3.1.2 弹力、胡克定律 课件 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.1.2弹力、胡克定律人教版高一物理必修1第一学期第三章3.1.2弹力、胡克定律第三章

相互作用力-----力

核心素养目标1、物理观念：（1）知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。（2）知道重力的大小和方向。会用公式G＝mg（g＝9.8N/kg）计算重力。（3）知道用悬绳挂着的静止物体、用水平支持物支持的静止物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力。（4）知道重心的概念以及质量分布均匀的物体重心的位置。（5）知道什么是弹力，弹力产生的条件是什么。（6）掌握胡克定律。2、科学思维：（1）让学生自己动手，找不规则薄板的中心培养学生动手的能力。（2）通过“重心”的概念，让学生知道等效替代是物理学研究的一种方法。3、科学探究：通过观察和实验掌握胡克定律，培养一定的观察能力和初步的分析能力4、科学态度与责任：（1）通过本节内容的学习，初步认识科学对人类生活的影响，增强学习物理知识、探究自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣．（2）通过探究活动和小组合作培养学生善于将自己的见解公开和与他人交流和合作的能力和合作精神。教学目标教学重点：1．重心的概念以及质量分布均匀的物体重心的位置。。2．弹力的产生条件和方向3．胡克定律教学难点：1．重心概念的理解。2．弹力的产生条件和方向和掌握胡克定律的应用4知识讲解1．定义：发生形变的物体由于要恢复原来的形状，对与它接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力施力物体：发生形变的物体受力物体：与施力物体接触，使它发生形变，并阻碍其恢复原状的物体2．产生条件：①直接接触②发生形变二．弹力

施力物体受力物体两者需同时满足5知识讲解弹力产生过程弹力产生过程：力→形变→在恢复原状→对接触物体生作用6知识讲解4.常见弹力（拉力、压力、支持力）的方向(1）压力：由于被支持物体发生形变，而对支持物产生的弹力。压力的方向总是垂直于接触面，指向被压的物体。(2）支持力：支持面发生形变，对被支持的物体产生的弹力。支持力的方向总是垂直支持面，指向被支持的物体。压力和支持力的方向：总是垂直于接触面指向受力物体7知识讲解8知识讲解绳子产生的拉力（弹力）方向：沿着绳子而指向绳收缩方向9知识讲解弹簧产生的弹力方向：沿弹簧的中心轴线指向弹簧恢复原状的方向。10知识讲解描述弹力产生的过程并指出弹力的方向？被跳水运动员压弯的跳板，要恢复原状，对上面的人产生弹力（支持力）人的脚发生形变，对跳板，产生弹力（压力）弹簧发生压缩形变，要恢复原状，对手有向上的弹力。手发生挤压形变，要恢复原状，对弹簧有向下的弹力。知识讲解分析书放在桌面或倾斜木板上时，书和木板所受的弹力12知识讲解下列说法正确的是：(

)A、木块放在桌面上受到向上的支持力，这是木块发生微小形变而产生的。B、用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的推力，这是由于木头发生形变而产生的。C、绳对物体的拉力方向总是竖直向上。D、挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是由于电线发生微小形变而产生的。D已知物体甲和乙之间有弹力的作用，那么（

）A、物体甲和乙必定直接接触，且都发生形变B、物体甲和乙不一定直接接触，但必定都发生形变C、物体甲和乙必定直接接触，但不一定都发生形变D、物体中和乙不一定直接接触；也不一定都发生形变A关于弹力的下列说法中,正确的是：(

)A、只有发生弹性形变的物体，才会对它接触的物体产生弹力。B、只有受弹簧作用的物体才受到弹力。C、通常所说的压力、支持力和绳子的拉力都是弹力。D、压力和支持力的方向总是垂直接触面。CD知识讲解点与平面间弹力方向：4．各种接触面间的弹力方向判断

1、点与平面接触过接触点垂直平面指向受力物体知识讲解2、点与曲面接触点与曲面间弹力方向：与过接触点的切面垂直并指向受力物体知识讲解3、曲面与曲面接触

曲面与曲面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体知识讲解4、曲面与平面接触

曲面与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体接触面的弹力方向总是垂直于接触面指向受力物体．知识讲解5．绳子拉力产生的原因及方向：知识讲解6．弹簧产生的弹力方向

结论：沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向。知识讲解7．轻杆的弹力

小结：杆所受的力可以沿杆的方向，也可以不沿杆的方向。知识讲解画出下列物体所受弹力的示意图知识讲解实验探究弹力与弹簧形变量的关系如图甲，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的码，设计实验记录表格，记录弹簧在不同拉力下伸长的长度。弹簧的弹力等于钩码对弹簧的拉力。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系。根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点，作出F-x图像知识讲解(1）标尺要竖直且靠近指针，每次改变钩码后要待系统稳定后读数．(2）读指针刻度时，应估读到下一位。(3）不能超过弹性限度．知识讲解结论：弹簧的弹力F和形变量X成正比知识讲解注意：（１）标尺要竖直且靠近指针，每次改变钩码后要待系统稳定后读数．（２）读指针刻度时，应估读到下一位.（３）不能超过弹性限度.知识讲解知识讲解1、内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。2、公式：

F=k

x

（弹性限度内）胡克定律

弹簧的劲度系数（由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。单位：牛顿每米或者牛顿每厘米符号：N/M或N/crn弹簧的形变量（仲长量或压缩量）知识讲解对公式F＝kx的理解公式中x为弹簧的形变量[可能为伸长量

，也可能为缩短量

；k为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，它反映了弹簧的软硬程度，k越大，弹簧越硬，其长度越难改变．特别提醒：1．胡克定律的成立条件：弹簧的形变必须在弹性限度内．2．弹簧的劲度系数k：它表示弹簧固有的力学性质，大小由弹簧本身的物理条件，如材料、长度、截面积等决定．3．弹簧的形变量x：指弹簧的伸长量或缩短量，而不是弹簧的长度．4.弹簧测力计的示数不显示合力，只显示一端的拉力。知识讲解判断下列说法的正误.(1)发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状.()(2)海绵受挤压会发生形变，桌面受挤压不会发生形变.()(3)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.()(4)由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比.()XVXX知识讲解有一根弹簧的长度是15cm，在下面挂上0.3kg的重物后长度变成了18cm，求弹簧的劲度系数?知识讲解一根弹簧受到10N的拉力时，它的长度12cm，当它受到16N拉力时，它的长度是14cm，则：（1）该弹簧的原长和劲度系数分别是多少？（2）弹簧受到20N的拉力时，仍在弹性限度内，则此时弹簧的长度知识讲解

因为弹簧S1受到的拉力是下面整体对其的作用，而弹簧S2所受的拉力m2是对它的作用。本题首次体验整体法和隔离法。知识讲解如图所示，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.在这过程中下面木块移动的距离为（

）c知识讲解弹力有无的判断判断弹力有无的常见方法：(1)直接判定：对于发生明显形变的物体(如弹簧、橡皮条等)，可根据弹力产生的条件由形变直接判断。①寻找接触面(一般有几个接触面就可能有几个弹力)②找形变(或挤压)知识讲解(2)对于形变不明显的情况，通常用以下方法来判定：a．假设法：假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力。b．替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能不能维持原来的力学状态。如将侧壁、斜面用海绵来替换，将硬杆用轻弹簧(橡皮条)或细绳来替换。c．状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡知识等)来判断物体间的弹力。知识讲解知识讲解判断图甲、乙、丙中小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体(接触面光滑)解答本题应把握以下两点：(1)假设弹力不存在，看是否能保持原来状态．(2)假设弹力存在，看是否改变原来的状态．知识讲解例：是否发生了挤压形变？可采用假设法球动了么？能否保持原状？假设没有这面墙知识讲解例：采用假设法：说明受到了墙的弹力说明受到了斜面的弹力球受到墙和斜面两个弹力的作用把墙拆了。。。如果抽掉斜面呢？知识讲解例：0点有弹力么？假设去掉斜面球保持原状假设绳子断开说明0点……说明只受绳子的拉力知识讲解各种接触面间的弹力方向判断曲面与平面接触“垂直于接触面”曲面与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体知识讲解点与平面接触点与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体知识讲解点与曲面接触点与曲面间弹力方向：与过接触点的切面垂直并指向受力物体知识讲解曲面与曲面接触曲面与曲面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体知识讲解知识讲解画出以下弹力方向知识讲解判断下列支持面对物体弹力的方向平面与平面接触，弹力垂直平面。点与平面接触，弹力通过接触点而垂直平面。曲面和曲面接触，弹力通过接触点垂直于公切面。（相当于点与点）知识讲解点和曲面接触，弹力通过接触点垂直于切面点和线接触，弹力通过接触点垂直于线知识讲解试判断下列各情况小球的受力情况。知识讲解知识讲解三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a，b，c，支点P、Q在同一水平面上，a球的重心O，位于球心，b球和c球的重心Ob和Oc分别位于球心的正上方和球心的正下方，如图所示，三球均处于平衡状态，支点P对a球的弹力为Na，对b球和c球的弹力分别为Nb和Nc则下列说法正确的是（

）A.弹力Na、Nb、Nc的方向均由P点指向球心B.弹力Na、Nb、Nc的方向均由P点指向重心C.弹力Na、Nb、Nc的方向都竖直向上A知识讲解轻绳和轻杆的弹力绳子的拉力也是弹力，那么绳子的拉力的方向如何呢？轻绳的受力特点：1、只能拉不能压（只能产生拉力不能产生支持力）；2、轻绳的拉力一定沿绳方向；3、同一根绳子张力（弹力）处处相等。总结：绳上弹力方向总是沿着绳而指向绳知识讲解讨论：下列绳子产生的弹力方向结论：绳子产生的弹力方向沿绳子指向绳收缩方向知识讲解轻杆受力特点：轻杆的含义：不计质量的杆物体受到轻杆的给力特点：1、可拉可压（既能产生拉力也能产生支持力）；2、杆所受的力不一定沿杆的方向；可能沿任意方向知识讲解轻杆的弹力：拉伸、压缩形变：沿着杆轻杆有铰链（转轴）时，弹力方向又有什么特点？轻杆有铰链（转轴）时，弹力方向一定沿杆弯曲形变：不沿杆知识讲解如图所示,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量是2N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2N,方向平行于斜面向上B.大小为1N,方向平行于斜面向上C.大小为2N,方向垂直于斜面向上D.大小为2N,方向竖直向上D知识讲解对弹力方向做一个总结1、接触时的弹力方向，过接触点，而指向受力物体，垂直于接触面（或切线方向）。2、轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向3、轻杆对物体的弹力方向：可能沿任意方向4、弹簧两端的弹力方向，指向弹簧恢复原状方向小结知识讲解轻绳和轻弹簧的弹力弹簧与绳子弹力的异同点：