第2节　第1课时 弹　力

科学探究：弹

力第2节第1课时弹力(赋能课—精细培优科学思维)课标要求层级达标1.认识弹力。2.通过实验，了解胡克定律。学考层级1.形成初步的弹力的概念，应用概念能解决实际问题。2.了解胡克定律，能对简单的弹力进行分析和计算。3.学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。选考层级1.理解胡克定律，并能解决相关问题。2.能对实际过程中的弹力的大小、方向进行分析和推理。3.能根据F－x、F－l图像求出弹簧的劲度系数。0102目录课前预知教材落实主干基础课堂精析重难深度发掘知能课前预知教材落实主干基础一、形变与弹力1．形变：物体发生的伸长、缩短、弯曲等______的变化。(1)弹性体及弹性形变：某些发生形变的物体在撤去外力后能________，这种物体称为弹性体，对应的形变称为弹性形变。(2)范性形变：有些物体发生形变后不能恢复原状，这种形变称为____形变。(3)弹性限度：当弹性体的形变______一定的限度时，即使撤去外力，物体也不能恢复原状，这个限度称为弹性限度。形状恢复原状范性超过2．弹力(1)产生：相互接触的物体发生___________时，由于物体要恢复原状，物体会对与它____的另一物体产生力的作用，这种力称为弹力。(2)方向：弹力的方向总是与物体______的方向相反。①绳的拉力沿着绳而指向绳_______的方向。②压力和支持力的方向________于物体的接触面。弹性形变接触形变收缩垂直弹力的产生必须同时满足两个条件：①直接接触；②发生弹性形变。二、胡克定律1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧伸长(或压缩)的长度x成_______。2．公式：F＝_____，其中x为________

(伸长量或压缩量)。正比kx形变量3．劲度系数(1)公式中的比例系数k称为弹簧的劲度系数，是一个有单位的物理量，单位为____________，符号_______。(2)劲度系数与弹性体的_______、_______等因素有关。牛顿每米N/m材料形状1．判断下列情境中形变的类型。提示：甲、乙、丙三图为弹性形变；丁图为范性形变。[微情境·大道理]2．玩具汽车停在自制的桥面上，将桥面压弯，如图所示，请对以下说法作出判断：(1)桥面受向下的弹力，是因为桥面发生了弹性形变。

()(2)桥面受向下的弹力，是因为玩具汽车车轮发生了弹性形变，由于要恢复原状，对桥面有向下的作用力。

()(3)玩具汽车受向下的弹力，是因为桥面发生了弹性形变。

()(4)玩具汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变，由于要恢复原状，对玩具汽车有弹力的作用。

()×√×√课堂精析重难深度发掘知能强化点(一)弹力的有无判断任务驱动现实生活中，很多物体的形变量都很小，无法直接观察，比如一个紧靠在墙角的篮球。思考：该篮球是否受到墙面的弹力？应该如何判断呢？提示：不受墙面的弹力。可以使用假设法，假设篮球受到墙面的弹力，篮球将会被弹开，不再静止。弹力有无的三种判断方法1．条件法：根据弹力产生的条件进行判断，一般适用于形变比较明显的情况。2．状态法(1)分析物体受力的情况，利用物体受力平衡的条件判断。(2)根据物体的运动状态，分析物体受力，(学习了牛顿第二定律以后还可用此定律)判断弹力的有无和弹力的方向。[要点释解明]3．假设法：对于形变不明显的情况，可用假设法进行判断。常见以下两种情形：两种情形具体方法结果结论假设与研究对象接触的物体解除接触判断研究对象的状态是否发生变化状态不变不存在弹力状态变化存在弹力假设研究对象受到弹力的作用判断研究对象还能否保持平衡或者原来的运动状态能保持假设正确不能保持假设错误1．(2023·龙岩高一检测)下列对图中弹力的判断说法正确的是(

)[题点全练清]A．图甲中，小球随车厢一起向右做匀速直线运动，车厢左壁对小球有弹力B．图乙中，小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上，斜面对小球有弹力C．图丙中，小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止状态，其中a绳竖直，b绳对小球有弹力D．图丁中，两相同球各自被长度一样的平行竖直轻绳拉住而静止，则两球间有弹力答案：B

解析：题图甲中，小球随车厢做匀速直线运动，运动状态不发生改变，水平方向上不受力，A错误；假设题图乙中斜面对小球没有弹力，小球将在细线拉力和重力作用下处于竖直状态，故斜面对小球有弹力，B正确；假设题图丙中b绳对小球有弹力，则小球受到重力及两个拉力作用，水平方向上受力不平衡，小球无法处于静止状态，故b绳对小球无弹力，C错误；假设题图丁中两球间有弹力，则细线不可能处于竖直状态，故两球间无弹力，D错误。2．(多选)如图所示，下列各图中的物体A均处于静止状态，关于是否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，物体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，两斜面对物体A均有力的作用C．图丙中地面光滑且水平，物体A与竖直墙壁有力的作用D．图丁中物体A受到斜面B对它的支持力的作用答案：BCD

解析：题图甲中的物体A受重力和地面支持力的作用，二力平衡，物体A静止，不可能再受到物体B对A的弹力的作用，故A错误；题图乙中采用假设法，若除去左侧的斜面，物体A将运动，去掉右侧的斜面，物体A也将运动，所以两斜面对物体A均有力的作用，故B正确；题图丙中由水平方向二力平衡知外力F与竖直墙壁对物体A的作用力平衡，墙壁对物体A有力的作用，故C正确；题图丁由弹力产生的条件可知，物体A与B接触且挤压，二者之间有弹力的作用，故D正确。强化点(二)弹力的方向判断[要点释解明]1．几种常见的弹力方向接触方式面与面点与平面点与曲面点与点弹力方向垂直于公共接触面指向受力物体过点垂直于平面指向受力物体与曲面上过接触点的切面垂直垂直于公切面指向受力物体示意图2．轻绳、轻杆、轻弹簧的弹力方向项目轻绳轻杆轻弹簧弹力方向沿绳指向绳收缩的方向可沿杆的方向可不沿杆的方向沿弹簧形变的反方向示意图[典例]

(多选)如图所示，物块A静止在斜面B上，下列说法正确的是

(

)A．斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的B．斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的C．物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的D．物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相同的[解析]

斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的，故A错误，B正确；弹力的方向垂直接触面，指向恢复形变的方向，物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相同的，故C错误，D正确。[答案]

BD/方法技巧/(1)弹力的方向可归纳为“有面垂直面，有绳沿绳，有杆不一定沿杆”。(2)判断弹力方向的一般思路：1．(多选)关于弹力的方向，下列说法正确的是

(

)A．放在地面上的物体受到的弹力的方向总是竖直向下B．压力方向总是垂直于接触面并指向被压的物体C．细绳对物体的拉力的方向总是沿着绳并指向绳收缩的方向D．弹力的方向总是与形变的方向一致[题点全练清]答案：BC

解析：放在地面上的物体受到的弹力垂直于地面，而地面不一定水平，故弹力不一定在竖直方向上，A错误；压力是弹力，方向垂直于接触面指向被压的物体，B正确；细绳拉力是弹力，方向沿绳并指向绳的收缩方向，C正确；弹力方向与形变方向相反，D错误。2．(2023·宁德学考检测)画出下列各图中A物体所受弹力的示意图。(各图中的物体均处于静止状态)解析：图甲中A物体一端与水平地面接触，弹力方向为垂直地面向上，另一端与竖直墙面接触，弹力方向为垂直墙面向右；图乙中A物体一端与球面接触，C点弹力方向应与切面垂直，即沿半径由C点指向球心，D点处是球面边缘处的点与杆接触，弹力方向应与杆垂直指向左上方；图丙中杆对A的弹力应与A的重力平衡，即竖直向上；图丁中B对A的弹力应垂直于A与B的公共切面指向右上方，容器壁对A的弹力垂直容器壁向左。答案：如图所示：强化点(三)弹力大小的计算[要点释解明]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)对x的认识：x是弹簧的形变量，即弹簧的伸长量(l－l0)或压缩量(l0－l)，不是弹簧的长度。(3)对k的认识：是弹簧的劲度系数，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。(4)公式延伸：①

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。②F－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。2．计算弹力大小的两种方法公式法利用公式F＝kx计算。适用于弹簧、橡皮筋等物体的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重力的大小3．弹簧弹力计算中的两点注意(1)胡克定律只能计算弹力的大小，而弹力的方向要借助弹簧是拉伸还是压缩来确定，其方向总是与弹簧恢复原状的方向相同。(2)弹簧弹力的大小(在弹性限度内)任何时候都可以用胡克定律求解，但只有在物体处于静止或匀速直线运动状态时，才能用二力平衡求解与物体相连的弹簧弹力。[典例]一根轻弹簧在10.0N的拉力作用下，其长度由原来的5.00cm伸长为6.00cm。(1)当这根弹簧长度为4.20cm时，弹簧受到的力为多大？(2)当弹簧受到15N的拉力时，弹簧的长度是多少？(弹簧始终在弹性限度内)[解析]

(1)弹簧原长l0＝5.00cm＝5.00×10－2m在拉力F1＝10.0N的作用下伸长到l1＝6.00cm＝6.00×10－2m根据胡克定律得F1＝kx1＝k(l1－l0)解得弹簧的劲度系数[答案]

(1)8.0N

(2)6.50cm1.

弹力绳可以帮助健身运动员进行肌肉锻炼，图甲是健身运动员把弹力绳的一端固定在墙面上，用F1拉弹力绳的另一端使其伸长10cm；图乙是健身运动员双手握住弹力绳两端，用F2拉弹力绳使其伸长10cm。已知两种锻炼方式所用的弹力绳为同一根，且其弹力大小与形变量成正比，则关于拉力F1和F2的大小关系正确的是

(

)A．F1＝F2 B．F1<F2C．F1>F2 D．不能确定[题点全练清]答案：A

解析：两种锻炼方式所用的弹力绳为同一根，且其弹力大小与形变量成正比，两种锻炼方式弹力绳的伸长量相等，则两种锻炼方式弹力绳的弹力相等，设均为F，由图甲可知F＝F1，由图乙可知F＝F2，则F1＝