《高中备考指南-物理必修1粤教版》课件-第三章 相互作用-第二节 弹力

第三章

相互作用第二节

弹力课前篇

预习教材课堂篇

分点突破随堂练

学以致用课后篇

课时分层训练课前篇

预习教材一、形变1.形变:（1）定义：物体发生形状或________的变化。（2）常见的形变：物体的________、缩短、弯曲等。体积伸长2.形变的分类:（1）弹性形变：停止用力后物体__________________的形变。（2）范性形变：停止用力后物体的形变或多或少仍有保留而____________________的形变。能完全恢复原状不能完全恢复原状3.弹性限度:如果作用在物体上的外力过大，超出了______________，那么撤去外力后物体就不能______________________，这个限度叫作弹性限度。一定的限度完全恢复原来的形状二、认识弹力1.弹力：发生____________的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生的作用力。2.常见的弹力:（1）压力或支持力的方向总是________于接触面而指向被压或被支持的物体。（2）绳子的拉力的方向总是____________而指向绳子要收缩的方向。弹性形变垂直沿着绳子3.弹力的特点:弹力的大小跟______________有关系，________越大，弹力也越大。4.胡克定律:形变的大小形变

伸长量（或压缩量）劲度系数牛顿每米【判断正误】1.只要两物体接触就一定产生弹力。(

)×2.发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状。(

)×3.海绵受挤压发生形变，桌面受挤压不会发生形变。(

)×4.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。(

)√

×6.支持力的方向垂直于物体的接触面。(

)√三、实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系1.实验器材:弹簧、__________、钩码、铁架台。刻度尺2.实验原理:

大小相等刻度尺原长

平滑的曲线【判断正误】

×

×

√4.实验时要把所有点连到线上，才能探索得到真实规律。(

)×课堂篇

分点突破知识点一

对形变和弹力的理解1.弹性形变和范性形变。（1）弹性形变：撤去外力后能完全恢复原状的形变。（2）范性形变：撤去外力后不能完全恢复原状的形变。发生弹性形变的物体，外力过大时，超过一定的限度（弹性限度），会变成范性形变。例1

如图所示，取一个玻璃瓶，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？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]

用手捏玻璃瓶时，管中水面上升。说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小了；橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能完全恢复原状（范性形变），玻璃瓶的形变在撤去外力后能完全恢复原状（弹性形变）。例2

如图所示，被拉长的弹簧对手有一个拉力的作用，这个拉力是如何产生的？[答案]

弹簧受到拉力后发生形变（伸长），发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力。2.显示微小形变的方法:显示微小形变可以用力学放大法（图甲）和光学放大法（图乙），它们都是把微小的形变进行放大，便于观察。3.产生弹力必备的两个条件：（1）两物体间相互接触；（2）发生弹性形变。4.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。（2）对于形变不明显的情况，通常用以下方法来判定：①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。②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。③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。特别提醒接触的物体间不一定存在弹力，但两物体间若有弹力，则它们一定接触。例3

（多选）在各项体育运动中，有弹力出现的情况很普遍，如图所示为跳板跳水运动，下列说法正确的是(

)BCA.跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的[解析]

跳板和运动员的脚因为都受到力的作用，所以都要发生形变；运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的，跳板受到的压力是运动员的脚发生形变而产生的，B、C项正确。规律总结判断弹力产生的原因弹力产生的原因是施力物体发生了弹性形变，要恢复原状，从而对与它接触的物体产生了弹力的作用。跟踪训练

A.&1&

B.&2&

C.&3&

D.&4&

B

知识点二

弹力方向的判定1.弹力的方向总与引起物体形变的外力方向相反，与施力物体恢复原状的方向相同。2.常见的三种接触方式:类型方向图示接触方式面与面垂直公共接触面

点与面过点垂直于面

点与点垂直于切面

3.常见的三类弹力的方向:类型方向图示轻绳沿绳收缩方向

轻杆可沿杆

可不沿杆（由运动状态判断）

轻弹簧沿弹簧形变的反方向

特别提醒1.压力、支持力的方向都垂直于接触面，确定它们方向的关键是找准它们的接触面或接触点的切面。2.轻杆的弹力方向具有不确定性，一般要根据物体的运动状态结合平衡条件确定轻杆的弹力方向。

规律总结判断弹力方向应注意的三种情况1.平面(或曲面)接触，弹力垂直于面。2.绳上弹力沿绳并指向绳收缩方向。3.与球面接触的弹力方向延长线或反向延长线过球心。跟踪训练

A.&5&

B.&6&

C.&7&

D.&8&

C

知识点三

胡克定律

4.胡克定律的适用条件：弹簧在弹性限度内发生形变。

C

规律总结计算弹簧弹力时应注意的问题1.胡克定律只能计算弹力的大小，而弹力的方向要根据弹簧的伸缩状态来确定，其方向是与弹簧恢复原状的方向相同。2.弹簧弹力的大小(在弹性限度内)任何时候都可以用胡克定律求解，但只有在物体处于静止或匀速直线运动状态时，才能用二力平衡求解与物体相连的弹簧的弹力。跟踪训练

A[解析]

弹簧拉伸或压缩必然两端同时受力，只有一端有力时弹簧不会被拉伸或压缩，因弹簧均是拉住一相同质量的小球，则弹力一样大，A项正确。知识点四

实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系1.实验原理：（1）弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关。沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。用悬挂法测量弹簧的弹力，利用的是弹簧静止时弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力大小相等。（2）弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可由弹簧拉长后的长度减去弹簧的原长来计算。

2.实验器材：轻弹簧、钩码（一盒）、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。3.实验步骤：

（2）在弹簧下悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度和钩码的重力。

12345674.数据处理：

5.注意事项:（1）所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度。（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，这样作出的图线更精确。（3）测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。（4）描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。（5）记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。例6

如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个未知质量但质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与形变量的关系。（1）

为完成实验，除了图甲中提供的实验器材，还需要的实验器材有__________、______________。刻度尺弹簧测力计[解析]

实验需要测弹簧的长度、形变量，因为钩码的质量未知，所以要测量钩码的重力，故还需要的实验器材有刻度尺、弹簧测力计。（2）

实验中需要测量的物理量有____________、__________________________________________、__________________。弹簧原长弹簧挂不同个数的钩码时所对应的弹簧长度一个钩码的重力[解析]

为了测量弹簧的形变量，由胡克定律可知实验中还应测量弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的弹簧长度、一个钩码的重力。

请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：____________。

不变200弹簧自身存在重力规律总结注意事项及数据处理

2.记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位。跟踪训练

（1）

在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态。竖直[解析]

弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须与弹簧平行，故刻度尺要保持竖直状态。

450

10

03060901201506.007.008.009.0010.0011.00

（2）

图线与横轴的交点的物理意义是____________。弹簧原长

30

（4）

图线延长后与纵轴的交点的物理意义是_________________________________。

[解析]

描点作图，图像如图所示。规律总结图像法处理实验数据时的注意事项1.连线时要注意使尽可能多的点落在所连的图线上，不在图线上的点要大致均匀地分布在图线的两侧。2.图线的斜率是纵轴物理量的变化量与横轴物理量的变化量的比值。3.要灵活运用数学知识，即数形结合，理解图线斜率和截距的物理意义。跟踪训练

0.490.700.981.201.441.6957.0258.0159.0060.0061.0362.00

[答案]

&9&

[解析]

根据表中数据利用描点法得出对应的图像如图所示。

易错误区易错点一

无法正确判断有无弹力例1

（多选）如图所示，图中的物体A均处于静止状态，关于受到弹力作用的说法正确的是(

)BC

误区警示判断弹力有无的两个误区1.误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用，而忽视了弹力产生的另一条件——发生弹性形变。2.误认为有形变就一定有弹力，而忽视了弹性形变和范性形变的区别。易错点二

无法正确理解胡克定律的内容

（1）

该弹簧的原长；

（2）

该弹簧的劲度系数。

误区警示正确求解弹簧弹力

2.如果题目中只告诉弹簧的形变量，并没有指出是伸长还是压缩，或只告诉弹簧弹力的大小，并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压缩状态，就要分别进行讨论。随堂练

学以致用1.下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是(

)BA.极限法

B.放大法

C.控制变量法

D.等效替代法[解析]

题中图甲是利用光的多次反射将微小形变放大，图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变，均为放大法，B项正确。2.足球运动是目前全球体育界具有影响力的项目之一，深受青少年的喜爱，如图所示为三种与足球有关的情景，下列说法正确的是(

)A.甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C.丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变D.丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变D[解析]

静止在草地上的足球受到的弹力，与重力相平衡，但不是它的重力，A项错误；静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触，但由于没有弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，B项错误；足球撞到网上，球网被撑开，由于球网的形变，而使足球受到了弹力，C项错误，D项正确。

A.&10&

B.&11&

C.&12&

D.&13&

AB

B

5.玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是(

)A.桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变B.汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C.汽车受到向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变D.汽车受到向上的弹力，是因为汽车发生了形变C[解析]

汽车与桥面相互挤压都发生了形变，B项错误；由于桥面发生弹性形变，所以对汽车有向上的弹力，C项正确，D项错误；由于汽车发生了形变，所以对桥面产生向下的压力，A项错误。

D

[解析]

小球受重力和杆的支持力（弹力）作用处于静止状态，由二力平衡可知，弹性杆对小球的弹力与重力等大、反向，D项正确。课后篇

课时分层训练【合格考过关练】1.杂技演员有高超的技术，能轻松地顶接从高处落下的坛子，如图所示，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是(

)AA.坛的形变

B.头的形变

C.坛受到的重力

D.人受到的重力[解析]

头顶受到的压力是由于坛子产生形变，对与之接触的头顶产生力的作用，A项正确，B、C、D项错误。2.一物体静止在水平桌面上，下列说法正确的是(

)A.桌面的形变产生了对物体的支持力

B.物体对桌面的压力使物体产生了形变C.桌面对物体的支持力使桌面产生形变

D.物体对桌面的压力就是物体的重力A[解析]

桌面产生向下的形变，要恢复原状，对物体产生了向上的支持力，A项正确；物体对桌面的压力使桌面产生了形变，B项错误；桌面对物体的支持力使物体产生了形变，C项错误；物体静止在水平桌面上，物体对桌面的压力大小等于物体的重力大小，但不能说压力就是物体的重力，D项错误。3.有四位同学把斜面对物体的支持力，分别画成如图所示的四种情况，其中正确的是(

)A.&14&

B.&15&

C.&16&

D.&17&

A[解析]

斜面对物体的支持力作用在物体上，垂直斜面向上，A项正确，B、C、D项错误。4.一杆搁在