3.1.2重力与弹力+课件高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

1、通过实验观察，抽象概括弹力产生的条件；2、知道压力、支持力和拉力都是弹力，会根据弹力产生的条件或者物体的运动状态及其变化，分析弹力的有无及方向；3、通过实验探究弹簧弹力和形变量的关系，了解胡克定律，了解科学探究中获取及处理数据的研究方法。3.1重力与弹力（第二课时）物体在力的作用下的形状或体积会发生改变一、形变：①弹性形变：物体发生形变后，撤去作用力，物体能够恢复原状的形变。（1）分类：②塑性形变：物体发生形变后，撤去作用力，物体不能恢复原状的形变。胡克定律弹力的方向弹力

（2）按形变程度分类：

①明显形变:肉眼可直接观察到②微小形变:肉眼不易直接观察到胡克定律弹力发生形变的物体，会对使它发生形变的物体产生什么作用效果呢？它产生这样效果的原因是什么？弹力的方向1.定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。②发生弹性形变(相互挤压）①相互接触2.产生条件：胡克定律弹力弹力的方向二、弹力3.弹力的施力物体思考：手受到弹簧的作用力中，谁是施力物体？

弹簧的形变使得弹簧对手有弹力的作用。胡克定律弹力弹力的方向FFF1和F2的施力物体又是谁？弹力都是由施力物体发生形变而产生的。方法一：条件法一般适用于有明显形变的情况.胡克定律弹力压扁的气球弯曲的弓箭4.弹力有无的判断弹力的方向AB方法二：假设法（常用于微小形变）假设A、B间有弹力以B为研究对象，B受力：GN地NA→BB不可能静止，所以A、B间没有弹力如：光滑水平面并排放着静止的木块A、B，试分析A、B之间有无弹力？胡克定律弹力弹力的方向分析球与斜面间有无弹力？假设球与斜面间有弹力,对球受力分析：GTN斜面→球球不可能静止，所以球与斜面间没有弹力方法三：状态法（也叫撤销法）撤掉与之接触的物体，看放研究物体的状态是否改变，若改变则存在弹力，否则不存在弹力。绳子的拉力也是弹力，它们有何特点呢？胡克定律弹力弹力的方向（1）.胡克定律弹力弹力的方向5.弹力的三要素：AB弹力垂直于接触面指向受力物体过接触点垂直接触面指向受力物体过接触点垂直平面指向受力物体FＮ平面与平面曲面与平面点与平面FＮ压力和支持力方向（1）.胡克定律弹力弹力的方向6.弹力的方向（1）F压与过接触点的切面垂直并指向受力物体与过接触点的公切面垂直并指向受力物体AB结论：接触面上弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体.点与曲面曲面与曲面有球就过球心胡克定律弹力弹力的方向轻绳拉力产生的原因及方向：末受到拉力时绳子形变方向拉力受到拉力时绳子变长1.只能拉不能压；2.轻绳的拉力一定沿绳方向；3.同一根绳子张力处处相等。轻绳的受力特点轻绳的弹力方向（2）.胡克定律弹力弹力的方向弹力的方向轻杆的含义：不计质量、不发生形变的杆1.可拉可压；2.杆所受的力不一定沿杆的方向；轻杆受力特点：FN轻杆（3）.胡克定律弹力弹力的方向FNFNFN轻弹簧产生的弹力ＡB结论：沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向。形变方向弹力方向弹簧弹力的大小该如何求呢？轻弹簧（4）.胡克定律弹力弹力的方向形变方向弹力方向练习1关于四种与足球有关的情境，下列说法正确的是（）A．图甲，静止在草地上的足球对地面的压力就是它的重力B．图乙，静止在水平地面上的两个足球间一定有弹力C．图丙，踩在脚下且静止在地面上的足球一定只受一个弹力的作用D．图丁，打到球网上的足球受到弹力是因为球网发生了形变【参考答案：D】胡克定律弹力弹力的方向练习2关于下列四幅图中的弹力说法正确的是（）A．甲图中，由于书的形变，对桌面产生向下的弹力B．乙图中，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧的长度成正比C．丙图中，碗对筷子的弹力沿筷子斜向上，如图中箭头所示D．丁图中，绳的拉力不一定沿着绳而指向绳收缩的方向【参考答案：A】胡克定律弹力弹力的方向探究弹簧弹力与形变量的关系1.实验思路：(1)弹簧弹力F如何测量？(2)弹簧的伸长量x如何测量？

弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹簧弹力的大小与钩码的重力大小相等，即F=mg。

弹簧的原长l0与挂上钩码之后弹簧的总长度l可用刻度尺直接测出，弹簧的伸长量x=l-l0。弹力(3)如何能直观找出弹簧弹力与形变量的关系？

以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的形变量x，在坐标系中描出实验所测得的各组数据(F，x)对应的点，用平滑的曲线将这些点连接起来，根据实验所得的图线，即可探究弹簧弹力与形变量间的关系。弹力的方向胡克定律三、探究弹簧弹力与形变量的关系2.进行实验：(1)按如图所示安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。(2)在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度和钩码所受的重力。(3)增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，x＝l－l0表示弹簧的形变量。胡克定律轻杆、轻绳、轻弹簧的弹力弹力探究弹簧弹力与形变量的关系2.进行实验：(4)记录收集数据1234567F/N0l/cmx/cm0胡克定律轻杆、轻绳、轻弹簧的弹力弹力探究弹簧弹力与形变量的关系3.数据处理：(1)以弹力F(大小等于所挂钩码受到的重力)为纵坐标，以弹簧的形变量x为横坐标，用描点法作图。连接各点，得出弹力F随弹簧形变量x变化的图像。由实际作出的F­x图像可知，图像为过原点的直线。(2)以弹簧形变量为自变量，写出弹力和弹簧形变量之间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可根据F­x图像的斜率求解，k＝ΔF/Δx。(3)实验结论：实验结果表明，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成正比。

胡克定律轻杆、轻绳、轻弹簧的弹力弹力探究弹簧弹力与形变量的关系4.注意事项：(1)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出其弹性限度。(2)每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀一些，这样作出的图像更精确。(3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大读数误差。(4)描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧。(5)记录数据时要注意弹力及弹簧形变量的对应关系及单位。胡克定律轻杆、轻绳、轻弹簧的弹力弹力探究弹簧弹力与形变量的关系胡克定律轻杆、轻绳、轻弹簧的弹力弹力1、胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F

跟弹簧伸长（或压缩量）的长度x成正比。生活中所说的弹簧的“软”、“硬”，指的就是劲度系数不同。k是劲度系数，单位是N/m

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。胡克定律四.胡克定律轻杆、轻绳、轻弹簧的弹力弹力弹簧的形变量拉伸时：压缩时：胡克定律轻杆、轻绳、轻弹簧的弹力弹力

1.图线的斜率表示弹簧的劲度系数。

x为弹簧的形变量l为弹簧的长度

F-x图像2、胡克定律轻杆、轻绳、轻弹簧的弹力弹力

例1、如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图像，试由图像确定(1)弹簧的原长。(2)弹簧的劲度系数。(3)弹簧伸长15cm时，(在弹性限度内)弹力的大小。解：（1）由题图知，当弹力F＝0时，弹簧处于原长L0＝10cm。

（2）当弹力F＝10N且弹簧处于拉伸状态时，弹簧长度为L＝15cm，

弹簧的伸长量x＝L－L0＝(15－10)cm＝5cm＝0.05m。

由F＝kx得，k＝

＝200N/m。

（3）当x＝15cm＝0.15m时，由F＝kx得，F＝200×0.15N＝30N。胡克定律轻杆、轻绳、轻弹簧的弹力弹力例2、如图所示，A、B两弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦力不计，物重G=1N，A、B劲度系数均为100N/m，则A和B的弹簧伸长量分别为（）A．1cm，0

B．0，1cm C．1cm，2cm

D．1cm，1cm【参考答案：D】胡克定律轻杆