高一物理必修一3.1彈力

1、牽引列車、鍛打工件、擊球、彎弓射箭、彈力彈力彈力從本質上來說，是由電磁力引起的形變：形變：物體被物體被彎曲彎曲物體的形狀或體積的改變叫做物體的形狀或體積的改變叫做形變。形變。、壓縮、拉長、扭轉等。、壓縮、拉長、扭轉等。形變后能恢復原狀形變后能恢復原狀形變后不能恢復原狀形變后不能恢復原狀彈性形變彈性形變非彈性形變如果形變過大，超過一定限度，即如果形變過大，超過一定限度，即使撤去作用力，物體也不能完全恢使撤去作用力，物體也不能完全恢復原來的形狀，這個限度叫復原來的形狀，這個限度叫彈性限彈性限度度 討論討論 ：我用力推墻或壓桌面，我用力推墻或壓桌面，那么墻和桌面也會發(fā)生那么墻和桌面也會發(fā)生形變嗎？形

2、變嗎？ 猜想猜想 ：物體發(fā)生彈性形變后要恢復原狀，：物體發(fā)生彈性形變后要恢復原狀，對與它接觸的物體會有什么作用呢？對與它接觸的物體會有什么作用呢？實例分析實例分析1 1 我們現在一起來進行下面的操作：我們現在一起來進行下面的操作：用手扯住彈簧或橡皮筋的兩端，在其的用手扯住彈簧或橡皮筋的兩端，在其的彈性限度范圍內拉彈簧或橡皮筋，使其彈性限度范圍內拉彈簧或橡皮筋，使其發(fā)生形變。在操作的同時，用心體會一發(fā)生形變。在操作的同時，用心體會一下手與彈簧或橡皮筋之間的相互作用。下手與彈簧或橡皮筋之間的相互作用。實例分析實例分析2 2 兩手拇指根處相互擠兩手拇指根處相互擠壓，發(fā)生形變。用心體會壓，發(fā)生形變。用

3、心體會兩手間的相互作用。兩手間的相互作用。 猜想猜想 ：物體發(fā)生彈性形變后要恢復原狀，：物體發(fā)生彈性形變后要恢復原狀，對與它接觸的物體會有什么作用呢？對與它接觸的物體會有什么作用呢？1 1、概念：、概念：發(fā)生彈性形變的物體發(fā)生彈性形變的物體，由，由于要恢復原狀，對跟它于要恢復原狀，對跟它接觸的物體接觸的物體產生力的作用，這種力叫彈力。產生力的作用，這種力叫彈力。2 2、彈力產生的條件：、彈力產生的條件：施力物體施力物體受力物體受力物體彈力產生在彈力產生在直接接觸直接接觸并并發(fā)生發(fā)生彈性形變彈性形變的物體之間。的物體之間。接觸力接觸力例例1 關于彈力的產生下列說法（關于彈力的產生下列說法（ ）A

4、、只要兩物體接觸就一定產生彈力、只要兩物體接觸就一定產生彈力B、只要兩物體相互吸引就一定產生彈力、只要兩物體相互吸引就一定產生彈力C、只要兩物體發(fā)生形變就一定產生彈力、只要兩物體發(fā)生形變就一定產生彈力D、只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它、只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產生彈力作用接觸的物體產生彈力作用DABF1F2 兩個相互接觸的物體間一定會產生兩個相互接觸的物體間一定會產生彈力嗎？彈力嗎？如何判斷彈力的存在？如何判斷彈力的存在？假設法假設法設想設想,如果如果右面墻壁撤右面墻壁撤去時去時,A物體物體會會“動動”,則有彈力則有彈力,否則沒有否則沒有.ATT判斷球與斜面判斷球與斜面間有

5、無彈力間有無彈力GTN斜面球彈力的方向彈力的方向 繩子（橡皮繩子（橡皮筋）筋）沿著繩而指向繩收縮的沿著繩而指向繩收縮的方向方向支持面上支持面上的支持力的支持力和壓力和壓力過接觸點過接觸點垂直接觸面垂直接觸面( (平面或公切面平面或公切面) )指向受力物體指向受力物體1 1、平、平面與平面接觸面與平面接觸總結：彈力垂直接觸面總結：彈力垂直接觸面例題例題1 1：分析：分析A A受到的彈力（受到的彈力（A A均處于靜均處于靜止狀態(tài)）止狀態(tài)）AFAAOABF1F2A點處是半圓球殼（點）與棒（平面）相接觸點處是半圓球殼（點）與棒（平面）相接觸B點處是半圓（圓弧面）與棒（點）相接觸點處是半圓（圓弧面）與棒

6、（點）相接觸過接觸點過接觸點垂直接觸面垂直接觸面(平面或公切面平面或公切面)指向受力物體指向受力物體總結：彈力通過接觸點垂直于平面總結：彈力通過接觸點垂直于平面或曲面的切面或曲面的切面 2 2、點與面接觸、點與面接觸例題例題2：分析物體：分析物體A受到的彈力（受到的彈力（A均處均處 于靜止狀態(tài)）于靜止狀態(tài)）BA3 3、曲面與曲面接觸、曲面與曲面接觸例例3：分析球：分析球A所受到的彈力所受到的彈力總結：彈力的方向總總結：彈力的方向總是垂直接觸面或曲面是垂直接觸面或曲面的切面，并指向被壓的切面，并指向被壓或被支撐的物體?；虮恢蔚奈矬w。支持力與壓力屬于彈力支持力與壓力屬于彈力A 彈簧的彈力彈簧的彈

7、力實驗探究實驗探究 kxF 公式：kxF 公式：式中的式中的x x是彈簧的形變量，是彈簧的形變量，k k稱為彈簧的勁度系數稱為彈簧的勁度系數 單位是單位是牛頓每米，單位的符號是牛頓每米，單位的符號是N/mN/m圖像的斜率圖像的斜率代表什么？代表什么？圖像彈簧的勁度系數彈簧的勁度系數 例：一根勁度系數為例：一根勁度系數為103N/m的彈簧的彈簧, ,在受在受500N的力作用時的力作用時, , 長度為長度為63cm, ,當不當不受外力作用時受外力作用時, , 彈簧的長度可能為彈簧的長度可能為: : ( )A. 83cm B. 13cm C. 113cm D. 38cm 注：注：對于彈簧，要注意有伸

8、長與壓對于彈簧，要注意有伸長與壓縮兩種狀態(tài)?？s兩種狀態(tài)。 v例例3一根輕質彈簧，當它受到一根輕質彈簧，當它受到10 N的拉力的拉力時長度為時長度為12 cm，與它受到，與它受到25 N的拉力時長的拉力時長度為度為15 cm，問彈簧不受力時的自然長度為，問彈簧不受力時的自然長度為多少？該彈簧的勁度系數為多少？多少？該彈簧的勁度系數為多少？v【解析】【解析】同一彈簧勁度系數同一彈簧勁度系數k是不變的，作是不變的，作用力不同，彈簧的形變量不同，但都遵從胡用力不同，彈簧的形變量不同，但都遵從胡克定律克定律v解法一：設彈簧的自然長度為解法一：設彈簧的自然長度為l0，由胡克定，由胡克定律有：律有：v當當F

9、110 N，l112 cm時，時，F1k(l1l0)v當當F225 N，l215 cm時，時，F2k(l2l0) 【答案】【答案】10 cm10 cm500 N/m500 N/m v變式變式3一根彈簧在彈性限度內，對其施加一根彈簧在彈性限度內，對其施加30 N的拉力時，其長度為的拉力時，其長度為20 cm，對其施加，對其施加30 N壓力時，其長為壓力時，其長為14 cm，試求該彈簧的，試求該彈簧的自然長度和它的勁度系數自然長度和它的勁度系數v【解析】【解析】設彈簧原長為設彈簧原長為l0，勁度系數為，勁度系數為k，對其施加拉力時，由胡克定律有：對其施加拉力時，由胡克定律有：F1k(l1l0)v對

10、其施加壓力時，有對其施加壓力時，有F2k(l0l2)v解得：解得：l017 cm，k1000 N/m.v【答案】【答案】17 cm1000 N/m v典例典例1一輛汽車停在水平地面上，下列說法一輛汽車停在水平地面上，下列說法中正確的是中正確的是()vA地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；汽車沒有發(fā)生形變，所以汽生了彈性形變；汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力車不受彈力vB地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；汽車受到了向上的彈力，是生了彈性形變；汽車受到了向上的彈力，是因為汽車也發(fā)生了形變因為汽車也發(fā)生了

11、形變vC汽車受到向上的彈力，是因為地面發(fā)生汽車受到向上的彈力，是因為地面發(fā)生了形變；地面受到向下的彈力，是因為汽車了形變；地面受到向下的彈力，是因為汽車發(fā)生了形變發(fā)生了形變v易錯點易錯點1：對彈力產生原因理解不到位：對彈力產生原因理解不到位vD以上說法都不正確以上說法都不正確 v糾錯補練糾錯補練1下列關于彈力的說法正確的是下列關于彈力的說法正確的是()vA木板放在桌面上要受到一個向上的彈力，這是木板放在桌面上要受到一個向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生了形變而產生的由于木塊發(fā)生了形變而產生的vB拿一根細竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿拿一根細竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿的彈力，因為木頭發(fā)生了形變

12、而產生的的彈力，因為木頭發(fā)生了形變而產生的vC繩對物體的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮繩對物體的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向的方向vD掛在電線下的電燈受到向掛在電線下的電燈受到向上的拉力，是因為上的拉力，是因為電線發(fā)生微小形變而產生的電線發(fā)生微小形變而產生的【答案】【答案】CDCD v易錯點易錯點2：不能正確分析輕桿的彈力：不能正確分析輕桿的彈力v典例典例2如下圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為如下圖所示，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重為的斜面上，桿的另一端固定一個重為2 N的小球，小球處于的小球，小球處于靜止狀態(tài)，則彈性桿對小球的彈力靜止狀態(tài)，則彈性

13、桿對小球的彈力()vA大小為大小為2 N，方向平行于斜面向上，方向平行于斜面向上vB大小為大小為1 N，方向平行于斜面向上，方向平行于斜面向上vC大小為大小為2 N，方向垂直于斜面向上，方向垂直于斜面向上vD大小為大小為2 N，方向豎直向上，方向豎直向上v【錯因分析】【錯因分析】誤認為桿中的彈力一定沿桿而錯選誤認為桿中的彈力一定沿桿而錯選v【解析】【解析】小球受重力和桿的支持力小球受重力和桿的支持力(彈力彈力)作用處于靜止狀作用處于靜止狀態(tài)，由二力平衡知識可知，桿對小球的彈力與重力等大、反態(tài)，由二力平衡知識可知，桿對小球的彈力與重力等大、反向向v【正確答案】【正確答案】D v【題后反思】【題后

14、反思】桿中的彈力可能沿桿也可能不沿桿，而輕繩桿中的彈力可能沿桿也可能不沿桿，而輕繩的彈力一定沿澠的彈力一定沿澠v糾錯補練糾錯補練2如圖所示，小車上固定著一根彎成如圖所示，小車上固定著一根彎成角的曲桿，角的曲桿，桿的另一端固定一個質量為桿的另一端固定一個質量為m的球小車處于靜止狀態(tài)，分的球小車處于靜止狀態(tài)，分析桿對球的彈力的大小和方向析桿對球的彈力的大小和方向v【解析】【解析】由于球處于平衡狀態(tài)，根據二力平衡的條件知，由于球處于平衡狀態(tài)，根據二力平衡的條件知，桿對球的彈力方向與重力方向相反，豎直向上，彈力大小與桿對球的彈力方向與重力方向相反，豎直向上，彈力大小與球的重力大小相等，為球的重力大小相

15、等，為mg.v【答案】【答案】mg，豎直向上，豎直向上v1關于彈力的方向，下列說法正確的是關于彈力的方向，下列說法正確的是()vA壓力的方向總是垂直于接觸面，并指向被壓物體壓力的方向總是垂直于接觸面，并指向被壓物體vB支持力的方向總是垂直于支持面并指向被支持物體支持力的方向總是垂直于支持面并指向被支持物體vC繩對物體拉力的方向總是沿著繩，并指向繩收縮的方向繩對物體拉力的方向總是沿著繩，并指向繩收縮的方向vD桿對物體的彈力總是沿著桿，并指向桿收縮的方向桿對物體的彈力總是沿著桿，并指向桿收縮的方向v【解析】【解析】本題主要考查了彈力的方向問題，壓力、支持力本題主要考查了彈力的方向問題，壓力、支持力

16、總是垂直于接觸面，由施力物體指向受力物體，繩子類軟物總是垂直于接觸面，由施力物體指向受力物體，繩子類軟物體產生的彈力一定沿繩子收縮的方向，而桿產生的彈力方向體產生的彈力一定沿繩子收縮的方向，而桿產生的彈力方向不一定，要具體情況具體分析不一定，要具體情況具體分析v【答案】【答案】ABC v2將一本書放在水平桌面上靜止，則下面說法中正確的是將一本書放在水平桌面上靜止，則下面說法中正確的是v()vA書對桌面的壓力就是書受的重力，施力物體是地球書對桌面的壓力就是書受的重力，施力物體是地球vB書對桌面的壓力就是書受的重力，施力物體是桌子書對桌面的壓力就是書受的重力，施力物體是桌子vC書對桌面的壓力是彈力

17、，在數值上等于書受的重力書對桌面的壓力是彈力，在數值上等于書受的重力 vD書能靜止，是由于書的重力大于桌面對書的支持力書能靜止，是由于書的重力大于桌面對書的支持力v【解析】【解析】書對桌面的壓力屬彈力，其施力物體是書，書對桌面的壓力屬彈力，其施力物體是書，A、B錯；由于書處于靜止狀態(tài)，書的重力與書受到桌面的支持錯；由于書處于靜止狀態(tài)，書的重力與書受到桌面的支持力大小相等，而書對桌面的壓力和桌面對書的彈力大小相等，力大小相等，而書對桌面的壓力和桌面對書的彈力大小相等，故書對桌面的壓力與重力在數值上相等，故書對桌面的壓力與重力在數值上相等，C對、對、D錯錯v【答案】【答案】C v3一物體靜止在斜面

18、上時，正確表示斜面對物體一物體靜止在斜面上時，正確表示斜面對物體的彈力的彈力F的方向的圖是的方向的圖是 ()v【解析】【解析】物體所受的彈力是支持力，要先找接觸物體所受的彈力是支持力，要先找接觸面，就是斜面，支持力應該垂直于斜面，從接觸位面，就是斜面，支持力應該垂直于斜面，從接觸位置指向物體，所以答案為置指向物體，所以答案為A. v4原長為原長為16 cm的輕質彈簧，當甲、乙兩人同時用的輕質彈簧，當甲、乙兩人同時用100 N的力由兩端反的力由兩端反v向拉時，彈簧長度變?yōu)橄蚶瓡r，彈簧長度變?yōu)?8 cm；若將彈簧一端固定在墻上，另一端由甲；若將彈簧一端固定在墻上，另一端由甲v一人用一人用200 N

19、的力拉，這時彈簧長度變?yōu)榈牧?，這時彈簧長度變?yōu)開 cm，此彈簧的勁度系，此彈簧的勁度系數為數為v_ N/m.v【答案】【答案】20 cm5103 N/m、彈力的作用點：彈力的作用點：兩物體接觸處，在受力物體上兩物體接觸處，在受力物體上三、一、彈力產生條件：三、一、彈力產生條件：1 1、直接接觸、直接接觸 2 2、發(fā)生彈性形變、發(fā)生彈性形變二彈力的方向：二彈力的方向：與發(fā)生彈性形變的物體恢復原狀的方向相同與發(fā)生彈性形變的物體恢復原狀的方向相同1 1、繩的拉力沿著繩指向繩收縮的方向、繩的拉力沿著繩指向繩收縮的方向2 2、壓力和支持力的方向都過接觸點垂直接觸、壓力和支持力的方向都過接觸點垂直接觸

20、面面( (平面或公切面平面或公切面) )指向受力物體指向受力物體四、彈力大?。核?、彈力大?。?與彈性形變量的大小有關與彈性形變量的大小有關1 1、彈簧彈力：胡克定律、彈簧彈力：胡克定律 F F k x k x 2 2、其它彈力：由物體受其它力和運動狀態(tài)求解、其它彈力：由物體受其它力和運動狀態(tài)求解大小大小方向方向作用點作用點接觸力接觸力兩物體接觸處，在受力物兩物體接觸處，在受力物體上體上與發(fā)生彈性形變的物體恢復與發(fā)生彈性形變的物體恢復原狀的方向相同原狀的方向相同與彈性形變量的大小有關與彈性形變量的大小有關1.如圖所示，兩根相同的輕彈簧S1、S2，勁度系數皆為k=4102N/m，懸掛的重物的質量分別為m1=2 k