2023-2024学年粤教版必修第一册 第三章　第二节　弹力 课件（59张）

第二节弹力核心素养目标物理观念(1)知道形变的概念及常见的形变，知道弹力的定义及产生条件。(2)理解劲度系数的概念及影响劲度系数的因素；知道胡克定律的内容、表达式。科学思维(1)会判断弹力的有无及方向。(2)会应用胡克定律并能解决有关问题。CONTENTS目录新知预览·抓必备素养浸润·提能力知能演练·重落实课时跟踪检测新知预览·抓必备高效学习夯基固本1知识点一形变1．形变：物体发生____或____的变化称为形变。2．弹性形变(1)定义：停止用力后物体能____________的形变叫作弹性形变。(2)弹性：物体具有________的性质称为弹性。(3)弹性限度：能发生弹性形变的物体，如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后____完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。3．范性形变：停止用力后，物体____恢复原状的形变叫作范性形变。4．分类：形变按形式可分为压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等。形状体积完全恢复原状恢复原状不能不能5．微小形变的观察(1)光学放大法：观察桌面的微小形变。如图所示，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。用力压桌面时，桌面发生了形变，虽然形变量很小，但镜子要向压桌子处的方向倾斜，由于两面镜子间距较大，光点在墙上有____移动，就把桌面的形变显示出来。(2)力学放大法：观察玻璃瓶的微小形变。如图所示，把一个圆玻璃瓶瓶口用中间插有细管的瓶塞塞上，用手轻压玻璃瓶，细管中的水就会____，松开手后，水面又降回原处。明显上升知识点二认识弹力弹力的应用1．弹力：发生弹性形变的物体，由于要____原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力称为弹力。2．常见弹力：平时所说的拉力、____、推力、______都属于弹力。3．弹力的方向(1)压力和支持力的方向都____于物体的接触面，指向________。(2)拉力的方向是沿绳子指向绳子____的方向。(3)弹簧的弹力方向沿着弹簧的轴线方向，被拉伸时产生拉力，被____时产生支撑力。恢复压力支持力垂直受力物体收缩压缩4．弹力的应用(1)弹簧的弹性具有缓冲减震、自动复位的作用。(2)在工程应用中，选择适当劲度系数的弹性材料是很有学问的。不同劲度系数的材料搭配利用，可以改善材料的性能。知识点三胡克定律1．胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长量(或压缩量)x成____。(2)表达式：F＝____。(3)劲度系数：式中k称为弹簧的________，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。不同的弹簧，其劲度系数不同，k是表征不同弹簧品质的重要指标。正比kx劲度系数2．不同弹簧的劲度系数k，在F­x图像中表示不同的____，如图所示。它在量值上等于弹簧伸长或压缩单位长度时所需的力。斜率如图所示，健身拉力器是一种很简单且容易获得的健身器材。拉力器能够锻炼的部位有很多：可以练肩部，练手臂，练胸，练腿，练背等。(1)当拉弹簧的力过大时，停止用力后弹簧也不能恢复原状，此时弹簧的形变叫作范性形变。()(2)地面对健身爱好者的支持力是由于爱好者的脚发生了形变。

()(3)弹簧被拉伸时，健身爱好者的手与弹簧间一定有弹力。

()(4)健身拉力器中的弹簧，其形变量越大，劲度系数越大。

()(5)健身拉力器中的弹簧，其劲度系数由弹簧自身性质决定。

()(6)健身拉力器中弹簧的弹力F＝kx，其中“x”表示弹簧形变后的长度。

()√×√×√×素养浸润·提能力互动探究重难突破2要点一对弹力的深入理解(1)图甲中杯子放在桌面上，桌面发生了微小形变，我们可以通过什么方法进行观察？(2)图乙中用弹簧拉小车，小车由静止而运动，小车的运动状态为什么会发生变化？提示：用放大微小形变的方法观察。提示：被拉伸的弹簧在恢复原状过程中给小车一个拉力作用。1．产生弹力的两个必备条件(1)两物体相互接触。(2)发生弹性形变。2．判断弹力有无的方法(1)条件法：根据弹力产生的条件判断。(2)假设法：假设在接触位置将与物体接触的另一个物体去掉，看物体能否保持原来的状态。若能保持原来的状态，则物体间无弹力作用；若不能保持原来的状态，则物体间有弹力作用。(3)运动状态判断法①分析受力物体的运动状态；②分析要研究的弹力；③根据物体受到的其他力与物体的运动状态是否对应，确定该弹力是否存在。(4)作用效果法：如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力，或改变物体的运动状态。我们可以根据弹力效果的有无，判断弹力的有无。【典例1】如图甲、乙所示，用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触，并保持静止，图甲中细绳倾斜，图乙中细绳呈竖直状态。判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用。思路点拨判断弹力是否存在，当形变明显时，可直接由弹力的产生条件进行判断，当形变不明显时，可采用假设法或状态法进行判断。解析方法一假设法假设两图中的斜面不存在，则图甲中小球无法在原位置保持静止，图乙中小球仍静止，故图甲中小球受到斜面的弹力作用，图乙中小球不受斜面的弹力作用。方法二状态法设两图中斜面均对小球有弹力作用，则图甲中小球仍能保持静止状态，图乙中小球不能保持静止状态，所以图乙中小球不受斜面的弹力作用，图甲中小球受到斜面的弹力作用。答案

图甲中的小球受到斜面的弹力作用，图乙中的小球不受斜面的弹力作用。1．关于弹力产生的条件，下列说法正确的是(

)A．相互接触的物体间一定有弹力B．发生形变的物体一定对与其接触的物体产生弹力作用C．先有弹性形变，后有弹力D．不接触的两物体之间不可能有弹力解析：相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力，只有两个物体接触并产生弹性形变时，两物体间才有弹力产生，弹性形变与弹力没有先后关系，选项A、B、C错误，选项D正确。D

2．下列各图中接触面均光滑，其中静止的A、B物体间无弹力的是(

)解析：假设A选项中A、B间有弹力，则B物体受到向右的弹力作用，不可能静止，与假设矛盾，故A选项中A、B物体间没有弹力；B选项中A、B相互挤压，必定存在弹力；C选项中A在B上，故B对A有向上的支持力(弹力)；D选项中假设A、B间没有弹力，则A将向左摆动，故D选项中A、B物体间有弹力。故选A。A

要点二弹力方向的判断1．弹力方向的特点发生弹性形变的物体，由于要恢复原状而产生弹力，所以弹力的方向由施力物体形变的方向决定，弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。2．常见的弹力方向【典例2】下列选项中画出的弹力FN的示意图合理的是(

)解析

选项A中弹力应该过接触点、垂直接触面斜向上，故A错误；选项B中弹力应该过接触点垂直接触面竖直向上，故B错误；选项C中OB面无弹力，故C错误；选项D中B点弹力垂直杆斜向上，故D正确。D|规律方法|判断弹力方向的一般思路1．乒乓球运动在我国十分普及。如图所示，乒乓球与球桌作用时，关于桌面给乒乓球的弹力方向，下列说法正确的是(

)A．与v1的方向相反B．与v2的方向相反C．垂直于桌面向上D．先沿v1的方向后沿v2的方向解析：当乒乓球与球桌接触时，球桌对球的作用力的方向垂直于桌面向上，由题图可知，球的两个速度v1与v2的方向都不与桌面垂直，故C正确，A、B、D错误。C

2．下列情境中关于球所受弹力的描述，正确的是(

)A．甲图中，反弹出去的篮球在空中运动时，受到沿运动方向的弹力作用B．乙图中，竖直细线悬挂的小球静止在斜面上时，受到沿细线向上的拉力及垂直斜面的支持力C．丙图中，静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力D．丁图中，静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力C

解析：甲图中，反弹出去的篮球在空中运动时，只受到重力作用，不受沿运动方向的弹力作用，选项A错误；乙图中，竖直细线悬挂的小球静止在斜面上时，受到沿细线向上的拉力及竖直向下的重力作用，不受垂直斜面的支持力，选项B错误；丙图中，地面与篮球接触，且发生弹性形变，故静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力，选项C正确；丁图中，静止在杆顶端的铁球受到竖直向上的弹力，选项D错误。要点三胡克定律1．对胡克定律F＝kx的理解(1)适用范围：弹簧的形变必须在弹性限度内。(2)x的意义：x是弹簧的形变量，即弹簧的伸长量(l－l0)或压缩量(l0－l)。(3)k的意义：弹簧的劲度系数由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。

(4)F­-x图像：是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k。

(5)推论式ΔF＝kΔx：弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比。2．计算弹力大小的两种方法公式法利用胡克定律F＝kx计算。适用于弹簧、橡皮筋等物体弹力的计算平衡法利用二力平衡的条件计算。例如：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，可用二力平衡求得拉力的大小等于物体所受重力的大小。【典例3】如图所示，一劲度系数为k2的弹簧竖直放在桌面上，上面压一质量为m的物体，另一劲度系数为k1的弹簧竖直放在物体上面，其下端与物体的上表面连接在一起，两个弹簧的质量都不计。要想使物体在静止时下面弹簧承受的压力减小为原来的，应将上面弹簧的上端A竖直提高一段距离d，则d应为多大？(重力加速度为g)思路点拨(1)上提A端之前，弹簧k2对物体的弹力与重力等大反向。(2)上提A端之后，弹簧k2和k1对物体的弹力的矢量和与重力等大反向。2．由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度l的关系图像如图所示，求：(1)该弹簧的原长为多少；解析：弹簧不产生弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为l0＝15cm。答案：15cm

(2)该弹簧的劲度系数为多少。方法二：根据胡克定律得F＝k(l－l0)，代入题图中的两点(0.25,50)和(0.05，－50)。可得50＝k(0.25－l0)－50＝k(0.05－l0)解得l0＝0.15m＝15cm，k＝500N/m。答案：

500N/m|要点回眸|知能演练·重落实内化知识巩固技能31．(多选)在足球比赛中头球是一种常见的技术动作。关于头球中运动员与球之间的弹力，下列说法正确的有(

)A．头对球有弹力作用，球对头没有弹力的作用B．头对球的弹力是由球的形变产生的C．头对球的弹力使球发生形变D．头对球的弹力可以改变球的运动方向解析：力的作用是相互的，头对球有弹力作用，球对头也有弹力的作用，故A错误；根据弹力产生原理，头对球的弹力是由于头发生形变而产生，故B错误；头对球的弹力，导致球发生形变，故C正确；头对球的弹力可以改变球的运动方向，故D正确。CD

2．下列选项中，接触面均光滑，小球都处于静止状态，绳子全处于拉伸状态，则小球受到两个弹力的是(

)解析：A选项中假设将绳子剪断，小球一定不能静止，所以小球受绳子对它向上的弹力；假设将斜面去掉，小球仍然静止，所以小球与斜面间无弹力作用，小球只受绳子的弹力。B选项中假设将斜面去掉，小球受地面向上的弹力仍能静止，所以小球只受地面向上的弹力作用。同理C选项中将斜面或绳子去掉，小球都不能静止，所以小球受到斜面和绳子两个弹力的作用。D选项中将台阶去掉，小球仍能静止，所以小球与台阶间无弹力作用，与地面之间一定有弹力作用。C

3．如图所示的是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”。为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度。则船体对冰块的弹力示意图正确的是(

)解析：船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，A、B、D错误。C

4．图甲是一款可调握力器，其结构可简化为图乙。通过调节右侧旋钮可令弹簧下悬点在A到B间移动，从而使弹簧初始弹力在0～25N之间变化。已知弹簧下端处于A点时，弹簧与水平杆成53°角，当其调节到B点时，弹簧与水平杆成37°角，已知A、B间长3．5cm，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，则该弹簧的劲度系数为(

)A．800N/m

B．900N/mC．1000N/mD．1200N/m课时跟踪检测41．关于弹力产生的条件，下列说法正确的是(

)A．只要两个物体接触就一定产生弹力B．只要两个物体相互吸引就一定有弹力C．只要物体处于运动状态，就一定有弹力D．只要物体间相互接触且发生弹性形变就一定有弹力解析：弹力一定发生在直接接触且发生弹性形变的物体之间，D正确。D

2．足球是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一，深受青少年喜爱。如图所示为三种与足球有关的情景，下列说法正确的是(

)A．图甲中，静止在地面上的足球受到的弹力就是它的重力B．图甲中，静止在地面上的足球受到弹力作用是因为地面发生了形变C．图乙中，静止在光滑水平地面上的三个足球由于接触而受到相互作用的弹力D．图丙中，足球被踢起，说明脚与球接触时脚对球的力大于球对脚的力B

解析：静止在地面上的足球受到的弹力的施力物体是地面，而重力的施力物体是地球，可知弹力不是重力，故A错误；静止在地面上的足球受到的弹力是地面对足球的作用力，是因为地面发生了形变，故B正确；静止在光滑水平地面上的三个足球虽然接触，但由于没有弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，故C错误；脚对球的力与球对脚的力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，故D错误。4．下列选项中分别以光滑小球和杆为研究对象，则所画的弹力示意图都正确的是(

)解析：A选项所画弹力正确；B选项漏掉了墙对小球的弹力；C选项多画了F2；D选项中F1的方向应垂直地面向上。故选A。A

5．如图所示，液晶电视静止于电视机架上，关于液晶电视与电视机架之间的相互作用，下列说法正确的是(

)A．液晶电视向下形变，对电视机架产生向下的弹力作用B．液晶电视向上形变，对电视机架产生向下的弹力作用C．电视机架向下形变，对液晶电视产生向下的弹力作用D．电视机架向上形变，对液晶电视产生向上的弹力作用解析：液晶电视向上形变，要向下恢复原状，对和它接触的电视机架产生向下的弹力作用，故A错误，B正确；电视机架受到液晶电视向下的压力作用，产生向下的形变，电视机架要向上恢复原状，对和它接触的液晶电视产生向上的弹力作用，故C、D错误。B

6．(多选)在各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的跳水运动就是一个实例，下列说法正确的是(

)A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B．跳板和运动员的脚都发生了形变C．运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的D．跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的解析：跳板和运动员的脚都发生了形变，受到弹力作用，运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的，跳板受到的压力是运动员的脚发生形变而产生的，选项B、C正确。BC

7．如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力(

)A．大小为2N，方向平行于斜面向上B．大小为1N，方向平行于斜面向上C．大小为2N，方向垂直于斜面向上D．大小为2N，方向竖直向上解析：小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态，由平衡知识可知，杆对小球的弹力与小球自身的重力等大、反向，D正确。D

8．如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是(

)A．F1＝F2＝F3

B．F1＝F2＜F3C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F2A

解析：第一个图中，以弹簧下面的小球为研究对象，第二个图中，以悬挂的小球为研究对象，第三个图中，以任意一小球为研究对象。第一个图中，小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力，二力平衡，F1＝mg；后面的两个图中，小球受竖直向下的重力和细线的拉力，二力平衡，弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小，则F2＝F3＝mg。故平衡时三图中弹簧的弹力相等，A正确。9．一根轻弹簧，当它受到10N的拉力时长度为12cm，当它受到25N的拉力时长度为15cm，问弹簧不受力时的自然长度为多少？该弹簧的劲度系数为多少？解析：设弹簧的原长为l0，由题意知，F1＝10N，l1＝12cm；F2＝25N，l2＝15cm。方法一

根据胡克定律有F1＝k(l1－l0)，F2＝k(l2－l0)代入数据可得l0＝10cm方法二

根据ΔF＝kΔx可得又根据F1＝k(l1－l0)可得10．弹簧1的一端固定，另一端固定在滑轮的轮轴O上，弹簧2的一端固定，另一端连接一根不可伸长的细线，细线跨过滑轮，用力沿水平向右拉细线的P端。已知弹簧、细线和滑轮的质量均可不计，弹簧和细线均互相平行。已知两弹簧的劲度系数都为k，若缓慢地将拉力的大小增加F，则细线P端将水平向右移动一段距离，该距离的长度为(

)11．(多选)如图所示，一根竖直的弹簧下端连接一个质量为m的光滑小球，小球处于斜面和挡板之间并和斜面、挡板均接触，下列说法正确的是(

)A．若小球和斜面之间有弹力，则小球和挡板之间一定有弹力B．若小球与斜面之间有弹力，则小球和挡板之间不一定有弹力C．若小球与挡板之间有弹力，则小球与弹簧之间一定有弹力D．若小球与挡板之间有弹力，则小球与弹簧之间不一定有弹力解析：若小球和斜面之间有弹力，而斜面的弹力斜向左上方，小球能够保持平衡，那么小球一定受到挡板水平向右的弹力，故A正确，B错误；若小球与挡板之间有弹力，由上述分析可知小球也将受到斜面的弹力作用，假设弹簧对小球没有弹力，小球仍可以平衡，所以小球与弹簧之间可以不存在弹力的作用，故C错误，D正确。AD

12．(多选)口罩是一种卫生用品，一般戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气。为了佩戴舒适，口罩两边的弹性绳的劲度系数比较小，某同学将弹性绳拆下，当弹性绳下端悬挂一块橡皮擦时，弹性绳的长度为30cm，悬挂两块相同的橡皮擦时，弹性绳的