粤教版必修第一册第3章第2节弹力课件（60张）

第三章相互作用第二节弹力学习目标学法指导1．知道形变的概念，并会区分弹性形变还是范性形变2．知道弹力的定义及产生的条件，会判断是否存在弹力，并会判断弹力的方向3．掌握胡克定律并能解决有关问题4．探究弹力和弹簧伸长的定量关系1．通过观察和亲身感受，概括出弹力的产生、方向、大小的特点，培养学生归纳总结知识的能力2．培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神知识导图课前·自主预习1．形变：物体在力的作用下______或______会发生改变，这种变化叫作形变．(1)弹性形变：撤去作用力后能够_________的形变．范性形变：撤去作用力后不能恢复原状的形变．(2)弹性限度：当形变超过一定的限度时，撤去作用力后，物体不能__________原来形状的限度．弹力形状体积恢复原状完全恢复

2．弹力定义：发生______的物体，由于要____________，对与它接触的物体会产生力的作用．3．分类：压力、________和________．4．方向．(1)压力和支持力：垂直于__________，指向被压或被支持的物体．(2)绳的拉力：沿着绳子指向绳子____________．形变恢复原状

支持力拉力

接触面

收缩的方向

下图中各物体静止，C图中的接触面是光滑的，A、B两球间一定有弹力作用的是

(

)【答案】B

【解析】判断A、B两球间有无弹力，要依据弹力产生的两个条件：一是相互接触；二是发生弹性形变．四个选项中都满足了接触这一条件，但是否发生了形变难以观察，这时可以利用“假设法”来判断．在A图中，若拿走A球，则B球静止，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力；在B图中，若拿走A球，则B球将向左运动，故A、B间存在相互挤压，即A、B间存在弹力；在C图中，若拿走A球，则B球静止，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力；在D图中，A、B间可能有弹力，也可能无弹力，故选项B正确．1．胡克定律：弹簧发生__________时，弹力的大小F跟弹簧_____________的长度x成正比，即F＝kx.2．劲度系数：公式F＝kx中的k称为__________，单位是__________，单位的符号是______．胡克定律弹性形变伸长(或缩短)

劲度系数牛顿每米N/m

三个同学用同一个弹簧拉力器(如图所示)来比试臂力，大家都不甘示弱，结果每个人都能把手臂撑直，则 (

)A．手臂长的人所用的拉力大B．臂力大的人所用的拉力大C．体重大的人所用的拉力大D．三个人所用的拉力一样大【答案】A

【解析】根据胡克定律知，弹簧的弹力与弹簧伸长的长度成正比，则知手臂长的人弹簧伸长量大，所用的拉力大，A正确；拉力的大小与臂力大小和体重无关，B、C错误．由以上分析可知，D错误．课堂·重难探究1．弹力产生的条件：(1)接触且发生相互作用；(2)有弹性形变．2．判断弹力有无的常见方法．弹力的有无和方向的判断方法思路例证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

去掉光滑斜面体，竖直悬挂的小球的状态不变，故小球不受斜面的支持力方法思路例证替换法用细绳替换装置中的杆，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力

图中轻杆AB、AC.用绳替换AB，原装置状态不变，说明AB对A施加的是拉力；用绳替换AC，原状态不能维持，说明AC对A施加的是支持力方法思路例证状态法物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由力的平衡条件(或牛顿第二定律，第四章学到)列方程，求解物体间的弹力

图中各接触面均光滑，小球处于静止，由二力平衡可知，地面对小球的支持力和重力就可使小球处于平衡，因此竖直墙面对小球不产生弹力作用3．几种常见弹力的方向．例1下列关于弹力的说法正确的是 (

)A．相互接触的两个物体间必然有弹力存在B．不接触的物体间也可能存在弹力C．只要物体发生形变就一定有弹力D．在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力【答案】D

【解析】弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形变，所以D正确，A、B、C错误．变式1下列各图中所有接触面都是光滑的，P、Q两球之间不存在弹力的是

(

)【答案】B

【解析】A图中若两球间无弹力则小球将向凹面的底部运动，PQ间有弹力，故A错误；B图两球间若有弹力则小球将向两边运动，PQ间无弹力，故B正确；C图两球间若无弹力则小球P将向下运动，PQ间有弹力，故C错误；D图两球间若无弹力则小球P将向右下运动，PQ间有弹力，故D错误．变式2按下列要求在图中画出物体所受弹力的示意图．(1)图甲中斜面对物块的支持力；(2)图乙中大半球面对小球的支持力；(3)图丙中光滑但质量分布不均的小球的球心在O处，重心在P处，静止在竖直墙和桌边之间，试画出小球所受的弹力；(4)图丁中均匀杆被细绳拉住而静止，画出杆所受的弹力．【解析】解答本题时要明确三点：(1)当点与面(或曲面)接触时，弹力方向与面之间的关系．(2)绳上弹力方向的特点．(3)接触面为球面时，弹力方向的延长线或反向延长线的特点．各物体所受弹力示意图如图所示．变式3

图中各物体均处于静止状态．图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是

(

)【答案】C

ABCD【解析】一般来讲轻质杆对物体的弹力不一定沿着杆的方向，选项A中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力应竖直向上，所以A错误；选项B中因为绳竖直向上，如果左边的绳有拉力的话，竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；对于球与面接触的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)，即选项D中大半圆对小球的支持力FN2应是沿过小球与圆接触点的半径，且指向圆心的弹力，所以D错误；球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，而指向受力物体，由上可知C正确．1．实验目的．(1)探究弹簧弹力与形变量的关系．(2)学会利用图像研究两个物理量之间关系的方法．探究弹簧弹力与形变量的关系2．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.(3)作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系．3．实验器材．轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，铁架台，坐标纸．4．实验步骤．(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长．(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…(4)计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格.次数1234567F/N0

l/cm

x/cm0

5．数据处理．(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，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，如图所示．(3)实验结论：得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．6．误差分析．(1)偶然误差：由于读数和作图不准产生的误差，为了减小偶然误差，要尽量多测几组数据．(2)系统误差：弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的误差，为减小系统误差，应使用较轻的弹簧．7．注意事项．(1)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．(2)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差．(3)描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧．(4)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．例2某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧轴线和刻度尺都应在________(填“水平”或“竖直”)方向．(2)弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如表所示：代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值/cm25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为________．由表可知所用刻度尺的最小分度为________．(3)如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与______(填“L0”或“Lx”)的差值．(4)由图可知弹簧的弹力与弹簧的伸长量成__________．【答案】(1)竖直(2)静止L3

1mm

(3)Lx

(4)正比【解析】(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向．(2)弹簧静止时，记录原长L0；表中的数据L3与其他数据有效数字位数不同，所以数据L3不规范，标准数据应读至小数点后两位，最后一位应为估计值，精确至mm位，所以刻度尺的最小分度为1mm.(3)由题图知所挂砝码质量为0时，x为0，所以x＝L1－Lx.(4)由图可知m与x成正比，又弹力与m的重力成正比，所以弹簧弹力与伸长量成正比．变式4以下是一位同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验．(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来：________________.A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式F．解释函数表达式中常数的物理意义(2)如表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：①写出弹力F关于弹簧伸长量x的函数表达式(x用cm作单位)：__________.②函数表达式中比例常数的物理意义：_________________.弹簧的弹力F/N0.51.01.52.02.5弹簧的原长L0/cm1515151515弹簧的长度L/cm16.217.318.519.620.8弹簧的伸长量x/cm

【解析】(1)按实验操作的先后顺序，步骤为CBDAEF.②弹簧伸长或压缩0.01m所需的拉力，大小为0.43N.1．对胡克定律的理解.弹力大小的计算2．弹力大小的计算方法.公式法利用公式F＝kx计算，适用于弹性物体弹力的计算平衡法如果悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态，求解细绳的拉力时，可用二力平衡得到拉力的大小等于物体重力的大小例3

一根弹簧在弹性限度内，将其一端固定，另一端施加30N的压力时，其长度为14cm；若对其两端各施加30N的拉力时，它伸长了20cm，则此弹簧的自然长度为

(

)A．17cm

B．24cm

C．34cm

D．54cm【答案】C

变式5

如图所示是探究某弹簧所受拉力F与伸长量x之间的关系图，下列说法正确的是

(

)A．弹簧的劲度系数是2N/mB．弹簧的劲度系数是2×103N/mC．当弹簧受F2＝800N的拉力作用时，弹簧总长度x2＝40cmD．当弹簧伸长量x1＝2cm时，弹簧产生的拉力F1＝400N【答案】B

核心素养应用1．弓箭的由来1863年恩格斯说：“弓、弦、箭已经是很复杂的工具，发明这些工具需要有长期积累的经验和较发达的智力”．英国科技史家贝尔纳(J.D.Bernal)曾说：“弓弦弹出的汪汪粗音可能是弦乐器的起源，所以弓对于音乐的科学方面和音乐的艺术方面，都有贡献”．中国古人有独特的理论，即“弓生于弹”(《吴越春秋·勾践阴谋外传》)，弹指弹弓．在甲骨文中，弹字写作“”，为一张弓，弦中部有一小囊，用以盛放弹丸．这种形状的弹弓，在中国一直广为流行．也许，先民最初发明的只是发射小石子或泥弹丸的弹弓，之后进一步摸索，才将弓用于射箭，于是产生了弓箭．例4

(多选)射箭，即箭术(Archery)，是指借助弓的弹力将箭射出，在一定的距离内比赛精准度的体育运动，别称射箭运动．在奥运会上的射箭比赛上，运动员放开弓弦，箭射出的过程中，有关弓弦受到的弹力的说法正确的是

(

)A．弓弦受到的弹力是手施加的B．弓弦受到的弹力的施力物体是箭C．由于弓弦产生弹性形变使弓弦受力D．由于箭产生弹性形变使弓弦受到力的作用【答案】BD

【解析】箭射出的过程中，箭产生弹性形变，有恢复原来状态的趋势，产生了对弓弦的作用力，所以B、D正确．2．对F－x图像的理解和应用例5如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，试由图线确定：(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧伸长15cm(在弹性限度内)时，弹力的大小．【答案】(1)10cm

(2)200N/m

(3)30N【解析】(1)由图知当弹力F＝0时，弹簧处于原长，L0＝10cm.(2)由F－L图线知，当弹力F＝10N且弹簧处于拉伸状态时，弹簧长度L＝15cm，弹簧的伸长量x＝L－L0＝(15－10)cm＝5cm＝0.05m，(3)当x＝15cm＝0.15m时，由F＝kx得F′＝200×0.15N＝30N.小练·随堂巩固1．关于弹力的说法正确的是

(

)A．只要两个物体接触且发生形变就一定产生弹力B．弹簧的弹力一定与其形变量成正比C．轻杆对物体的弹力不一定沿杆方向D．用一根竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于木头发生形变产生的【答案】C

【解析】产生弹力的两个条件，一个是相互接触，另一个是接触面发生弹性形变，A错误；在弹性限度内，弹力和形变量成正比，B错误；杆对物体的弹力不一定沿杆，这要根据物体所处状态进行判断，如图所示，该情况下轻杆对物体的弹力方向竖直向上，C正确；木头受到竹竿的弹力，是由于竹竿发生形变而产生的，不是木头发生形变产生的，D错误．2．下列关于弹力的说法正确的是 (

)A．物体互相接触，就有弹力的相互作用B．物体发生形变，一定对跟它接触的物体产生力作用C．A物体对B物体有弹力，是因为B物体发生了弹性形变D．压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，绳的拉力沿绳而指向绳收缩的方向【答案】D

【解析】相互接触的物体不一定产生弹力，还要看是否有形变，故A错误；物体间产生弹力的条件是存在弹性形变，故B错误；A物体对B物体有弹力，是因为A物体发生了弹性形变，故C错误；根据弹力方向的特点可知，压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，绳的拉力沿绳而指向绳收缩的方向，故D正确．3．某弹簧的劲度系数k＝5×103N/m，在弹性限度内，当它伸长2.5cm时，产生的弹力是