高中物理第三章相互作用2节弹力课件新人教版必修

2弹力1．知道形变和弹性形变的概念．2．知道弹力产生的条件，并能判断弹力的方向．3．了解显示微小形变的方法．4．会确定弹力的方向．5．能应用胡克定律解决问题，并学会使用弹簧测力计．一、弹性形变和弹力1．形变：物体在力的作用下___________或___________发生改变的现象．2．弹性形变：物体在形变后能够___________3．弹力：发生___________的物体由于要___________，对与它接触的物体产生的力的作用．4．弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复___________形变体积恢复原状．弹性形变恢复原状原来形状二、几种弹力1．常见弹力：平时所说的________________和___________都是弹力．2．弹力的方向：(1)压力和支持力的方向垂直于物体的___________(2)绳的拉力沿着绳而指向绳___________的方向．三、胡克定律1．内容：弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成___________2．公式：F＝kx，其中k称为弹簧的___________，单位是牛顿每米，符号是N/m.3．弹力F与弹簧的伸长(或缩短)量x的关系如下图所示：压力、支持力拉力接触面．收缩正比劲度系数一、弹力“有、无”的判定1．根据弹力产生的条件直接进行判断，如果具备弹力产生的“两个条件”，则接触面之间存在弹力．2．运用“假设法”进行判断．(1)假设该处没有弹力．要判断物体在某一接触处是否受到弹力，可以假设与该物体接触的另一物体去掉，即假设该处不存在弹力，看该物体是否仍保持原来的状态，从而确定该处有无弹力．例如，在下图所示的五种情况下，要判断球和接触面a之间是否有弹力，可以先假设把接触面a去掉，即假设球和接触面a之间没有弹力作用则A图中的球将向左摆动；D图中的球将向左滚动；其余各图中的球仍将保持原来的状态．因此A、D两图中的球和接触面a有弹力作用，其余各图中的球和接触面a没有弹力作用．(2)假设该处有弹力．要判断物体在某一接触处是否受到弹力，可以先假设该处有弹力作用，看该物体的受力是否平衡，从而确定该处有无弹力．例如，以上五种情况中，要判断球和接触面a之间是否有弹力，可以先假设球和接触面a之间有弹力作用，则A、D两图中的球受力平衡；其余各图中的球受力不平衡(B图中的球向右摆动，C图中的球向左滚动，E图中的球向右滚动)．因此A、D两图中的球和接触面a有弹力作用，其余各图中的球和接触面d没有弹力作用．二、常见弹力的方向如下图所示，三个质量和形状都相同的光滑圆柱体搁在两墙之间，它们的重心位置不同，分别用1、2、3标出，O点为圆柱截面的圆心，则下列关于弹力的示意图正确的是(

)【解析】支持力的方向一定与接触面垂直(本题为沿半径方向)、指向被支持的物体，与重心的位置无关．【答案】

AB〔思考与讨论〕用绳子拉物体时，绳子和物体都会产生形变，致使绳子对物体产生拉力，同时物体也对绳子产生拉力．试讨论拉力的方向与绳子的方向有什么关系．【点拨】绳子拉物体时，由于绳子发生了微小形变而对物体产生了拉力，同时物体发生了微小形变而对绳子产生了拉力．由于绳子的形变方向沿绳子的方向，拉力的方向与形变方向相反，故绳子的拉力方向沿着绳子而指向绳子收缩的方向．判断如下图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用？【解析】假设法假设两图中的斜面不存在，则甲图中小球无法在原位置保持静止，乙图中小球仍静止，故甲图中小球受到斜面的弹力，乙图中小球不受斜面的弹力．状态法如两图中斜面均对小球有弹力作用，则甲图中小球将仍能保持静止状态，乙图中小球则不能保持静止，所以乙图中小球不受斜面弹力作用，甲图中小球受到弹力作用．替换法将两图中斜面均换成海绵．则很容易知道，甲图中的海绵斜面发生明显形变．乙图中则无形变，所以甲图中小球受到斜面弹力作用，乙图中小球不受斜面弹力作用．判断弹力时，不仅要看物体间是否接触，更需要考察接触处是否发生形变，有些难以直接判断的情况，可以采用以下三种方法．(1)假设法：可以假设将与物体接触的物体撤去．看物体还能否保持原来的状态，若能则无弹力，若不能，则存在弹力．(2)状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡等)来判断物体间的弹力．(3)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换．如将侧壁、斜面用海绵来替换、将硬杆用轻弹簧来替换．

1－1：如下图所示，下列各图中的物体A均处于静止状态，受到弹力作用的说法正确的是(

)A．图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力B．图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，A对两斜面均有压力的作用C．图丙中地面光滑且水平，A与竖直墙壁有力的作用D．图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用【解析】图甲中对B进行受力分析，B球受重力和弹力的作用，二力平衡B球静止，不可能再受到A对B的弹力的作用；B选项中采用假设法，若除去左侧的斜面，A将运动，去掉右侧的斜面，A也将运动，所以两斜面对球A均有力的作用，C选项由物体的平衡条件知外力F与竖直墙壁对它的作用力平衡，墙对物体A有力的作用；D选项由弹力产生的条件，A与B接触且挤压，二者之间有弹力的作用．【答案】

BCD画出下图中各个静止物体A所受的弹力，各个接触面和点均光滑．【解析】作出图中各物体A所受的弹力，如下图所示．由于各个接触点或面均光滑，所以甲图中台阶处无弹力(台阶处弹力的确定，可采用假设法)；丙图中斜壁对球无弹力，道理同甲．支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体，与使物体发生形变的外力方向相反．平面与平面接触，弹力方向垂直于平面；平面与曲面接触，弹力方向垂直于平面，也垂直于曲面的切线；曲面与曲面接触，弹力方向垂直于公切面；点与平面接触，弹力方向垂直于平面；点与曲面接触，弹力方向垂直于曲面的切面．绳子产生的弹力方向总是沿着绳子的收缩方向．2－1：已知下图中的物体(物块或球)所受重力为G，在各个支持面上均处于静止状态．试确定并画出下列各种情况中物体受到的弹力方向．【解析】根据产生弹力的两个条件：物体相互接触；物体间有弹性形变，首先判断各种情况下是否产生弹力、产生几个弹力，然后根据弹力的方向特点，画出各物体所受的弹力情况．如下图所示．【答案】

一根轻质弹簧，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】同一弹簧劲度系数k是不变的，作用力不同，弹簧的形变量不同，但都遵从胡克定律．方法一设弹簧的自然长度为l0，由胡克定律有：【答案】

10cm

500N/m判断弹簧弹力的方向时，要注意弹簧是被拉伸还是被压缩或两者均有可能，计算弹簧弹力大小的方法一般是根据胡克定律，有时也根据平衡条件来计算．如右图a所示，将G=50N的物体静止悬挂在轻质弹簧上，弹簧伸长了2.0cm，弹簧的弹力是多大？将弹簧从挂钩处摘下，在O点施加一个竖直向上的50N的拉力，如图b所示，物体仍然静止，那么弹簧的伸长量是多少？【解析】物体静止，由二力平衡可得弹簧的弹力F=G=50N．在O点施加一个竖直向上的50N的拉力，与弹簧悬挂在天花板上的情况相同，弹簧的伸长量仍为2.0cm.【答案】

50N

2.0cm如右图所示，两人分别用100N的力拉弹簧秤的秤钩和拉环，则弹簧秤的读数为(

)A．50N

B．0C．100ND．200N【错解】

A或B【解析】本题着重考查弹簧秤在测量、读数中容易出现的错误问题，用弹簧秤测量力的大小时，弹簧秤的示数等于弹簧秤静止时作用在