3.2 科学探究：弹力 课件-高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

§3.2科学探究：弹力授课教师：2024年5月22日导入形变定义：把物体发生的伸长、缩短、弯曲、扭转等变化称为形变任何物体都能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的。形变分类弹性体在任何条件下产生的形变都是弹性形变吗？弹性体：撤去外力后能够恢复原来形状的物体弹性形变：撤去外力后能够恢复原来形状的形变范性形变：撤去外力后不能恢复原来形状的形变形变弹性限度弹性体的形变不能无限制增大，当弹性体的形变达到某个限度时，即使撤去外力，物体也不能再恢复原状，此时产生的形变不再是弹性形变，这个限度就叫弹性限度弹性体在任何条件下产生的形变都是弹性形变吗？形变微小形变形变微小形变形变微小形变一切物体在力的作用下都会发生形变吗？

有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不过形变很微小。

一切物体受到外力作用都要发生形变弹力定义：当物体发生弹性形变时，发生形变的物体由于要恢复原状，对跟它直接接触的物体会产生力的作用，这个力叫做弹力作用点：在接触面上（常移到重心）作用过程物体1受到物体2的作用物体1发生了形变物体1对物体2产生了弹力

21弹力弹力的方向1、弹簧弹力：沿弹簧指向弹簧恢复原长的方向（与弹簧形变方向相反）拉伸状态：FF压缩状态：FF弹力弹力的方向2、刚体类-支持力与压力：放在水平桌面上的物体，在重力作用下与桌面互相接触，使物体和桌面同时发生了微小的形变FF'气球发生了形变，要向下恢复原状，对塑料板产生了向下的压力。塑料板发生了形变，要向上恢复原状，对气球产生了向上的支持力。NN'弹力弹力的方向2、刚体类-支持力与压力：放在水平桌面上的物体，在重力作用下与桌面互相接触，使物体和桌面同时发生了微小的形变FF'内容施力物体施力物体形变方向施力物体恢复形变的方向弹力方向书本对桌面的压力桌面对书本的支持力桌面向下向上向上书本向上向下向下压力和支持力的方向：过接触点垂直于接触面指向被压或被支持的物体弹力弹力的方向2、刚体类-支持力与压力——各种接触面间弹力方向的判断平面与平面间的弹力方向：

过接触点垂直平面指向受力物体弹力弹力的方向2、刚体类-支持力与压力——各种接触面间弹力方向的判断NNN`曲面与平面间的弹力方向：

过接触点垂直平面指向受力物体弹力弹力的方向2、刚体类-支持力与压力——各种接触面间弹力方向的判断点与平面间的弹力方向：

过接触点垂直平面指向受力物体NN`光滑斜面ABNANB弹力弹力的方向2、刚体类-支持力与压力——各种接触面间弹力方向的判断曲面与曲面间的弹力方向：

与过接触点的公切面垂直并指向受力物体半球形的碗NABNNB对A弹力弹力的方向3、轻绳拉力：挂在绳下的物体，在重力的作用下拉紧绳子，使物体和绳子同时发生微小形变弹簧发生了形变，要向上恢复原状，对气球产生了向上的拉力。弹力弹力的方向3、轻绳拉力：挂在绳下的物体，在重力的作用下拉紧绳子，使物体和绳子同时发生微小形变内容施力物体施力物体形变方向施力物体恢复形变的方向弹力方向重物对绳子的拉力绳子对重物的拉力绳子向下向上向上重物向上向下向下绳子拉力的方向：沿着绳而指向绳收缩的方向弹力弹簧弹力的方向：与施力物形变方向相反/与施力物体恢复原状的方向相同压力与支持力的方向：垂直于接触面或者接触的切面指向被压或被

支持的物体拉力的方向：沿着绳而指向绳收缩的方向支持力与拉力本质都是弹力，只是按照弹力产生的挤压、支撑、拉的效果命名的——效果力弹力弹力的方向4、轻杆：可动杆：弹力沿杆的方向向内或向外固定杆：弹力可在任意方向（由受力分析可得）FFT1T2TT练习1、下列说法正确的是（

）A、同学们坐在椅子上学习，椅子不形变，所以大家没受到弹力；B、汽车行驶在松软的地上，地受到向下的弹力，是因为地发生形变而下陷；C、汽车行驶在水泥路上，轮胎发生形变从而产生对地面的压力；D、汽车越重，对地面的压力越大，所以压力就是重力。C练习2、下列关于弹力的说法不正确是（

）A、只要两个物体接触就一定能产生弹力B、两个接触并发生弹性形变的物体一定产生弹力C、压力、支持力、绳的拉力都是弹力D、压力、支持力的方向总是垂直于支持面A弹力如何判断弹力的有无？1、条件法：相互接触+弹性形变例：小球静止在光滑水平面上并且紧贴着斜面，小球与水平面和斜面都是直接接触的，那小球是不是一定会同时受到水平面和斜面给它的弹力呢？2、假设法：假设将接触面撤销，如果物体状态改变，则有弹力；

如果物体状态不变，则没有弹力3、状态法：物体受力情况与运动状态一致G水平面对小球有弹力作用，斜面对小球无弹力作用！弹力如何判断弹力的有无？

1、下列各图中A物体在O点是否受弹力？A0A0弹力如何判断弹力的有无？A

2、画出图中物体A所受的弹力A弹力的大小弹力的大小取决于形变程度。形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也随之消失。那么弹力大小与形变有什么定量关系呢？弹力的大小实验探究实验目的：弹簧弹力大小与形变量之间的定量关系实验设计：

1.弹簧弹力的大小：二力平衡法原理，用物体

的重力来表示弹力

2.形变量：挂上重物后弹簧的伸长量——刻度尺实验仪器：铁架台、带挂钩的弹簧、钩码(m0=50g)、

刻度尺(注意有效数字的读取)、重垂线弹力的大小实验探究实验步骤：(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长；(2)在弹簧下端挂一个钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录弹簧拉力和l1，得出弹簧的伸长量x1=l1-l0，将这些数据填入表格中；(3)改变所挂钩码的数量，测出对应的弹簧长度，记录弹簧弹力和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x2、x3、x4、x5钩码个数n长度伸长量x弹力F0l0

1l1x1＝l1－l0F12l2x2＝l2－l0F23l3x3＝l3－l0F3…………F=G=nm0g弹力的大小实验探究钩码个数n长度/cm伸长量x/cm弹力F/×10-2N025.35

127.352.000.49229.354.000.98331.305.951.47433.408.051.96535.3510.002.45637.4012.052.94739.3013.953.43数据处理F/x(N/m)

0.2450.2450.2470.2430.2450.2440.246实验结论：在误差允许的范围内，弹簧弹力与伸长量之间是呈正比关系1.列表法弹力的大小实验探究数据处理实验结论：在误差允许的范围内，弹簧弹力与伸长量之间是呈正比关系k=0.245N/m2.作图法2公式：

x——伸长或缩短的长度k——劲度系数，单位：N/m

（反映了弹簧长度改变的难易程度，取决于弹簧自身的性质：材料、长度、粗细、匝数）

弹力的大小胡克定律1内容：在弹性限度内，弹性体的弹力和弹性体伸长（或缩短）的长度成正比弹力的大小劲度系数

k弹簧测力计火车减震弹簧劲度系数越大，弹簧越硬劲度系数越小，弹簧越灵敏2图像

弹力的大小胡克定律1内容：在弹性限度内，弹性体的弹力和弹性体伸长（或缩短）的长度成正比上述公式与图像仅适用于有明显形变的物体（尤指弹簧），且形变在弹性限度内才能满足胡克定律伸长压缩弹力的大小胡克定律的应用储能和做功：自动伞、射箭用于缓冲减震——汽车或火车底部不仅装有螺旋弹簧，还有弯曲的弹性钢板，当汽车运行的时候，利用弹簧的形变产生的缓冲作用，就能够减小车身的震动。弹力的大小胡克定律的应用例题：1根轻弹簧长度由原来的5cm伸长为6cm，手受到的弹力为10.0N。那么，当这根弹簧伸长到6.2cm时，手受到的弹力大小是多少？（在弹性限度内）理想模型，忽略质量弹力的大小实验探究注意事项（名校学案P58）(1)每次所挂钩码的质量差尽量大一些，以便坐标上描的点尽可能稀疏（否则点很密集，图线不好看且误差较大）(2)测量弹簧长度时，一定要在弹簧竖直且处于平衡状体时测量，读数时视线要水平；保持刻度尺竖直并靠近弹簧；(3)不超过弹簧的弹性限度，弹簧下挂的钩码不要太多，但要保证在不超过弹性限度的前提下尽量多测几组；(4)作图：选择合适标度，使图线尽可能布满整个坐标纸

点均匀分布图线两侧，不画折线弹力的大小实验探究误差分析x/mF/NOx0x/mF/NO理想图线:F-x成正比关系