弹力 （备课精研）高一物理 课件 （人教版必修1）

第三章

相互作用弹力

一弹性形变二弹力三胡可定律一、弹性形变（1）形变：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫形变（2）弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能恢复原状（3）弹性限度：如果外力使物体在形变过程中超过一定限度，在撤去外力后，形变不能完全恢复二、弹力（1）发生弹力形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力（2）弹力产生的条件：物体间直接接触接触处发生弹性形变（3）方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反（与形变恢复方向相同），作用在迫使物体发生形变的物体上。弹力是法向力，力垂直于两物体的接触面。具体说来：(弹力方向的判断方法)(1)弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向。其弹力可为拉力,可为压力；对弹簧秤只为拉力。二、弹力(2)轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向，即只为拉力。(3)点与面接触时弹力的方向，过接触点垂直于接触面（或接触面的切线方向）而指向受力物体。(4)面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体。(5)球与面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上而指向受力物体。(6)球与球相接触的弹力方向，沿半径方向，垂直于过接触点的公切面而指向受力物体。(7)轻杆的弹力方向可能沿杆也可能不沿杆，杆可提供拉力也可提供压力,这一点跟绳是不同的。(8)根据物体的运动情况。利用平行条件或动力学规律判断．三、胡克定律F=-k·x胡克定律由R.胡克于1678年提出，表达式为F=-k·x或△F=-k·Δx，其中k是常数，是物体的劲度系数（倔强系数）（弹性系数）。在国际单位制中，F的单位是牛顿（N），x的单位是米（m）它是形变量（弹性形变），k的单位是牛/米。劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。胡克的弹性定律指出：弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力F和弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比，即F=k·x。k是物质的弹性系数，它只由材料的性质所决定，与其他因素无关。负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反。重点①压力、支持力的方向总是垂直于接触面（若是曲面则垂直过接触点的切面）指向被压或被支持的物体。②绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向。③杆既可产生拉力，也可产生压力,而且能产生不同方向的力。这是杆的受力特点。杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。弹力的大小：①弹簧、橡皮条类：它们的形变可视为弹性形变。(在弹性限度内)弹力的大小跟形变关系符合胡克定律遵从胡克定律力F=kX。上式中k叫弹簧劲度系数,单位：N/m，跟弹簧的材料、粗细,直径及原长都有关系；X是弹簧的形变量（拉伸或压缩量）切不可认为是弹簧的原长。②一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。③非弹簧类的弹力是形变量越大,弹力越大,一般应根据物体所处的运动状态,利用平衡条件或动力学规律(牛顿定律)来计算。【重难点突破】1、弹力有无判断弹力的方向总跟形变方向相反，但很多情况接触处的形变不明显，这给判断弹力是否存在带来困难。可用以下方法解决。（1）拆除法即解除所研究处的接触，看物体的运动状态是否改变。若不变，则说明无弹力；若改变，则说明有弹力。（2）分析主动力和运动状态是判断弹力有无的金钥匙。分析主动力就是分析沿弹力所在直线上，除弹力以外其它力的合力。看该合力是否满足给定的运动状态，若不满足，则存在弹力，若满足则不存在弹力。2、弹力方向判定（1）对于点与面、面与面接触的情形，弹力的方向总跟接触面垂直。对于接触面是曲面的情况，要先画出通过接触点的切面，弹力就跟切面垂直。（2）对于杆的弹力方向问题，要特别注意不一定沿杆，沿杆只是一种特殊情况，当杆与物体接触处情况不易确定时，应根据物体的运动状态，利用平衡条件或动力学规律来判断。3、弹力的计算弹力是被动力，其大小与物体所受的其它力的作用以及物体的运动状态有关，所以可根据物体的运动状态和受力情况，利用平衡条件或牛顿运动定律求解。非弹簧类弹力的大小计算，只能根据物体的运动状态，利用F合=0或F合=ma求解总结思维升华计算弹力大小的三种方法（1）根据胡克定律进行求解（2）根据力的平衡条件进行求解（3）根据牛顿第二定律进行求解弹力有无的判断方法（1）条件法：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（2）假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态（3）状态法：根据物体状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在如图所示，在一个正方体的盒子中放一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等，盒子沿倾角为α的固定斜面滑动，不计一切摩擦力，下列说法正确的是（A）A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子下底面有压力B.盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重物，BO与竖直方向夹角，系统保持平衡，若保持滑轮的位置不变，改变的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化情况是()A．只有角θ变小，弹力才变小B．只有角θ变大，弹力才变大C．不论角θ变大或变小，弹力都变大D．不论角θ变大或变小，弹力都不变题分析：据题意，滑轮受到木杆的弹力和A、C绳的拉力处于平衡状态，即使夹角发生变化，滑轮仍处于静止状态，则轻杆对滑轮的弹力等于A、C两绳的合力，轻绳跨过滑轮，当轻绳处于拉伸状态，轻绳张力处处相等，则拉力

，即夹角变化，而两绳的张力的合力不变，则轻杆对滑轮弹力不变，故D选项正确。一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（）（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）A、86cm

B、92cm

C、98cm

D、104cm解：如图所示，绳子原长是80cm，伸长为100cm，如图，则AB段长50cm，伸长了10cm=0.1m，假设绳子的劲度系数为k，则绳子拉力为：F=0.1k把绳子的拉力分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向的分量为：Fx=0.1k×cos53°=0.06k，两个绳子的竖直