好弹力课件人教版必修

1.一条放在地面上长为L的柔软匀质粗绳,将其一端向上提至粗绳刚好离地时,它的重心位置升高了多少?长为L的均匀直钢管平放在水平地面上,现抬起一端,使其与水平面成30°角时,它的重心位置升高了多少?【解析】匀质粗绳放在地面上时重心在地面上,将它一端上提至下端刚要离地时,重心在高度,重心升高了均匀钢管平放时重心在地面上,将其抬至与水平面成30°角时,重心即钢管的中心上升×sin30°=答案：

2.（2011·宁波高一检测）一椭圆形且质量分布均匀的物体，半长轴长50cm，半短轴长20cm，开始时平放在水平面上如图所示，若要将该物体在竖直面内翻转180°，翻转过程中，重心最高上升了多少[半长轴（半短轴）为椭圆边缘上两点间最大（最小）距离的一半]？【解析】开始时，物体重心距地面为20cm，要翻转物体，需将物体推过竖直位置，竖直位置时，物体重心距地面为50cm，所以重心最高上升了50cm-20cm=30cm.答案：30cm3.如果我们手中只有一把没有刻度的直尺，那么怎样确定如图所示的规则的、质量分布均匀的薄木板的重心位置？【解析】首先，设法将薄木板分成两个规则的几何形状——矩形，然后分别找出每个矩形的重心，则整个板的重心一定在这两个矩形重心的连线上，再设法找到另两个矩形及其重心的连线，那么整个薄木板的重心位置就是这两条连线的交点.如图中C点就是薄木板的重心位置.

答案：见解析

第二节弹力形变：物体形状或体积的改变把书放在桌子上，桌子会发生形变吗？问：特点：1、任何物体都能发生变形2、有的形变明显，有的形变极其微小巩固：怎样验证用手压玻璃瓶时，瓶会发生微小的变形观察微小的形变形变的分类弹性变形非弹性变形(范性形变)弹性限度：如果形变过大，超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度。弹力：1、拉满的弓把箭射出去3、压弯的撑杆把运动员弹起来2、跳水运动员被弯曲的跳板弹起形变的物体会怎样？问：发生形变的物体要恢复原状，对跟它接触的物体产生力（弹力）书对桌FF桌对书压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体。弹力的方向F绳对灯灯对绳F绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。弹簧形变的观察弹力的大小和什么有关？弹簧的伸长（缩短）越大，弹力越大；弹力的大小和形变有关，形变越大，弹力越大。形变消失，弹力随之消失。形变概念特点分类弹力概念条件方向大小物体形状或体积的改变1、任何物体都能发生变形2、有的形变明显，有的极其微小弹性变形发生形变的物体要恢复原状，对跟它接触的物体产生的力1、直接接触2、发生弹性形变压力、支持力垂直、指向被压（支持）物形变越大，弹力越大F=kx绳子绳子收缩的方向非弹性变形（范性形变）课堂小结一、弹力的产生和弹力有无的判断方法方法能力拓展1．弹力的成因相互接触的物体间不一定存在弹力,只有当两个物体相互挤压或拉伸产生弹性形变时,由于物体要恢复原状，才在接触位置对与它接触的物体产生弹力.所以弹力产生的直接原因是由施力物体发生形变引起的.2.弹力产生的过程3．弹力有无的判断方法（1）直接法对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生的条件判断：①物体间相互接触；②发生弹性形变.两个条件必须同时满足才有弹力产生.（2）利用假设法判断要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用，可假设将在此处与物体接触的物体去掉，看物体是否在该位置保持原来的状态，若能保持原来的状态，则说明物体间无弹力作用；否则有弹力作用.（4）利用力的作用效果分析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受力物体的运动状态，可利用作用效果确定弹力的有无.判断弹力有无时应灵活选用判断方法.当直接法不易判断时，可考虑运动状态判断法.（3）根据物体的运动状态判断看除了要研究的弹力外，物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律（目前主要应用二力平衡的规律），若满足，则无弹力存在；若不满足，则有弹力存在.【典例】判断图中小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体.【解题指导】若不易确定物体是否受弹力,可考虑利用假设法、效果法、运动状态法进行判断.【标准解答】用假设法来判断小球是否受斜面的弹力，若将三个图中的斜面去掉，则甲图中小球无法在原位置静止，乙和丙两图中小球仍静止，所以，甲图中小球受到斜面的弹力，施力物体是斜面，同时受细绳的弹力，施力物体是细绳；乙图中小球只受到细绳的弹力，施力物体是细绳，不受斜面的弹力；丙图中小球只受水平面的弹力，施力物体是水平面，不受斜面的弹力.【规律方法】判断弹力有无的两大误区（1）误认为只要有接触一定存在弹力作用，而忽略了弹力产生的另一个条件——发生弹性形变.（2）误认为有形变一定有弹力，忽略了弹性形变与范性形变(撤去外力后不能恢复原状的形变)的区别.【变式训练】（2011·蚌埠高一检测）下列关于弹力的几种说法，其中正确的是（）A.只要两物体接触就一定产生弹力B.静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C.静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D.只要物体发生形变就一定有弹力产生【解析】选C.两物体接触并发生弹性形变才产生弹力，A、D错误.静止在水平面上的物体重力的施力物体是地球，受力物体是物体，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，B错误，C正确.二、弹力方向的确定发生弹性形变的物体，由于恢复原状产生弹力，所以弹力的方向由施力物体的形变的方向决定，弹力的方向总与施力物体形变的方向相反.几种常见弹力的方向如下表

(1)一个物体对另一物体的作用力不一定垂直于接触面，但一个物体对另一物体的支持力一定垂直于接触面.(2)轻杆的弹力方向较为复杂,一般根据物体的运动状态结合平衡条件确定轻杆的弹力方向.【典例】在半球形光滑容器内放置一细杆，细杆与容器的接触点分别为A、B两点，如图所示，容器上A、B两点对细杆的作用力的方向分别为（）A.均竖直向上B.均指向球心C.A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力竖直向上D.A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力垂直于细杆向上【解题指导】求解此题应把握以下三点：（1）容器上A、B两点对细杆的弹力为支持力.（2）细杆与容器在A、B两点均为点面接触.（3）支持力的方向垂直支持面指向被支持的物体.【标准解答】选D.支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面.在A点，杆的端点跟球面接触，弹力的方向垂直于该处球面的切面，指向球心；在B点，容器的边缘跟杆的侧面接触，该处的支持力应垂直于杆向上，D正确，A、B、C错误.【规律方法】判断弹力方向的步骤（1）确定物体之间弹力作用的类型；（2）确定产生弹力的物体；（3）找出使物体发生形变的外力方向；（4）确定物体形变的方向；（5）确定物体产生的弹力方向.【变式训练】画出图中物体所受弹力的示意图，题图中各接触面均光滑，各物体均静止.【解析】绳的弹力沿着绳指向绳收缩的方向，图(a)中物块与斜面之间是平面与平面接触，支持力垂直于接触面指向被支持的物体；图(b)中球面与球面接触，支持力的方向沿两球心的连线指向小球.答案：见解析在如图所示图中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体P处于静止状态，丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动．【精讲精析】甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆斜向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中小球P不管运动与否，都属于平面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球心，即向上．它们所受弹力的示意图如图3－2－7所示．图3－2－7【答案】见精讲精析变式训练2

按下列要求画出图3－2－8中物体所受弹力的示意图．图3－2－8要求：甲斜面对物块的支持力．乙墙壁对球的支持力．丙大球球面对小球的支持力．解析：各物体所受支持力如图所示．答案：见解析【变式备选】如图所示，球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法正确的是（）A.A物体仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上B.A物体受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下C.A物体受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上D.A物体受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下【解析】选C.球A受重力竖直向下，与竖直挡板和斜面都有挤压.斜面给它一个支持力，垂直斜面向上；挡板给它一个压力，水平向右，故选项C正确.三、弹力大小的计算1.对于有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律计算，应用F=kx时应注意下列问题（1）弹簧发生形变时必须在弹性限度内.（2）x是弹簧的形变量，不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度.（3）F-x图象中斜率表示弹簧的劲度系数，对于同一根弹簧来说，劲度系数是不变的.（4）由于F1=kx1，F2=kx2，故ΔF=F2-F1=kx2-kx1=kΔx，因此，弹簧上弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比关系，即ΔF=kΔx.2.对于除弹簧外的其他弹性体的弹力大小的计算，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解.比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉力和竖直向下的重力作用，根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小.无论是应用胡克定律计算弹簧的弹力大小还是判断弹簧的弹力方向，都要注意弹簧是被拉伸，还是被压缩.【解题指导】解答本题时可按以下思路分析：【标准解答】B弹簧弹力FB=mg,A弹簧弹力FA=2mg,若两弹簧伸长量分别为xA、xB则FA=kxA

FB=kxB由题意：xA+xB+2l0=0.26m由以上各式可得：m=1kg答案：1kg【典例】如图所示，A、B是两个相同的轻弹簧，原长都是l0=10cm，劲度系数k=500N/m,如果图中悬挂的两个物体质量均为m，现测得两个弹簧的总长为26cm，则物体的质量m是多少？（取g=10N/kg）【互动探究】若物体质量均变为原来的两倍，弹簧总长为多少？【解析】由2mg=kxB′得xB′=0.04m由4mg=kxA′得xA′=0.08m所以此时两弹簧总长2l0+xA′+xB′=32cm答案：32cm【典例】如图所示，物体A和B的重力分别为10N和3N，不计弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦，则弹簧测力计的示数为（）A.3NB.7NC.10ND.13N【解题指导】轻质弹簧两端所受拉力一定相等.【标准解答】选A.B物体对弹簧测力计的拉力为3N，由二力平衡知A对弹簧测力计的拉力为3N，故弹簧测力计的示数为3N，A正确.

弹簧弹力公式应用错误如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2.上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧.在这个过程中下面的木块移动的距离为A.B.C.D.【正确解答】未提木块之前，弹簧k2上弹力为（m1+m2）g，弹簧k2压缩量为x2=（m1+m2）g/k2；当上面的木块被提离弹簧时，弹簧k2上弹力为m2g，弹簧k2的压缩量为x2′=，所以下面木块向上移动的距离为Δx=x2-x2′=.正确答案:C【易错分析】对易错选项及错误原因分析如下：1．关于弹性形变，下列说法正确的是（）A.物体形状的改变叫弹性形变B.一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形变C.物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变D.物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变【解析】选C.弹性形变指物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变，C正确、A、D错误；钢筋用力弯折后，无法恢复到原来形状，不属于弹性形变，B错误.2.下列关于弹力的说法中正确的是（）A.直接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.在直接接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力【解析】选D.弹力产生的两个条件（1）两物体接触，（2）发生弹性形变.两个条件必须同时具备，所以，D正确，A、B、C错误.3.关于弹力的方向,下列说法中正确的是（）A.放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的B.放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的C.将物体用绳吊在天花板上,绳所受物体的弹力方向是竖直向上的D.物体间相互挤压时,弹力的方向垂直接触面指向受力物体【解析】选A、D.放在水平桌面上的物体所受弹力为支持力,其方向垂直于桌面向上,故A正确;放在斜面上的物体所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上,故B错,弹力的方向垂直接触面指向受力物体，故D正确;绳子对物体的拉力总是沿绳子收缩的方向,而物体对绳子的弹力方向指向绳子伸长的方向,故C错.4.（2011·桂林高一检测）锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40cm，某人用600N的力把它们拉长至1.6m，则（）A.人的每只手受到拉力器的拉力为300NB.每根弹簧产生的弹力为150NC.每根弹簧的劲度系数为93.75N/mD.每根弹簧的劲度系数为500N/m【解析】选B.人的每只手受到拉力器的拉力为600N，A错误；由于人用600N的力拉并列装有四根相同弹簧的拉力器，故每根弹簧产生的弹力为150N，B正确；又由于每根弹簧的伸长量为x=1.6m-0.4m=1.2m，根据胡克定律F=kx，得k=125N/m.故C、D错误.【解析】（1）弹簧原长l0=20cm=0.2m,现在长度l=25cm=0.25m由胡克定律F=kx=k(l-l0)得劲度系数k==N/m=300N/m（2）由胡克定律F＝kx=k(l0-l)l=l0-=(20-×102）cm=13cm.答案：(1)300N/m(2)13cm5.一根弹簧原长为20cm,当用15N的力拉它时,弹簧长为25cm.(1)求此弹簧的劲度系数.(2)若此弹簧受21N的压力，则弹簧长度变为多少？课后练习一、选择题（本题共6小题，每小题5分，共30分）1.（2011·南通高一检测）杂技演员有高超的技术，如图所示，能轻松地顶住从高处落下的坛子，关于他顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是（）A.坛的形变B.头的形变C.物体受到的重力D.人受到的重力【解析】选A.头顶受到的压力的施力物体是坛子，受力物体是头顶，它产生的直接原因是坛的形变，间接原因是物体受到的重力，A项正确.2.同学们通过实验探究，得到了在发生弹性形变时，弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系.下列说法中能反映正确的探究结果的是()A.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比B.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成反比C.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量的平方成正比D.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量无关【解析】选A.在F＝kx中，x是指弹簧的形变量或长度变化量.如果弹簧被拉长，则变化量就是伸长量，k指劲度系数，所以弹力F与x成正比，故A正确，B、C、D错误.3.体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示，下列关于足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是()A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向【解析】选D.足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用，足球所受弹力方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方的方向，故D正确.4.（2011·苏州高一检测）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4N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力（）A.大小为4N，方向平行于斜面向上B.大小为2N，方向平行于斜面向上C.大小为4N，方向垂直于斜面向上D.大小为4N，方向竖直向上【解析】选D.小球受重力和杆的弹力两个力的作用，且重力的方向竖直向下，由于小球处于静止状态，根据二力平衡条件可知，弹力与重力大小相等，方向相反，故弹力大小为4N，方向竖直向上，D正确.5．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G=1N，则弹簧测力计A和B的示数分别为()A.1N，0B.0，1NC.2N，1ND.1N，1N【解析】选D.图中弹簧测力计A、B的受力情况是一样的，都是左右两端各受1N的拉力，此时弹簧测力计的读数都是1N.6.如图所示，重为10N的物体悬挂在弹簧的下端时，弹簧