【课件】重力与弹力+课件-高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

重力与弹力

第二课时

弹力复习力的三要素有哪些？力的作用效果分别有哪些？上节课里，我们从哪些方面描述了重力？课前思考生活中，你见过哪些物体的形变？这些形变有什么特点？是在什么条件下发生的？你对弹力有哪些认识？弹力的概念及弹力产生的条件

演示：不同类型的形变观看老师手里的弹簧，手用力拉弹簧时发生了什么变化？手用力压弹簧时又发生了什么变化？再如，用手弯曲直尺，用手压橡皮泥，可以发现这些物体都发生了哪些变化？物体在力的作用下，形状或体积会发生改变，这种变化叫作形变。撤去外力后，这些形变有什么不同？像弹簧、直尺、海绵等在撤去外力后，能恢复原状的形变叫弹性形变。像橡皮泥等在撤去外力后，不能恢复原状的形变叫范性形变。弹力的概念及弹力产生的条件如图所示，用手用力按压桌面，观察桌面有无发生形变。在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点。按压两镜之间的桌面，观察墙上光点位置的变化。这个现象说明了什么？手移开后，光斑回到了原来的位置。说明桌面的形变是哪种形变？弹力的概念及弹力产生的条件用力把一个小球压在弹簧上，并使弹簧压缩。松开手时，小球会立刻被弹出说明，相互接触的物体发生弹性形变时，由于物体要恢复原状，物体会对与它接触的另一物体产生力的作用，这种力称为弹力。通常所说的压力、支持力、拉力等都是弹力。弹力的方向研究一个力，要研究它的三个要素：大小、方向和作用点。显然，弹力的作用点就在相互接触的物体表面上。那么弹力的方向应是如何的呢？弹力的方向总是与物体形变的方向相反弹力的方向总是与物体形变的方向相反。例如，一只竖直悬挂的桶将绳子拉伸，绳子要恢复原状，会对桶产生一个沿着绳子收缩方向(竖直向上)的拉力。再如，静止于水平桌面的书使桌面产生形变，桌面要恢复原状，会对书产生支持力。支持力大小与书所受重力相等，方向垂直于桌面竖直向上。若桌面是倾斜的，书受到的支持力方向仍垂直于桌面，但不再竖直向上，大小与书所受重力也不再相等。思考与讨论如图所示，质量均匀分布的木棒一端被竖直的弹性绳悬吊，另一端搁在水平地面上。木棒除了受到重力外还受到几个弹力的作用？说说这些弹力的施力物体，并画出木棒所受弹力的示意图。思考与讨论木棒分别与弹性绳和地面接触，使绳被拉伸，同时使地面向下凹陷。木棒在这两处均受到弹力的作用，分别指向弹性绳和地面恢复原状的方向，都竖直向上。这两处向上的弹力就是绳子的拉力和地面的支持力。探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系

探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系用弹簧测力计测量物体所受的重力时物体分别受到重力和弹簧弹力的作用，弹簧测力计中的弹簧处于一定的伸长状态。所挂重物越重，弹簧的形变量(伸长量)就越大。可以设想，弹簧弹力的大小与弹簧的形变量有关。将弹簧作为研究对象，弹簧形变产生的弹力与弹簧形变量之间有什么定量关系呢？实验原理与设计将已知质量的钩码悬挂于弹簧上，由二力平衡可知，弹簧对钩码的弹力大小等于钩码所受重力的大小。通过改变悬挂的钩码个数来改变弹簧弹力的大小，测出弹簧未挂钩码时的长度(弹簧原长)及挂钩码后的长度，可得出挂不同数量钩码情况下弹簧的伸长量。由此可进一步得出弹簧弹力的大小与弹簧伸长量的关系。数据处理实验时，在弹簧下端挂上钩码，手托钩码缓慢下移，直到手离开钩码。测量弹簧的长度，同时记录该次实验钩码所受的重力。不断增加钩码的数量，重复上述实验操作，将测量结果填入表中。在坐标纸上作出弹簧弹力大小随伸长量变化的图像，并讨论分析。实验结论(1)弹簧的弹力随伸长量的增大而增大(2)在误差允许范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比。讨论(1)实验图像是否经过所有数据点？若不是，请分析误差来源。(2)与其他实验小组交换实验数据、图像及结论，看看是否存在差异，并分析导致差异的原因。(3)为什么弹簧测力计可测力的大小？为什么其刻度是均匀的？胡克定律大量的实验表明，在一定条件下，弹簧发生弹性形变时弹力的大小F与弹簧形变量的大小x成正比，即F=kx式中的比例系数k称为弹簧的劲度系数。若力的单位用牛顿(N)，长度单位用米(m)，则劲度系数k的单位是牛顿每米(N/m)。劲度系数与弹性体的材料、形状等因素有关，不同劲度系数的弹簧用途也不同。生活中常说弹簧的“软”和“硬”，指的是弹簧劲度系数的不同，劲度系数越大则表明弹簧越“硬”。思考与练习关于弹力的方向,下列说法正确的