高一物理人教版必修一彈力學(xué)案

1、第二節(jié)彈力學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道形變的概念及彈力產(chǎn)生的原因和條件，并會(huì)判斷彈力的方向2了解顯示微小形變的方法3掌握胡克定律計(jì)算彈簧彈力的方法重點(diǎn)難點(diǎn)：1.彈力方向的判斷及彈力大小的計(jì)算2彈力有無的判斷3胡克定律的理解及應(yīng)用課前自主學(xué)案一、彈性形變和彈力1接觸力：通常所說的拉力、壓力、支持力、阻力等都是_接觸力按性質(zhì)可歸納為彈力和摩擦力，它們在本質(zhì)上都是由_引起的2形變：物體在力的作用下_或_發(fā)生改變3彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠_，這種形變叫做彈性形變4彈力：發(fā)生形變的物體由于要_，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力5彈性限度：如果形變過大，超過一定限度，撤去作用力后物體的形

2、變不能_，這個(gè)限度叫做彈性限度彈力產(chǎn)生的條件有兩個(gè)：(1)物體間相互接觸；(2)在接觸面上相互_二、幾種彈力彈力的方向總是與物體形變的方向_，具體如下：1壓力的方向垂直于支持面而指向_物體；2支持力的方向垂直于支持面而指向_的物體；3繩拉力的方向沿繩指向繩_的方向；4輕桿的彈力不一定沿桿，要具體情況具體分析說明：繩的彈力一定沿著繩，輕桿的彈力可能沿著桿，也可能不沿著桿三、胡克定律1內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧的伸長(或縮短)量x成_2表達(dá)式：F_.3勁度系數(shù)：公式中的比例系數(shù)k，單位是 _.核心要點(diǎn)突破一、彈力是否存在的判斷方法1根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件來判斷，彈力產(chǎn)生的條件有兩個(gè)：

3、兩物體相互接觸;兩物體存在彈性形變.兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足才有彈力產(chǎn)生2對(duì)于形變不明顯的情況，可用以下兩種方法來判斷(1)利用假設(shè)法判斷可假設(shè)在該處把與物體接觸的另一物體去掉看此物體還能否在原位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)則說明物體間無彈力作用；否則，有彈力作用(2)利用力的作用效果分析如果相互接觸的物體間存在彈力，則必有相應(yīng)的作用效果，或使受力物體發(fā)生形變或改變受力物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，看物體的受力是否與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相符合，從而確定物體所受彈力的有無特別提醒：相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件，但相互接觸的物體間不一定存在彈力即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀)1關(guān)于彈力產(chǎn)生的條件，下列說法正確的是

4、()A相互接觸的物體間一定有彈力B發(fā)生形變的物體一定對(duì)與之接觸的物體產(chǎn)生彈力作用C先有彈性形變，后有彈力D不接觸的兩物體之間不可能發(fā)生相互的彈力作用解析：選D.相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件，但相互接觸的物體間不一定存在彈力，只有兩個(gè)物體接觸并產(chǎn)生彈性形變時(shí)，兩物體間才有彈力產(chǎn)生綜上所述，只有D項(xiàng)正確二、彈力方向的確定彈力的方向與施力物體形變方向相反，作用在受力物體上，幾種常見情況如下表：類型方向圖示接觸方式面與面垂直公共接觸面點(diǎn)與面過點(diǎn)垂直于面點(diǎn)與點(diǎn)垂直于切面類型方向圖示輕繩沿繩收縮方向輕桿可沿桿可不沿桿輕彈簧沿彈簧形變的反方向特別提醒：判斷彈力方向的方法是：先明確兩物體之間作用的類型，再根據(jù)

5、各種類型的特點(diǎn)來判斷彈力的方向即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀)2如圖321為P物體對(duì)Q物體的壓力示意圖，有明顯錯(cuò)誤的是()圖321解析：選BCD.P對(duì)Q物體的壓力應(yīng)作用在Q物體上且力的方向應(yīng)垂直于接觸面并指向Q物體，故B、C、D均是錯(cuò)誤的三、彈力大小的計(jì)算方法1彈簧的彈力(1)應(yīng)用胡克定律Fkx求解其中x為彈簧的形變量(可能為伸長量，也可能為縮短量)，k為彈簧的勁度系數(shù)，只與彈簧本身有關(guān)，由彈簧本身的材料、長度、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定(2)彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用Fx圖象表示，如圖322，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)(3)彈簧上彈力的變化量F與形變量的變化量也成正比關(guān)系，即Fkx.2除彈簧這樣

6、的彈性體之外的彈力大小的計(jì)算，一般要借助物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解比如懸掛在豎直細(xì)繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，物體受繩向上的拉力和重力作用根據(jù)二力平衡，可知繩的拉力大小等于物體重力的大小即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀)3如圖323所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30的斜面上，桿的另一端固定一個(gè)重量是2 N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈性桿對(duì)小球的彈力()A大小為2 N，方向平行于斜面向上B大小為1 N，方向平行于斜面向上C大小為2 N，方向垂直于斜面向上D大小為2 N，方向豎直向上解析：選D.由于小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，故小球受力平衡，彈性桿對(duì)小球的彈力FNG2 N，方向豎直向上課堂互動(dòng)講練

7、類型一：彈力存在與否的判斷例一：如圖324所示，用細(xì)繩懸掛的小球與光滑斜面相接觸，并保持靜止，甲中細(xì)繩傾斜，乙中細(xì)繩呈豎直方向判斷圖甲、乙中小球是否受到斜面的彈力作用？圖324【思路點(diǎn)撥】根據(jù)物體所處的狀態(tài)，利用“假設(shè)法”進(jìn)行判斷【精講精析】法一：假設(shè)法假設(shè)兩圖中的斜面不存在，則甲圖中小球無法在原位置保持靜止，乙圖中小球仍靜止，故甲圖中小球受到斜面的彈力作用，乙圖中小球不受斜面的彈力作用法二：作用效果法如兩圖中斜面均對(duì)小球有彈力作用，則甲圖中小球?qū)⑷阅鼙３朱o止?fàn)顟B(tài)，乙圖中小球則不能保持靜止，所以乙圖中小球不受斜面彈力作用，甲圖中小球受到斜面彈力作用【答案】見精講精析變式訓(xùn)練1在圖325中，A、

8、B兩球間一定有彈力作用的是()圖325解析：選B.在具體判斷有沒有擠壓時(shí)，我們用“拿去法”進(jìn)行判斷，在A中，若拿去A球，則B球靜止不動(dòng)，故A、B間沒有擠壓，故A、B間沒有彈力在B中，若拿去A球，則B球向左動(dòng)，存在相互擠壓，存在彈力在C中，若拿去A球，則B球靜止，故A、B間沒有擠壓，沒有彈力在D中，若拿去A球及容器壁，則B球向右動(dòng)，故B對(duì)容器右壁有擠壓，而對(duì)A球沒有擠壓，A、B間沒有彈力類型二：彈力方向的確定例二：在圖326所示圖中畫出物體P受到的各接觸點(diǎn)或面對(duì)它的彈力的示意圖，其中甲、乙、丙中物體P處于靜止?fàn)顟B(tài)，丁中物體P(即球)在水平面上勻速滾動(dòng)圖326【精講精析】甲中屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指

9、向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上；乙中A點(diǎn)屬于點(diǎn)與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上，必過球心O，B點(diǎn)屬于點(diǎn)與桿相接觸，彈力應(yīng)垂直于桿斜向上；丙中A、B兩點(diǎn)都是球面與平面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且必過球心，所以A處彈力方向水平向右，B處彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心；丁中小球P不管運(yùn)動(dòng)與否，都屬于平面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且過球心，即向上它們所受彈力的示意圖如圖327所示圖327【答案】見精講精析變式訓(xùn)練2按下列要求畫出圖328中物體所受彈力的示意圖要求：甲斜面對(duì)物塊的支持力乙墻壁對(duì)球的支持力丙大球球面對(duì)小球的支持力解析：各物體所受支持力如圖所示類型三：胡克定律的應(yīng)用

10、例三：將一根原長為40 cm、勁度系數(shù)為100 N/m的彈簧拉長為45 cm，此時(shí)彈簧的彈力為()A45 NB40 NC85 N D5 N【自主解答】由題知條件，根據(jù)原長l040 cm，彈簧拉長后的長度l45 cm，得xll05 cm0.05 m，由胡克定律得：Fkx5 N.【答案】D【方法總結(jié)】要注意胡克定律Fkx中，x是彈簧長度的變化量，而不是彈簧的長度，這一點(diǎn)容易出錯(cuò)變式訓(xùn)練3在探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí)，在彈性限度內(nèi)，懸掛15 N重物時(shí)，彈簧長度為0.16 m；懸掛20 N重物時(shí)，彈簧長度為0.18 m，則彈簧的原長L0和勁度系數(shù)k分別為()AL00.02 m，k500 N/mBL00

11、.10 m，k500 N/mCL00.02 m，k250 N/mDL00.10 m，k250 N/m解析：選D.由胡克定律Fkx可得，15k(0.16L0)，20k(0.18L0)解得：k250 N/m，L00.10 m，則選項(xiàng)D正確1關(guān)于彈性形變的概念，下列說法中正確的是()A物體形狀或體積的改變叫彈性形變B一根鋼筋用力彎折后的形變就是彈性形變C物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原來形狀的形變，叫彈性形變D物體在外力停止作用后的形變，叫彈性形變2(2011年寧德高一檢測)下列說法中正確的是()A木塊放在桌面上要受到一個(gè)向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生微小的形變而產(chǎn)生的B拿一根細(xì)竹竿撥動(dòng)水中的木頭，木

12、頭受到竹竿的彈力，這是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的C繩對(duì)物體的拉力方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向D掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是因?yàn)殡娋€發(fā)生微小的形變而產(chǎn)生的3關(guān)于彈力的方向，下列說法正確的是()A彈力方向一定垂直于接觸面B彈力方向不一定垂直于接觸面C輕質(zhì)繩對(duì)物體的彈力方向一定沿著繩子離開物體的方向，因?yàn)槔K子只會(huì)發(fā)生拉伸形變D輕質(zhì)繩對(duì)物體產(chǎn)生的彈力一定垂直于與繩相連的接觸面4(2011年西安高一檢測)如圖329球A在斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于球A所受的彈力，以下說法正確的是()圖329AA物體僅受一個(gè)彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上BA物體受兩個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向左，一個(gè)

13、垂直斜面向下CA物體受兩個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向右，一個(gè)垂直斜面向上DA物體受三個(gè)彈力作用，一個(gè)水平向右，一個(gè)垂直斜面向上，一個(gè)豎直向下5一根輕彈簧在10.0 N的拉力作用下，長度由原來的5.00 cm伸長為6.00 cm.那么當(dāng)這根彈簧長度為4.20 cm時(shí)，受到的壓力有多大？彈簧的勁度系數(shù)為多大？一、選擇題1(2011年運(yùn)城高一檢測)下列兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)出的共同的物理思想方法是()圖3210A極限法B放大法 C控制變量法 D等效替代法2下列各種情況中，屬于彈性形變的有()A撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員起跳中，撐竿的形變B當(dāng)你坐在椅子上時(shí)，椅面發(fā)生的微小形變C細(xì)鋼絲被繞制成彈簧D鋁桶被砸扁3關(guān)于胡克定律，下列

14、說法正確的是()A由Fkx可知，在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量x成正比B由k可知，勁度系數(shù)k與彈力F成正比，與彈簧的長度改變量成反比C彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的，與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無關(guān)D彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時(shí)彈力的大小4(2011年西安高一檢測)勻速前進(jìn)的車廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球，如圖3211所示，小球下方與一光滑斜面接觸關(guān)于小球的受力，說法正確的是()圖3211A重力和細(xì)線對(duì)它的拉力B重力、細(xì)線對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的彈力C重力和斜面對(duì)球的支持力D細(xì)線對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的支持力5(2011年合肥高一檢測)一物體靜止在水平

15、桌面上，則下列說法中正確的是()A物體對(duì)桌面的壓力就是重力B物體對(duì)桌面的壓力使物體產(chǎn)生了形變C桌面的形變對(duì)物體產(chǎn)生了支持力D桌面對(duì)物體的支持力使桌面產(chǎn)生形變6如圖3212所示，彈簧測力計(jì)和細(xì)線的重力及一切摩擦力不計(jì)，物重G1 N，則彈簧測力計(jì)A和B的示數(shù)分別為()圖3212A1 N,0B0,1 N C2 N,1 N D1 N,1 N7(2011年濟(jì)南高一檢測)鍛煉身體用的拉力器，并列裝有四根相同的彈簧，每根彈簧的自然長度都是40 cm，某人用600 N的力把它們拉長至1.6 m，則()A人的每只手受到拉力器的拉力為300 NB每根彈簧產(chǎn)生的彈力為150 NC每根彈簧的勁度系數(shù)為93.75 N/mD每根彈簧的勁度系數(shù)為500 N/m8.如圖3213所示，A、B是兩個(gè)相同的彈簧，原長x010 cm，勁度系數(shù)k500 N/m，如果圖中懸掛的兩個(gè)物體均為m1 kg，則兩個(gè)彈簧的總長度為()圖3213A22 cm B24 cmC26 cm D28 cm9(2011年宜昌高一檢測)如圖3214所示，A、B兩物體的重力分別是GA3 N，GB4 NA用細(xì)線懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧中的彈力F12 N，則細(xì)線中的張力F2及B對(duì)地面的壓力F3的可能值分別是() 圖3214A5 N和6 N B5 N和2 NC1 N和6 N D1 N和2 N