广西宾阳中学高三物理阶段复习课件-32-弹-力-新人教版

2弹力2弹力11.了解形变的概念。2.知道什么是弹力及弹力产生的条件。3.能够正确判断弹力的有无和弹力的方向。4.掌握胡克定律的内容和适用条件。

1.了解形变的概念。2重点：1.弹力有无的判断和弹力方向的判断。2.弹力大小的计算。难点：弹力有无的判断及弹力方向的判断。重点：1.弹力有无的判断和弹力方向的判断。3一、弹力的产生——弹性形变1.形变物体在力的作用下__________发生改变。2.弹性形变发生形变的受力物体在外力撤除后能够________的形变。3.弹性限度超过一定的限度，形变物体不能完全__________。4.弹力由于要_________，发生_________的物体间的作用力。体积或形状恢复原状恢复原状恢复原状弹性形变一、弹力的产生——弹性形变体积或形状恢复原状恢复原状恢复原状4二、几种弹力的方向——压力、支持力和张力1.常见的三种弹力图甲中F1表示书对桌面的_____，F2表示桌面对书的_______，图乙表示__________。压力支持力绳的张力二、几种弹力的方向——压力、支持力和张力压力支持力绳的张力52.常见弹力的方向(1)压力和支持力的方向______(填“垂直”或“不垂直”)于物体的接触面。(2)绳的张力沿绳指向_______的方向。垂直绳收缩2.常见弹力的方向垂直绳收缩6三、弹力的大小——胡克定律1.内容弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧_____________的长度x成正比。2.公式_____，其中k为弹簧的_________，单位：________，符号______。伸长(或缩短)F=kx劲度系数牛顿/米N/m三、弹力的大小——胡克定律伸长(或缩短)F=kx劲度系数牛顿7【判一判】(1)教师站在讲台上，讲台发生了形变。()(2)将铅笔折断，这时铅笔发生弹性形变。()(3)书放在桌上，桌面受到书的压力是因为桌面发生形变。()(4)公式F=kx中的x是指弹簧的长度。()

【判一判】8提示：(1)物体在力的作用下都会发生形变，教师由于受到重力的作用，双脚压紧讲台，讲台将发生形变，只不过形变量很小，不易被观察到，故(1)对。(2)受力物体在外力撤除后能够恢复原状的形变是弹性形变，铅笔被折断，撤去外力，铅笔不能复原，因此此形变不是弹性形变，故(2)错。(3)桌面受到书的压力，书是施力物体，压力是由于书产生形变引起的，故(3)错。(4)弹簧的弹力与弹簧形变量成正比，公式F=kx中的x是指弹簧的形变量，不是弹簧的长度，故(4)错。提示：(1)物体在力的作用下都会发生形变，教师由于受到重力的9弹性形变和弹力1.探究微小形变做甲图实验，思考细管中水面的变化说明了什么？做乙图实验，思考光点位置的变化又说明了什么？点拨：做甲图实验时，沿玻璃瓶厚度宽的方向用力，观察效果会更明显。

弹性形变和弹力点拨：做甲图实10提示：细管中水面的变化说明了玻璃瓶发生了形变，光点位置的变化说明了桌面发生了形变。任何物体在力的作用下，都会产生形变，只是有的现象明显，有的现象不明显。提示：细管中水面的变化说明了玻璃瓶发生了形变，光点位置的变化112.探究弹力产生的条件(1)如图甲所示：物体A、B并排静止在光滑水平面上，A、B之间有弹力吗？提示：若移走物体A，物体B仍然静止，说明虽然A、B接触但相互之间没有弹力的作用。(2)如图乙所示：光滑物体A、B叠放在光滑水平面上，处于静止状态，A、B之间有弹力吗？提示：如果将物体A快速撤出，物体B会立即下落，这说明A阻止了B的下落，说明A、B之间有弹力的作用。2.探究弹力产生的条件12(3)如图丙所示：在光滑水平面上，用力推动小车向左压弹簧，弹簧对小车有弹力作用吗？用力推动小车向左压橡皮泥，松手后橡皮泥对小车还有弹力作用吗？弹簧和橡皮泥分别发生的是何种形变？(3)如图丙所示：在光滑水平面上，用力推动小车向左压弹簧，弹13提示：松手后，压缩弹簧的小车被弹出，这说明弹簧对小车有弹力作用；压缩橡皮泥的小车不被弹出，这说明橡皮泥对小车没有弹力作用。弹簧变形后撤去外力能恢复原状，属于弹性形变；橡皮泥形变后撤去外力不能恢复原状，属于非弹性形变。从这个实验说明只有发生弹性形变的物体才能产生弹力。提示：松手后，压缩弹簧的小车被弹出，这说明弹簧对小车有弹力作14【规律方法】弹力有无的判断方法(1)直接法。对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能有弹力产生。【规律方法】15(2)假设法。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另一物体去掉，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。(3)效果分析法。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受力物体的运动状态，因此可利用作用效果确定弹力的有无。

(2)假设法。16【探究归纳】1.形变分类(1)从是否能恢复原状分：①弹性形变；②非弹性形变。(2)从力的效果上分：①拉伸形变(或压缩形变)；②弯曲形变；③扭转形变。2.弹力产生的条件(1)物体间相互接触且挤压；(2)发生弹性形变。【探究归纳】17【典例1】如图所示，用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触，并保持静止，甲中细绳倾斜，乙中细绳呈竖直方向。判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用。【典例1】如图所示，用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触，并保持18【思路点拨】解答本题时应把握以下两点：(1)弹力产生的条件是两物体接触且发生弹性形变。(2)判断是否存在弹力可去掉接触面，看运动状态是否改变。【思路点拨】解答本题时应把握以下两点：19【解析】解法一(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作用，乙图中小球不受斜面的弹力作用。解法二(作用效果法)：假设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，甲图中小球受到斜面弹力作用。答案：甲图中小球受到斜面的弹力作用，乙图中小球不受斜面的弹力作用【解析】解法一(假设法)：假设两图中的斜面不存在，则甲图中小20【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。【规律方法】21【变式训练】(2012·西安高一检测)下列各图中，所有接触面都是光滑的，所有物体都处于静止状态。P、Q两个物体之间不存在弹力的是()【变式训练】(2012·西安高一检测)下列各图中，所有接触面22【解析】选D。用假设法，假设撤去Q，则选项A、B、C中的P物体不能在原来位置继续保持静止，所以判断存在弹力，选项D正确。【解析】选D。用假设法，假设撤去Q，则选项A、B、C中的P物23几种弹力1.探究物体的弹力方向与形变方向的关系(1)把装有水的瓶子放在一海绵上，如图所示，瓶子受到海绵的弹力，是哪个物体发生形变而产生的？方向如何？海绵受到瓶子的弹力，是哪个物体发生形变而产生的？方向如何？试在图中分别画出。

几种弹力24提示：瓶子受到海绵的弹力是海绵发生形变而产生的，方向竖直向上；海绵受到瓶子的弹力是瓶子发生形变而产生的，方向竖直向下，力的示意图如图所示。提示：瓶子受到海绵的弹力是海绵发生形变而产生的，方向竖直向上25(2)如图所示，我们在弹簧下端和弹簧上端分别固定物块m，都处于静止状态，甲图中弹簧的弹力沿什么方向？乙图中弹簧的弹力沿什么方向？由此能得到弹簧弹力方向与形变方向有何关系？(2)如图所示，我们在弹簧下端和弹簧上端分别固定物块m，都处26提示：甲图中弹簧被拉伸，所以弹簧弹力方向竖直向上，乙图中弹簧被压缩，所以弹簧弹力方向竖直向上。由此可知弹簧弹力方向与形变方向相反。提示：甲图中弹簧被拉伸，所以弹簧弹力方向竖直向上，乙图中弹簧272.探究轻杆的弹力方向请你水平伸直胳膊提起重物，体会你的胳膊对重物的弹力沿什么方向？如果把你的胳膊看做一个轻杆，思考轻杆中弹力方向一定沿杆的方向吗？如图乙，将台灯灯泡和灯罩视为一个整体m，台灯支架视为一弯曲的轻杆，轻杆对m的弹力沿什么方向？大小等于多少？2.探究轻杆的弹力方向28提示：弹力的方向竖直向上，可知轻杆的弹力方向不一定沿杆的方向。m受到两个力的作用，竖直向下的重力和竖直向上的弹力，二力互为平衡力，所以F弹=mg。提示：弹力的方向竖直向上，可知轻杆的弹力方向不一定沿杆的方向29【知识点拨】画弹力示意图的思路(1)确定受哪几个弹力：弹力是接触力，与该物体接触的有几个物体(或几个接触点)，一般该物体就可能受到几个弹力。(2)作力的示意图：从弹力的作用点沿弹力的方向作出各弹力的示意图，通常各弹力的作用点画在物体的同一点上。【知识点拨】30【规律方法】1.弹力方向的判定方法(1)平面——平面接触：弹力方向垂直于平面；(2)点——平面接触：弹力方向过点垂直于平面；(3)点——弧面接触：弹力方向过点垂直于切面；(4)弧面——弧面接触：弹力方向垂直于公切面；(5)接触面是球面时：弹力方向一定沿过接触点和球心的直线。【规律方法】312.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。2.判断弹力方向的步骤32【探究归纳】几种弹力的方向1.绳中的弹力一定沿着绳。2.弹簧中的弹力一定沿着弹簧，弹力方向与形变方向相反。3.轻杆可以拉物体也可以支撑物体，轻杆的弹力方向可能沿着杆也可能不沿杆。【探究归纳】33【典例2】如图所示，在图中画出物体P所受到的弹力的示意图，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。【典例2】如图所示，在图中画出物体P所受到的弹力的示意图，其34【思路点拨】解答本题时应把握以下三点：(1)当点与面(或曲面)接触时，弹力方向与面之间的关系。(2)绳上弹力方向的特点。(3)接触面为球面时，弹力方向的延长线或反向延长线的特点。【思路点拨】解答本题时应把握以下三点：35【解析】甲属于绳的拉力，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，弹力应垂直于杆向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于接触面或接触面的切面，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，弹力应垂直于水平面，且过球心，即向上。它们所受弹力的示意图如图所示。【解析】甲属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向36【变式训练】画出图中小球A所受的弹力方向。【解析】球A所受的弹力如图所示。答案：见解析图【变式训练】画出图中小球A所受的弹力方向。37探究胡克定律1.在公式F=kx中，x表示的是弹簧的长度吗？若不是，它表示什么意思？如图所示，图甲表示弹簧处于原长状态，l0表示弹簧的原长；图乙表示在拉力F的作用下，弹簧的长度为l1；图丙表示在压力F′的作用下，弹簧的长度为l2，则F和F′分别等于多少？探究胡克定律38提示：x表示的是弹簧伸长的长度或缩短的长度，而不是弹簧的长度，图乙中弹簧伸长量为(l1-l0)，图丙中弹簧压缩量为(l0-l2)，所以F=k(l1-l0)，F′=k(l0-l2)。提示：x表示的是弹簧伸长的长度或缩短的长度，而不是弹簧的长度392.弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx是否也成正比关系？试证明。提示：成正比。由于F1=kx1，F2=kx2，故ΔF=F2-F1=kx2-kx1=k(x2-x1)=kΔx，所以弹簧的弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比。2.弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx是否也成正比关系403.若以弹力和弹簧形变量分别作为纵轴和横轴建立F-x图象，图象的斜率表示什么物理意义？如果弹簧1、2的F-x图象如图所示，哪根弹簧的劲度系数较大？提示：由胡克定律F=kx可得所以F-x图象的斜率表示弹簧的劲度系数，斜率越大，劲度系数越大，弹簧越硬。由图可知：图象1的斜率较大，所以弹簧1的劲度系数较大。3.若以弹力和弹簧形变量分别作为纵轴和横轴建立F-x图象，图41【知识点拨】1.胡克定律的适用条件弹簧在弹簧弹性限度内。2.劲度系数k的理解(1)劲度系数代表弹簧本身的特性，与弹簧是否受力等其他因素无关。(2)劲度系数大，弹簧硬；劲度系数小，弹簧软。3.轻弹簧中弹力的特点同一根轻弹簧两端所受的力大小相等，方向相反。【知识点拨】42【规律方法】弹力的确定方法恢复形变生弹力，必要条件是接触，大小胡克定律定，方向要看咋恢复，与面接触垂直面，绳子拉力沿绳走。

【规律方法】43【探究归纳】胡克定律1.条件：弹簧在弹簧弹性限度内。2.公式：F=kx。3.理解：(1)x表示弹簧的形变量。(2)F-x图象的斜率表示弹簧的劲度系数。【探究归纳】44【典例3】探究弹力和弹簧伸长关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m；则弹簧的原长L和劲度系数k分别为()A.L=0.02mk=500N/mB.L=0.10mk=500N/mC.L=0.02mk=250N/mD.L=0.10mk=250N/m【典例3】探究弹力和弹簧伸长关系时，在弹性限度内，悬挂1545【思路点拨】解答本题时应把握以下两点：(1)明确弹簧的伸长量。(2)利用胡克定律求解。

【思路点拨】解答本题时应把握以下两点：46【解析】选D.根据胡克定律F=kx得：当悬挂15N重物时15=k(0.16-L)①当悬挂20N重物时20=k(0.18-L)②解①②两式得L=0.10m,k=250N/m,故D项正确。【解析】选D.根据胡克定律F=kx得：47【互动探究】在典例3中弹簧分别受到10N的拉力和压力时，弹簧的长度各为多少?【解析】设弹簧受10N的拉力时长度为L1,受10N的压力时长度为L2。根据胡克定律10=250×(L1-0.1)①10=250×(0.1-L2)②解①②得，L1=0.14m，L2=0.06m。答案：0.14m0.06m【互动探究】在典例3中弹簧分别受