内容正文:
高一年级物理学科6+1模式高效课堂导学案
3.1 弹力
学习目标
1.知道弹力的定义及产生的条件。
2.知道压力、支持力和拉力都是弹力。
3.了解胡克定律的内容、表达式。
重点:了解胡克定律
难点:会用胡克定律解决有关问题
教学过程
一、【导】
撑杆跳高运动员,弯曲的撑杆把人弹向高空;射箭的时候,被拉开的弓弦把箭射出去;蹦床把人高高弹起。是什么力量把运动员、箭弹出去?这个力是怎么来的?运动员不压撑杆,撑杆不发生弯曲,还能产生这个力吗?物体发生弯曲、拉伸这种弹性形变之后,才会产生这种 “弹开” 的力,这就是弹力。接下来我们就系统学习弹力
二、【思】
(一) 弹力
1.接触力:在物体与物体 时发生的相互作用。接触力按其性质可以分为 和 。
2.形变:物体在力的作用下 或 会发生改变,这种变化叫作形变。
3.弹力:发生形变的物体,要 原状,对与它 的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。平时所说的压力、支持力和拉力等都是弹力。
4.弹力的方向
(1)压力和支持力的方向是跟接触面 的,指向受力物体。
(2)绳子的拉力方向是沿着绳子而指向绳子 的方向。
(3)弹簧的弹力沿着弹簧的轴线方向,被拉伸时产生拉力,被压缩时产生支持力。
(二) 胡克定律
1.弹性形变:物体在发生形变后,如果撤去作用力能够 原状,这种形变叫作弹性形变。
2.弹性限度:如果形变过大,超过 ,撤去作用力后物体不能 原来的形状,这个限度叫作弹性限度。
3.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 成正比。
(2)表达式:F=kx。
(3)说明:其中k叫作弹簧的 ,单位是牛顿每米,符号是N/m。k是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。
(三) 弹力的有无及方向的判断
1.弹力的产生条件
(1)物体要接触。(2)物体要发生弹性形变(尤其注意微小形变)。
2.弹力有无的判断方法
方法
思路
例证
条件法
当形变比较明显时,可以根据弹力产生的条件判断
图中弹簧与物体接触且发生弹性形变,弹簧对物体有竖直向上的拉力
假设法
当形变不明显时,通常采用假设法。假设将与研究对象接触的物体解除接触,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力
图中细线竖直、斜面光滑,因去掉斜面体,小球的状态不变,故小球只受细线的拉力,不受斜面的支持力
3.几种常见弹力的方向,具体情形如下:
三、【议——展——评】
足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情境。请判断下列说法的正误。
(1)甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力是由于足球发生了形变。 ( )
(2)乙图中,足球被踢出后飞行过程中受到重力和运动员对它的弹力的作用。 ( )
(3)丙图中,足球入网时球网绳子中的弹力都沿绳子收缩方向。 ( )
(4)丁图中,运动员用头顶球时头部受到的弹力是由于足球发生了形变。 ( )
四、【检】
1.如选项图所示,F表示物体对斜面的压力,图示正确的是 ( )
2.下列对图中弹力有无的判断,正确的是 ( )
A.图1小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,则车厢左壁对小球有弹力
B.图2滑块靠着粗糙的竖直墙面下落时,墙面对滑块有弹力
C.图3小球被a、b两轻绳悬挂而静止,其中a绳是竖直的,则a、b绳对小球都有拉力
D.图4小球静止在光滑的三角槽中,三角槽底面水平,倾斜面对小球没有弹力
3.在如图所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图,各图中物体P均处于静止状态。
4.如图所示,一根轻弹簧长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm时,手受到的弹力为10.0 N。那么,当这根弹簧伸长到6.20 cm时,手受到的弹力有多大?(在弹簧的弹性限度内)
答案
二、【思】
(一)1.接触 弹力 摩擦力 2.形状 体积 3.恢复 接触 4.(1)垂直 (2)收缩
(二)1.恢复 2.一定限度 完全恢复 3.(1)伸长(或缩短)的长度 (3)劲度系数
三、【议——展——评】
(1)× (2)× (3)√ (4)√
四、【检】
1.解析:选B 物体对斜面的压力的受力物体是斜面,方向垂直于斜面向下,作用点在接触面上。故选B。
2.解析:选D 题图1中小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,小球受到的重力和小车底部对小球的支持力平衡,车厢左壁对小球无弹力,故A错误;题图2中滑块靠着粗糙的竖直墙面下落时,墙面与滑块间无挤压,没有弹性形变,则两者间无弹力,故B错误;题图3中小球被a、b两轻绳悬挂而静止,其中a绳处于竖直方向,则小球的重力和a绳的拉力平衡,故b绳对小球一定没有拉力,故C错误;题图4中小球静止在光滑的三角槽中,三角槽底面水平,小球的重力和三角槽底部对小球的支持力平衡,倾斜面对小球一定无弹力,故D正确。
3.解析:甲中属于绳的拉力,应沿绳而指向绳收缩的方向,因此弹力方向沿绳向上;乙中P与斜面的接触面为平面,P受到的支持力垂直于斜面向上;丙中A、B两点都与平面相接触,弹力应垂直于平面,且必过球心,所以A点弹力方向水平向右,B点弹力方向垂直于斜面向左上方,且都过球心;丁中A点与球面相接触,弹力应垂直于球面的切面斜向上,且必过球心O,B点与杆相接触,弹力应垂直于杆向上。所受弹力的示意图如图所示。
4.解析:已知弹簧原长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时,
根据胡克定律F1=kx1=k(l1-l0)
可得劲度系数k== N/m=1.00×103 N/m
当弹力为F2时,弹簧伸长到l2=6.20 cm=6.20×10-2 m,根据胡克定律得F2=kx2=k(l2-l0)=1.00×103×(6.20-5.00)×10-2 N=12.0 N,因此手受到的弹力大小为12.0 N。
[答案] 12.0 N
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