高中物理 彈力 新人教版必修

高中物理彈力課件新人教版必修第一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六成才之路·物理路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索人教版·必修1第二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六相互作用第三章第三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六2彈力第三章第四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六課堂情景切入2知識(shí)自主梳理3重點(diǎn)難點(diǎn)突破4考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)5易錯(cuò)案例剖析6課時(shí)作業(yè)7學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1第五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六學(xué)習(xí)目標(biāo)定位第六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六※知道常見形變和彈性形變※理解彈力的概念及產(chǎn)生條件※※掌握胡克定律，會(huì)用公式F＝kx計(jì)算彈簧的彈力※※知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力，會(huì)判斷它們的方向第七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六課堂情景切入第八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六如圖所示：被拉彎的弓把箭射出去；掛上籃子的扁擔(dān)會(huì)彎曲；跳水運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)，跳板會(huì)下彎；上述實(shí)例中的“弓”“扁擔(dān)”及“跳板”有什么共同特征？彎弓為什么能夠把箭射出去？第九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六知識(shí)自主梳理第十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六1．形變與彈性形變(1)形變：物體在力的作用下_______________發(fā)生改變，叫做形變。(2)彈性形變：有些物體在形變后能夠__________，這種形變叫做彈性形變。彈性形變與彈力形狀或體積恢復(fù)原狀第十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六2．彈力(1)概念：發(fā)生_________的物體，由于要恢復(fù)________，對(duì)與它________物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。(2)彈性限度：當(dāng)形變超過一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體______________________，這個(gè)限度叫彈性限度。(3)彈力產(chǎn)生的條件：①兩物體________。②有_________形變(接觸處有擠壓或拉伸)。彈性形變?cè)瓲罱佑|的不能完全恢復(fù)原來的形狀接觸彈性第十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六1．常見彈力：平時(shí)所說的壓力、支持力和拉力都是彈力。繩中的彈力通常稱為________。2．彈力的方向(1)壓力和支持力的方向________于物體的接觸面，指向被壓或被________的物體。(2)繩的拉力沿著繩而指向繩________的方向。幾種彈力張力垂直支持收縮第十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六1．內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟___________________________成正比。2．表達(dá)式：F＝________，其中k為彈簧的___________，單位：牛頓每米，符號(hào)________，它的大小反映了彈簧的軟硬程度。胡克定律彈簧伸長(或縮短)的長度xkx勁度系數(shù)N/m第十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六重點(diǎn)難點(diǎn)突破第十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六一、彈力有無的判斷1．產(chǎn)生彈力必備的兩個(gè)條件：(1)兩物體間相互接觸；(2)發(fā)生彈性形變。2．判斷彈力有無的常見方法：(1)直接判定：對(duì)于發(fā)生明顯形變的物體(如彈簧、橡皮條等)，可根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件由形變直接判斷。第十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(2)對(duì)于形變不明顯的情況，通常用以下方法來判定：a．假設(shè)法：假設(shè)將與研究對(duì)象接觸的物體撤去，判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力。b．替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換，看能不能維持原來的力學(xué)狀態(tài)。如將側(cè)壁、斜面用海綿來替換，將硬桿用輕彈簧(橡皮條)或細(xì)繩來替換。c．狀態(tài)法：因?yàn)槲矬w的受力必須與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相吻合，所以可以依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由相應(yīng)的規(guī)律(如二力平衡知識(shí)等)來判斷物體間的彈力。第十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六特別提醒：接觸的物體間不一定存在彈力，但兩物體間若有彈力，則它們一定接觸。第十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六圖中小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，各板均光滑，都和小球接觸，且下板均在水平位置，請(qǐng)分析小球與接觸面或彈簧間是否存在彈力。第十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六二、彈力方向的判定1．常見的三種接觸方式第二十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六2.常見三類彈力的方向第二十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六特別提醒：(1)壓力、支持力的方向都垂直于接觸面，確定它們方向的關(guān)鍵是找準(zhǔn)它們的接觸面或接觸點(diǎn)的切面。(2)輕桿的彈力方向具有不確定性，一般要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合平衡條件確定輕桿的彈力方向。第二十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺(tái)，如圖所示，下列關(guān)于足球與斜臺(tái)作用時(shí)斜臺(tái)給足球的彈力方向的說法正確的是(

)A．沿v1的方向B．沿v2的方向C．先沿v1的方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜臺(tái)斜向左上方的方向答案：D解析：足球與斜臺(tái)的作用是球面與平面的相互作用，足球所受彈力方向垂直于斜臺(tái)指向足球，即斜向左上方的方向，故D正確。第二十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六三、彈力大小的計(jì)算1．彈簧的彈力(1)應(yīng)用胡克定律F＝kx求解。其中x為彈簧的形變量(可能為伸長量l－l0，也可能為縮短量l0－l)；k為彈簧的勁度系數(shù)，k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。它反映了彈簧的軟硬程度，k越大，彈簧越硬，其長度越難改變。(2)彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用F－x圖象表示，如圖，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)。第二十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(3)由于F1＝kx1，F(xiàn)2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝k(x2－x1)＝kΔx，因此，彈簧上彈力的變化量ΔF與形變量的變化量也成正比關(guān)系，即ΔF＝kΔx。2．非彈簧的彈力大小的計(jì)算彈力的大小與物體的形變程度有關(guān)，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。第二十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六特別提醒：(1)無論是應(yīng)用胡克定律計(jì)算彈簧彈力大小還是判斷彈簧彈力方向，都要注意彈簧是被拉伸，還是被壓縮。(2)物體不處于平衡狀態(tài)時(shí)，物體所受的拉力或支持力不等于物體所受的重力。第二十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六如圖所示的裝置中，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì)，一切摩擦忽略不計(jì)，平衡時(shí)各彈簧的彈力分別為F1、F2、F3，其大小關(guān)系是(

)A．F1＝F2＝F3

B．F1＝F2<F3C．F1＝F3>F2 D．F3>F1>F2第二十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六答案：A解析：彈簧拉伸或壓縮必然兩端同時(shí)受力才可，只有一端有力時(shí)彈簧不會(huì)被拉伸或壓縮，因彈簧均是拉住一相同質(zhì)量小球，則彈力一樣大，A正確。第二十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六四、實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系1．實(shí)驗(yàn)原理(1)彈簧受力會(huì)發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關(guān)。沿著彈簧的方向拉彈簧，當(dāng)形變穩(wěn)定時(shí)，彈簧的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的。用懸掛法測(cè)量彈簧的彈力，利用的是彈簧靜止時(shí)彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等。(2)彈簧的長度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長量可由彈簧拉長后的長度減去彈簧的原長來計(jì)算。第二十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(3)建立坐標(biāo)系，以縱坐標(biāo)表示彈力大小F，以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量x，在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的各組(x、F)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的圖線，就可探究彈力大小與伸長量間的關(guān)系。2．實(shí)驗(yàn)器材輕彈簧、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架臺(tái)、三角板、重垂線、坐標(biāo)紙。第三十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)按圖安裝實(shí)驗(yàn)裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度l0。(2)在彈簧下懸掛一個(gè)鉤碼，平衡時(shí)記下彈簧的總長度并記下鉤碼的重力。(3)增加鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，將數(shù)據(jù)填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長度，x＝l－l0表示彈簧的伸長量。1234567F/N0l/cmx/cm0第三十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第三十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六5．注意事項(xiàng)(1)所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，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，從而使坐標(biāo)上描的點(diǎn)盡可能稀一些，這樣作出的圖線更精確。(3)測(cè)彈簧長度時(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)畫線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在一條曲線上，但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè)。(5)記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力與彈簧伸長量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。第三十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)第三十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六

玩具汽車停在模型橋面上，如圖所示，下列說法正確的是(

)A．橋面受向下的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變B．汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力C．汽車受向上的彈力，是因?yàn)闃蛎姘l(fā)生了彈性形變D．汽車受向上的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了形變彈力的產(chǎn)生和判斷第三十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六解析：汽車與橋面相互擠壓都發(fā)生了形變，B錯(cuò)；由于橋面發(fā)生彈性形變，所以對(duì)汽車有向上的彈力，C對(duì)D錯(cuò)；由于汽車發(fā)生了形變，所以對(duì)橋面產(chǎn)生向下的壓力，A錯(cuò)。答案：C第三十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(合肥市2014～2015學(xué)年高一檢測(cè))如圖，一個(gè)小球用兩根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩2恰好豎直。則小球所受的作用力個(gè)數(shù)(

)A．一定是兩個(gè) B．一定是三個(gè)C．可能是四個(gè)D．可能是兩個(gè)，也可能是三個(gè)答案：A解析：小球受重力和繩2的拉力，此時(shí)小球靜止，二力平衡。若繩1有拉力，則繩2不會(huì)處于豎直狀態(tài)，故小球受兩個(gè)力，A正確。第三十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六

在下圖所示圖中畫出物體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)。彈力的方向第三十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六解析：甲屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮的方向，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，都是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。第三十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六它們所受彈力的示意圖如圖所示。第四十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六點(diǎn)評(píng)：判斷彈力方向應(yīng)把握以下三種情況：(1)當(dāng)面(或曲面)接觸，彈力垂直于面。(2)繩上彈力沿繩并指向繩收縮方向。(3)與球面接觸的彈力方向延長線或反向延長線過球心。第四十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(湖北黃岡中學(xué)2014～2015學(xué)年高一上學(xué)期期中)如圖所示，用拇指、食指捏住圓規(guī)的一個(gè)針腳，另一個(gè)有鉛筆芯的腳支撐在手掌心位置，使OA水平，然后在外端掛上一些不太重的物品，這時(shí)針腳A、B對(duì)手指和手掌均有作用力，對(duì)這兩個(gè)作用力方向的判斷，下列各圖中大致正確的是(

)第四十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六答案：C解析：可轉(zhuǎn)動(dòng)桿問題中桿上力的方向一定沿桿方向，才會(huì)使桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中桿應(yīng)為可繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)桿，則C正確。第四十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六

某同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，所用實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，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)的彈簧總長度，并將數(shù)據(jù)填在下表中。實(shí)驗(yàn)中彈簧始終未超過彈性限度，取g＝10m/s2。試根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)系中作出彈簧所受彈力大小與彈簧總長度之間的函數(shù)關(guān)系的圖線。則：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系第四十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六鉤碼質(zhì)量(g)0306090120150彈簧總長度(cm)6.007.008.009.0010.0011.00第四十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(1)寫出該圖線的數(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)圖線延長后與縱軸的交點(diǎn)的物理意義是___________。第四十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六第四十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(4)圖線延長后與縱軸的交點(diǎn)表示彈簧長度為5cm時(shí)的彈力，此時(shí)彈簧被壓縮了1cm，即表示彈簧被壓縮1cm時(shí)的彈力為0.3N。答案：(1)(30L－1.8)

(2)彈簧原長(3)30

(4)彈簧被壓縮1cm時(shí)的彈力為0.3N第四十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六(中山市2013～2014學(xué)年高一上學(xué)期期末)如下圖(1)所示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長長度的關(guān)系。第四十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期六①為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：______________。②實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理