高中物理彈力

高中物理課件彈力第1頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第2頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第3頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．知道形變、彈性形變、彈性限度的概念。2．理解彈力產(chǎn)生的條件，會(huì)分析彈力的方向并能正確畫(huà)出彈力的示意圖。3．知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會(huì)分析彈力的有無(wú)。4．掌握胡克定律計(jì)算彈簧彈力的方法。第4頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第5頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四[讀教材·填要點(diǎn)]1．彈性形變和彈力(1)接觸力：①定義：相接觸的物體間產(chǎn)生的相互作用力，如：拉力、壓力、支持力等。②分類(lèi)：按性質(zhì)可分為

和

兩類(lèi)，它們?cè)诒举|(zhì)上都是由

引起的。彈力摩擦力電磁力第6頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(2)彈性形變與彈力：①形變：物體在力的作用下

或

會(huì)發(fā)生改變的現(xiàn)象。②彈性形變：物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠

。形狀體積恢復(fù)原狀第7頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(3)彈力：①定義：發(fā)生

的物體由于要

，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力的作用。②產(chǎn)生條件：兩物體

；發(fā)生

。

(4)彈性限度：如果形變過(guò)大，超過(guò)一定的限度，撤去作用力后物體不能

恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度叫做彈性限度。彈性形變恢復(fù)原狀相互接觸彈性形變完全第8頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2．幾種彈力(1)常見(jiàn)彈力：平時(shí)所說(shuō)的拉力、壓力和支持力都是彈力。(2)彈力的方向：①壓力和支持力的方向垂直于物體的

。②繩的拉力沿著繩而指向繩

的方向。接觸面收縮第9頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

3．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

成正比。

(2)公式：

，其中k為彈簧的

，單位：牛頓每米，符號(hào)

。伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度xF＝kx勁度系數(shù)N/m第10頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四[試身手·夯基礎(chǔ)]1．關(guān)于彈力產(chǎn)生的條件，下列說(shuō)法正確的是(

)A．只要兩個(gè)物體接觸就一定產(chǎn)生彈力B．只要兩個(gè)物體相互吸引就一定有彈力C．只要物體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就一定有彈力D．只要物體間相互接觸且發(fā)生彈性形變就一定有彈力解析：彈力一定發(fā)生在直接接觸且發(fā)生彈性形變的物體之間，故只有D正確。答案：D第11頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2．關(guān)于彈力的方向，下列說(shuō)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(kāi)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第12頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解析：壓力或支持力的方向一定垂直于接觸面，但是繩的拉力方向一定沿繩而且指向繩收縮的方向，它不一定垂直于與繩相連的接觸面，如圖所示，繩對(duì)物塊的彈力就不垂直于物塊的上表面，所以A、D不正確，B、C正確。答案：BC第13頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四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的大小和彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x的大小無(wú)關(guān)D．彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)彈力的大小第14頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四答案：ACD第15頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第16頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．彈力的產(chǎn)生條件(1)物體相互接觸；(2)接觸面相互擠壓發(fā)生彈性形變。2．判斷彈力有無(wú)的方法

(1)假設(shè)法：假設(shè)把與物體接觸的面或點(diǎn)去掉，看物體還能否在原位置保持原來(lái)的狀態(tài)，從而判斷該物體是否受彈力作用。如將圖3－2－1乙中與小球接觸的斜面去掉，小球無(wú)法在原位置保持靜止，而把圖甲中的斜面去掉，小球仍靜止，故甲球不受斜面的彈力，乙球受斜面的彈力。第17頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖3－2－1第18頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(2)力的作用效果判斷：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(wú)。[名師點(diǎn)睛]

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。第19頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．試分析如圖3－2－2中球是否受彈力作用，若受彈力，試指出其施力物體。圖3－2－2第20頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四[思路點(diǎn)撥]

判斷彈力的有無(wú)可采用假設(shè)法：假設(shè)把與物體接觸的面或點(diǎn)去掉，看物體還能否在原位置上保持原來(lái)的狀態(tài)，從而判斷該物體是否受彈力作用。第21頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

[解析]

采用假設(shè)法可判定：(1)圖中球受到繩的拉力、豎直墻壁的彈力；(2)圖中球受到繩的拉力；(3)圖中球受到繩的拉力；(4)圖中球受到繩的拉力、斜面的支持力；(5)圖中球受到水平面的支持力；(6)圖中球受到斜面的支持力、豎直擋板的彈力。

[答案]

見(jiàn)解析第22頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在處理彈力問(wèn)題時(shí)，判斷接觸面間是否擠壓(或拉伸)是判斷彈力有無(wú)的重要方法。一般地，判斷接觸面間是否存在擠壓(或拉伸)的條件，也經(jīng)常采用假設(shè)法，即如果物體間有擠壓(或拉伸)，則受到某一彈力，當(dāng)受到這一彈力后如果物體不能處于當(dāng)時(shí)的狀態(tài)，則此彈力不存在。第23頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四物體所受彈力的方向總是與物體形變的趨向相反，彈力的作用線總是通過(guò)兩物體的接觸點(diǎn)并沿其接觸點(diǎn)公共切面的垂線方向。常見(jiàn)彈力的方向(見(jiàn)下表)：第24頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四類(lèi)型方向圖例接觸方式面與面垂直公共接觸面指向受力物體點(diǎn)與面過(guò)接觸點(diǎn)，垂直于接觸面(或接觸面的切面)指向受力物體點(diǎn)與點(diǎn)垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的公切面指向受力物體第25頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四類(lèi)型方向圖例輕繩沿繩指向繩收縮方向輕桿拉伸時(shí)沿桿收縮方向，壓縮時(shí)沿桿伸長(zhǎng)方向第26頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四類(lèi)型方向圖例輕桿當(dāng)桿的受力較復(fù)雜時(shí)，桿的彈力方向要具體問(wèn)題具體分析輕彈簧沿彈簧形變的反方向第27頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四[名師點(diǎn)睛](1)彈簧和桿都可以產(chǎn)生拉力或壓力，但繩只能產(chǎn)生拉力。(2)桿與物體間的彈力方向不一定沿桿的方向。第28頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2．請(qǐng)?jiān)趫D3－2－3中畫(huà)出桿和球所受的彈力。圖3－2－3第29頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

[解析]

(1)桿在重力作用下對(duì)A、B兩處都產(chǎn)生擠壓作用，故A、B兩點(diǎn)處對(duì)桿有彈力，彈力方向與接觸點(diǎn)的平面垂直，如圖(1)所示。

(2)球擠壓墻壁且拉緊繩子，所以墻對(duì)球的彈力與墻面垂直；繩子對(duì)球的彈力沿繩斜向上。如圖(2)所示。

[答案]

見(jiàn)解析第30頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四判斷彈力的方向，應(yīng)先明確被分析的彈力，找準(zhǔn)接觸類(lèi)型，然后確定施力物體，分析施力物體的形變方向，從而確定彈力的方向。第31頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系。(2)學(xué)會(huì)用列表法、圖像法、函數(shù)法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。第32頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

2．實(shí)驗(yàn)原理彈簧上的彈力與使它發(fā)生形變的外力在數(shù)值上是相等的，用懸掛法測(cè)量彈簧的彈力時(shí)，當(dāng)彈簧下端懸掛的鉤碼靜止時(shí)，彈力大小與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等；彈簧的原長(zhǎng)與掛上鉤碼后彈簧的長(zhǎng)度可以用刻度尺測(cè)出，其伸長(zhǎng)量可以用彈簧的長(zhǎng)度減去原長(zhǎng)來(lái)求得，這樣就可以定量研究彈力與彈簧伸長(zhǎng)之間的關(guān)系了。

3．實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、坐標(biāo)紙。

4．實(shí)驗(yàn)步驟

(1)將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度l0，即原長(zhǎng)。第33頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

(2)如圖3－2－4所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時(shí)測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)并計(jì)算鉤碼的重力，填寫(xiě)在記錄表格里。圖3－2－4第34頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四12345F/NL/cmx/cm(3)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)上步的實(shí)驗(yàn)過(guò)程多次。第35頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

5．?dāng)?shù)據(jù)處理

(1)用公式x＝L－L0計(jì)算出彈簧各次的伸長(zhǎng)量，填入上表。

(2)以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖。連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線。第36頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

(3)以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫(xiě)出曲線所代表的函數(shù)。首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)。

(4)得出彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的函數(shù)關(guān)系，研究并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。第37頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

6．注意事項(xiàng)

(1)所掛鉤碼不要過(guò)重，以免彈簧被過(guò)分拉伸，超出它的彈性限度。

(2)每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使在坐標(biāo)上描的點(diǎn)盡可能稀一些，這樣作出的圖線精確。

(3)測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差。

(4)描點(diǎn)畫(huà)線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線上，但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。

(5)記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。第38頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

7．誤差分析

(1)由于彈簧原長(zhǎng)及伸長(zhǎng)量的測(cè)量都不便于操作，故存在較大的測(cè)量誤差。

(2)由于彈簧自身的重力的影響造成誤差。

(3)當(dāng)未放重物時(shí)，彈簧在自身重力的作用下，已經(jīng)有一個(gè)伸長(zhǎng)量，這樣在作圖線時(shí)，圖線與x軸有一截距。第39頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

3．某同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，所用實(shí)驗(yàn)裝置如圖3－2－5所示，所用的鉤碼每只質(zhì)量都是30g。他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次都測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，并將數(shù)據(jù)填在下表中。實(shí)驗(yàn)中彈簧始終未超過(guò)彈性限度，取g＝10m/s2。試根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在如圖3－2－6所示的坐標(biāo)系中作出彈簧所受彈力大小與彈簧總長(zhǎng)度之間的函數(shù)關(guān)系的圖線。則：第40頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖3－2－5圖3－2－6

鉤碼質(zhì)量(g)0306090120150彈簧總長(zhǎng)度(cm)6.007.008.009.0010.0011.00第41頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

(1)寫(xiě)出該圖線的數(shù)學(xué)表達(dá)式F＝________N；

(2)圖線與橫軸的交點(diǎn)的物理意義是___________；

(3)該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m；

(4)圖線延長(zhǎng)后與縱軸的交點(diǎn)的物理意義是_____。

[審題指導(dǎo)]

解答本題需要把握以下兩點(diǎn)：

(1)圖線斜率的意義(或切線斜率的意義)；

(2)圖線與縱軸、橫軸交點(diǎn)的物理意義。圖像法是處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一種常用方法。第42頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

[