高中物理 3.2 形变与弹力（情境互动课型）课件 鲁科版必修1.ppt

第2节形变与弹力 物体为什么会发生形状的变化 我们又怎么来描述这种变化 1 知道常见的形变 2 会用简单器材显示微小的形变 3 知道什么是弹力以及弹力产生的条件 并能在力的图示或力的示意图中正确画出它们的方向 4 通过实验探究弹力与形变的关系 知道胡克定律 并能利用其进行有关的计算 重点 一 形变1 形变的概念 物体发生的伸长 缩短 弯曲等变化称为形变2 形变的种类 1 撤去外力后能够恢复原状的物体称为弹性体 弹性体发生的形变叫做弹性形变 2 撤去外力后不能够恢复原状的形变叫做范性形变 3 形变的原因 物体受到外力的作用 对物体的微小形变 我们可以想办法用某种装置来验证其存在 下面请同学们观察玻璃瓶的微小形变 放大的思想 4 弹性限度 弹性体的形变达到某一值时 即使撤去外力 物体也不能再恢复原状 这个值叫弹性限度 二 弹力形变的原因是物体受到了力 形变后的物体要恢复原状 那么它会对跟它接触的物体产生什么样的作用呢 我们要用较大的力才能把弓拉紧 释放之后 箭才能飞速射出 1 概念 发生弹性形变的物体 由于要恢复原状 对跟它接触的物体产生力的作用 这种力叫做弹力 2 弹力产生的条件 1 直接接触 2 有弹性形变 缺一不可 3 弹力的方向 1 支撑类 平面与平面 平面与曲面 木块压在桌面上 使桌面有一向下的形变 球压在挡板上使挡板发生形变 垂直于接触面 指向被支持物 2 绳索类 小球的作用使绳子伸长而形变 伸长的绳子要恢复原长 就要对使它伸长的小球产生弹力 弹力的方向指向绳子收缩的方向 3 弹簧类 弹簧被拉伸时 弹簧被压缩时 弹力沿弹簧收缩的方向 弹力沿弹簧伸长的方向 弹力的方向总是与物体形变的趋向相反 小球静止在轻杆上 由二力平衡n g 弹力竖直向上所以轻杆产生的弹力不一定沿杆方向 4 轻杆类 例1 多选 如图所示 物体a静置于水平桌面上 下列关于物体所受作用力的说法中正确的是 a 桌面受到的压力就是物体的重力b 桌面受到的压力是由于它本身发生了微小的形变而产生的c 桌面由于发生了微小形变而对物体产生了垂直于桌面的支持力d 物体由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力 cd 4 弹力的大小 1 弹力的大小与物体的形变程度的关系弹力的大小与物体的形变程度有关 形变越大 弹力越大 形变消失 弹力随着消失 探究弹簧伸长量与弹力的关系方法 控制变量法实验器材 铁架台 下端带挂钩的弹簧 50g的钩码若干 刻度尺等 弹簧伸长量与弹力关系 弹力随弹簧伸长量的增加而增加 2 胡克定律 内容在弹性限度内 弹性体弹力的大小与弹性体伸长 或缩短 的长度成正比 公式f kx比例系数k叫做劲度系数 简称劲度 其单位是n m 大小与弹簧的材料 形状 长度 粗细等有关 x为弹簧长度的改变量 而不是弹簧的长度 例2 一轻弹簧 原长10cm 劲度系数k 1000n m 受到20n的拉力作用 仍在弹簧的弹性限度内 求此时弹簧的长度 解 已知拉力f 20n 劲度系数k 1000n m根据胡克定律f kx得弹簧的伸长量x 2cm又知弹簧的原长l0 10cm故弹簧的总长度l l0 x 12cm 三 知识拓展1 弹力有无的判断 1 根据弹力产生的条件直接判断根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力 此方法多用来判断形变较明显的情况 2 利用假设法判断对形变不明显的情况 可假设两个物体间弹力不存在 看物体还能否保持原有的状态 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 m 例如 用细线悬挂的小球与斜面体接触 细线竖直 小球静止不动 试判断小球是否受斜面体的弹力作用 分析 图中细线竖直 因去掉斜面体 小球的状态不变 故小球不受斜面的支持力 同样的方法 也可判断出球与水平地面间有弹力与竖直墙壁间无弹力 2 几种常见模型中弹力方向的确定 弹簧两端的弹力 与弹簧中心轴线重合 指向弹簧恢复原状的方向 轻绳的弹力 沿绳指向绳收缩的方向 面与面接触的弹力 垂直于接触面指向受力物体 点与面接触的弹力 过接触点垂直于过接触点的切面而指向受力物体 球与面接触的弹力 在接触点与球心连线上 指向受力物体 球与球接触的弹力 垂直于过接触点的公切面 而指向受力物体 杆的弹力 可能沿杆 也可能不沿杆 应具体情况具体分析 例题3 已知物体a均处于静止状态 试分析物体a受到的弹力 a a 四 弹力的应用储存能量功能 例如 拉满的弓可用于缓冲减震 例如 火车减震弹簧还有自动复位的作用 例如 弹簧圆锥破碎机 形变 弹力 形变与弹力 概念 种类 形变原因 产生条件 方向 有无的判定 胡克定律 1 下列关于弹力方向的说法正确的是 a 弹力的方向总是垂直于接触面并指向使其发生形变的物体b 弹力的方向总是竖直的c 弹力的方向总是与形变的趋向相反d 弹力的方向总与形变的方向一致 c 2 如图所示 一劲度系数为k的弹簧 下端悬挂一重物 重物质量为m 平衡时物体在a位置 现用力将物体由a位置向下拉长x至b位置 则此时弹簧的弹力为 a kxb mg kxc mg kxd 以上说法都不正确 b 3 如图所示 一小球用两根轻绳悬挂于天花板上 球静止 绳1倾斜 绳2恰好竖直 则小球所受的作用力有 a 1个b 2个c