31重力与弹力-第2课时弹力-导学案-人教版2019高中物理必修第一册

第三章相互作用---力第1节重力与弹力第2课时弹力导学案[学习目标]（1）知道什么叫形变，能识别常见的形变，知道如何显示微小的形变．（2）知道弹力的概念及产生的原因．（3）知道压力，支持力，拉力是弹力．并能确定压力，支持力，拉力的方向．根据二力平衡确定弹力的大小．（4）能正确分析具体实例中弹力的受力物体和施力物体．（5）针对实际问题判断弹力的有无、方向，正确画出弹力（2）教学重点1、弹力产生的条件、弹力的方向。2、胡克定律及应用。（1、相互接触的物体间是否有弹力的判断。2、弹力方问的确定。一、弹力物体形状或体积的改变叫做形变（deFormation）。形变的原因是物体受到了力的作用。1．形变方式有形状及体积的改变两个方面：（1）形状的改变：（2）体积的改变：如弹簧、橡皮筋等。课本上所说的形变都属于弹性形变。也有些物体在力的作用下发生形变，当力撤去后，不能恢复原状的形变叫非弹性形变（塑性形变），如橡皮泥用手一捏不会恢复原状，这类形变在中学阶段不研究。取一个扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？图7答案用手捏玻璃瓶，细管中水面会上升(或下降)．说明受到压力时玻璃瓶发生形变，体积变小(或变大)了．2．弹性形变：有些物体在力的作用下发生形变，当力撤去后，能够恢复原状的形变叫弹性形变（elasticdeFormation），用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？答案橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变)，玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变)．二、弹力1．弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这个力叫做弹力（elasticForce）。弹力产生过程：力→形变→要恢复原状→对接触物体产生力的作用。2．弹力产生的条件：（1）相互接触；（2）发生弹性形变。这两个条件缺一不可。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，只有两物体在接触部分产生弹性形变（相互挤压或拉伸）时，两物体间才有弹力产生。当形变不明显难以直接判断时，可用“假设法”判断。形变和产生弹力在时间上不会有先后。3．几种常见弹力的方向注意：每个接触面最多只能产生一个弹力．[深度思考]杆对物体的弹力方向一定沿杆的方向吗？分析图8中杆对物体的弹力方向．图8答案杆的弹力可能沿杆方向，也可能不沿杆方向．杆对物体的弹力如图在如图9所示的各图中画出杆或球P所受弹力的示意图，已知杆或球均处于静止状态．图9答案见解析解析题图甲中P受到的弹力有球面与球面之间的弹力，弹力应垂直于两球接触点沿球面的切线；绳的拉力沿绳斜向上，如图(a)所示．题图乙中杆对C、D两处有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于其切面指向圆弧所对应的圆心，D处弹力垂直于杆斜向上，如图(b)所示．题图丙中球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子斜向上，如图(c)所示．题图丁中球受到的弹力与棱和球面接触处的切面垂直，即沿着球半径的方向指向球心，如图(d)所示．(4)图丁中均匀细杆被细绳拉住而静止，画出杆所受的弹力．答案各物体所受弹力的示意图如图所示．三、胡克定律1．弹力的大小弹力是由于物体发生形变而产生的，所以在弹性限度内，弹力的大小与弹性形变的程度有关。形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力就随着消失。对一般物体，定量关系比较复杂，在高中阶段，我们不再作深入研究。2．弹簧的弹力与弹簧的形变量的关系——胡克定律（Hookelaw）：（1）内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F和弹簧的形变量x成正比，即F=kx。其中x是弹簧的拉伸或压缩的形变量（长度改变量），而不是弹簧的长度。x=|L-L0|，L0为弹簧原长（自然长度），L为弹簧形变后的长度。如图3.2-5所示。k称为弹簧的劲度系数（coeFFicientoFstiFFness），单位是N/m，它由弹簧自身的性质决定，与弹力的大小和弹簧的形变量无关。同一弹簧的劲度系数为一定值，不同弹簧的劲度系数一般不同，它与制作弹簧的材料有关，与弹簧的匝数等因素有关。k的意义为：表示使弹簧伸长（或压缩）1m所需要的拉力（或压力）。如k=500N/m，表示要弹簧伸长（或压缩）