度:如果物体的形变过大,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,这个限度叫作弹性限度。 知识 清单破 知识点 1 形变 第1讲　描述运动的基本概念 知识点2　认识弹力 1.弹力 (1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力称 为弹力。 (2)产生的条件:a.两物体直接接触;b.发生弹性形变。 2.几种常见的弹力及方向 (1)压力或支持力的方向都垂直于物体的接触面,指向被压或被支持的物体。 (2)绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向。绳中的弹力常常叫作张力。 知识点 2 认识弹力 第1讲　描述运动的基本概念 知识点3　探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系 1.实验原理 (1)弹簧的弹力F的测量:弹簧下端悬挂的钩码静止时,弹力大小与所挂钩码的重力大小相等, 即F=mg。 (2)弹簧的伸长量x的确定:弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出,弹簧的 伸长量x=l-l0。 知识点 3 探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系 第1讲　描述运动的基本概念 2.实验器材 轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台、坐标纸等。 3.实验操作 (1)将弹簧的一端固定在铁架台的横杆上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长时的长 度l0,即原长,如图所示。   (2)在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1。 (3)改变所挂钩码的质量,重复步骤(2),记录m2、m3、m4、m5、…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、 l5、…。 第1讲　描述运动的基本概念 (4)计算出每次弹簧的伸长量x(x=l-l0)和弹簧的弹力F(弹簧弹力等于钩码的重力),并将数据填 入表格。 4.数据处理 (1)以弹簧弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵轴、弹簧的伸长量x为横轴,建立直角坐标 系,用描点法作图,得到弹力F随弹簧伸长量x变化的图线,如图所示。   (2)以弹簧伸长量x为自变量,写出弹力F和弹簧伸长量x之间的函数关系式。关系式中的常数 即弹簧的劲度系数,这个常数也可根据F-x图线的斜率求解,k= 。 第1讲　描述运动的基本概念 知识点4　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量(或压缩量)x成正比,其表达式为F= kx。 2.劲度系数:F=kx中的k为弹簧的劲度系数,单位为牛顿每米,符号是 N/m,是表示弹簧“软” “硬”程度的物理量。 知识点 4 胡克定律 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.海绵受挤压发生形变,桌面受挤压不会发生形变。 (　    ) 2.静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变。 (　    ) 3.弹簧的长度越长,弹力越大。 (　    ) ✕ √ ✕ 第1讲　描述运动的基本概念 疑难 情境破 疑难1　弹力方向的分析和弹力有无的判断 讲解分析 1.常见弹力方向的分析 (1)在面与面接触时,弹力垂直于接触面,且指向受力物体,如图甲。 (2)在点与面接触时,弹力垂直于接触面或过接触点的切面,且指向受力物体,如图乙。 (3)在点与点接触时,弹力垂直于过接触点的公切面,且指向受力物体,如图丙。 疑难1 弹力方向的分析和弹力有无的判断 第1讲　描述运动的基本概念 2.弹力有无的判断   根据产生弹力的两个条件判断是否存在弹力。此法多用来判断发生明显形变的情况(如弹簧、橡皮条等)   可以假设将与物体接触的另一物体撤去,看物体还能否保持原来的状态,若能,则无弹力;若不能,则存在弹力   因为物体的受力与物体的运动状态相吻合,所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡等)来判断物体间是否存在弹力 可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换。如将侧壁、斜面用海绵来替换,将硬杆用轻弹簧来替换,看研究对象能否保持原来的运动状态,若能,则无弹力;若不能,则存在弹力 第1讲　描述运动的基本概念 疑难2　弹力大小的计算 讲解分析 1.弹力的大小 弹力属于被动力,如绳的拉力、接触面的支持力或压力,它的大小一般由物体的受力情况来 具体分析求解。而对于弹簧,在弹性限度内,可由胡克定律来确定弹力大小。 2.对胡克定律的理解 (1)胡克定律成立的条件:在弹性限度内。 (2)对F=kx的理解 ①x是弹簧的形变量,而不是弹簧形变后的长度。 ②k为弹簧的劲度系数,反映弹簧本身的属性,跟弹簧的粗细、材料、孔径、绕法等有关,与弹 力F的大小和形变量x无关。 疑难2 弹力大小的计算 第1讲　描述运动的基本概念 ③F-x图像是一条过原点的倾斜直线(如图所示),直线的斜率表示弹簧的劲度系数k。 3.胡克定律的应用 (1)推论式ΔF=kΔx:由F-x图像可知,弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比。 第1讲　描述运动的基本概念 特别提醒 a.如果弹簧的初、末两个状态同是伸长或压缩状态,则ΔF=F2-F1,Δx=x2-x1; b.如果弹簧的初、末两个状态分别是伸长和压缩状态,则ΔF=F1+F2,Δx=x1+x2。 (2)弹簧串联或并联的处理方法 　　弹簧串联或并联时,每个弹簧的弹力都遵循胡克定律。弹簧串联时,弹簧间相互作用力 大小相等,因此两弹簧的弹力大小相等;弹簧并联时,两弹簧的弹力之和作用在接触物体上,每 个弹簧的弹力大小根据其形变单独应用胡克定律求解。即弹簧串联:kx1=kx2=mg;弹簧并联: kx1+kx2=mg。 第1讲　描述运动的基本概念 典例 一根轻弹簧在10.0 N的拉力作用下【1】,其长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm【2】。 (1)当这根弹簧长度为4.20 cm时,弹簧受到的力为多大? (2)当弹簧受到15 N的力作用时,弹簧的长度是多少?(弹簧始终在弹性限度内) 信息提取    【1】弹簧的弹力大小等于拉力大小,即弹簧的弹力大小为10.0 N; 【2】弹簧的原长为5.00 cm,在拉力作用下长度变为6.00 cm,可求出弹簧的伸长量。 思路点拨    已知弹簧的形变量与对应的弹力大小,根据胡克定律【3】求出弹簧的劲度系数。 (1)当已知弹簧长度时,先求弹簧的形变量,再利用胡克定律求弹力大小【4】。 (2)当已知弹簧受到的外力时,先利用胡克定律求弹簧的形变量,再求弹簧的长度【5】。 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)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 弹簧的伸长量x1=L1-L0=1.00×10-2 m(由【2】得到) 根据胡克定律得F1=kx1 解得弹簧的劲度系数k=1.00×103 N/m(由【1】、【3】得到) 设弹簧被压缩到L2=4.20 cm=4.20×10-2 m时,弹簧受到的力为F2 根据胡克定律得F2=kx2=k(L0-L2)=[1.00×103×(5.00-4.20)×10-2] N=8.0 N(由【4】得到) (2)设当力F=15 N时弹簧的形变量为x 由胡克定律得 第1讲　描述运动的基本概念 x= = =1.50×10-2 m=1.50 cm 若弹簧被拉长,此时弹簧的长度为L=L0+x=6.50 cm 若弹簧被压缩,此时弹簧的长度为L=L0-x=3.50 cm(由【5】得到)。 答案    (1)8.0 N (2)6.50 cm或3.50 cm 第1讲　描述运动的基本概念 $