高中物理第三章研究物體間的相互作用第一節(jié)探究形變與彈力的關(guān)系省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)新名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

第一節(jié)了解教材新知把握熱點(diǎn)考向應(yīng)用創(chuàng)新演練第三章知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二考向一考向二隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練考向三知識(shí)點(diǎn)三1/542/543/541．產(chǎn)生形變物體因?yàn)橐謴?fù)原狀，會(huì)對(duì)與它接觸物體產(chǎn)生力作用，這種力叫做彈力。2．彈力產(chǎn)生條件：兩物體相互接觸；接觸面之間發(fā)生彈性形變。4/543．壓力和支持力方向都垂直于物體接觸面；繩拉力沿著繩而指向繩收縮方向。4．彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)長(zhǎng)度x成正比。5/546/547/54

1.認(rèn)識(shí)形變

(1)物體

發(fā)生改變簡(jiǎn)稱(chēng)為形變。物體形變能夠分為

形變、拉伸形變、

形變和扭曲形變等。

(2)形變產(chǎn)生原因是物體受到了

作用。

(3)顯示微小形變方法有各種，慣用有：機(jī)械放大法、光學(xué)放大法、電子放大法等。壓縮彎曲形狀力8/542．彈性與彈性程度

(1)彈簧含有

性質(zhì)稱(chēng)為彈性。

(2)任何物體受到

后都會(huì)產(chǎn)生形變，撤去外力后，物體能

形變，稱(chēng)為

。

(3)物體發(fā)生彈性形變最大形變量叫做

?；謴?fù)原狀外力作用完全恢復(fù)原狀彈性形變彈性程度9/541．關(guān)于彈性形變概念，下面了解正確是(

)A．物體形狀改變叫做彈性形變B．一根鐵絲用力彎折后形變就是彈性形變C．物體在外力停頓作用后，能夠恢復(fù)原狀形變叫做彈性形變D．物體在外力作用下發(fā)生形變叫做彈性形變10/54解析：彈性形變是撤去外力作用后物體能恢復(fù)原狀形變，并非全部形變都是彈性形變，因而選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；鐵絲用力彎折后，撤去外力，并不能恢復(fù)到原來(lái)形狀，因而不屬于彈性形變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，顯然選項(xiàng)C正確。答案：C11/5412/54[自學(xué)教材]

1．彈力概念產(chǎn)生

物體因?yàn)橐謴?fù)原狀，會(huì)對(duì)與它

物體產(chǎn)生力作用，這種力稱(chēng)為彈力。

2．彈力方向繩子對(duì)物體拉力(即繩子產(chǎn)生彈力)方向總是指向繩子

方向；壓力方向垂直于接觸面指向

受力物體；支持力方向垂直于接觸面指向

物體。形變接觸被壓收縮被支持13/54

3．彈力大小——胡克定律在

內(nèi)，彈簧彈力F大小與彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)量x成正比。其表示式為：

，百分比系數(shù)k叫做彈簧

，單位N/m；x為彈簧形變量，單位：m。F＝kx彈性程度勁度系數(shù)14/54[重點(diǎn)詮釋]

1．彈力是否存在判斷方法

(1)依據(jù)彈力產(chǎn)生條件來(lái)判斷，彈力產(chǎn)生條件有兩個(gè)：物體間相互接觸而且發(fā)生彈性形變，兩個(gè)條件必須同時(shí)滿(mǎn)足才有彈力產(chǎn)生。15/54

(2)對(duì)于形變不顯著情況，可用以下兩種方法來(lái)判斷：①利用假設(shè)法判斷?？杉僭O(shè)在該處把與物體接觸另一物體去掉，看此物體還能否在原位置保持原來(lái)狀態(tài)，若能保持原來(lái)狀態(tài)則說(shuō)明物體間無(wú)彈力作用；不然，有彈力作用。16/54②利用力作用效果判斷。假如相互接觸物體間存在彈力，則必有對(duì)應(yīng)作用效果，或使受力物體發(fā)生形變或改變受力物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，看物體受力是否與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相符合，從而確定物體所受彈力有沒(méi)有。17/54

[尤其提醒]

相互接觸是產(chǎn)生彈力首要條件，但相互接觸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。18/542．彈力方向(1)彈力方向總與引發(fā)物體形變外力方向相反。19/54(2)常見(jiàn)彈力方向：類(lèi)型方向圖示接觸方式面與面垂直接觸面指向被支持物體點(diǎn)與面過(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面指向被支持物體點(diǎn)與點(diǎn)垂直于公共切面指向受力物體20/54類(lèi)型方向圖示輕繩沿繩收縮方向輕桿可沿桿可不沿桿21/54類(lèi)型方向圖示輕彈簧沿彈簧形變反方向22/54

(3)判斷彈力方向應(yīng)把握以下三種情況：①當(dāng)與面(或曲面)接觸時(shí)，彈力垂直于接觸面或接觸面切面。②繩上彈力沿繩并指向繩收縮方向。③與球面接觸彈力方向延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線過(guò)球心。23/54

3．彈力大小

(1)彈簧彈力：①應(yīng)用胡克定律F＝kx求解。其中x為彈簧形變量(可能為伸長(zhǎng)量l－l0，也可能為縮短量l0－l)；k為彈簧勁度系數(shù)。24/54②彈力與彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系可用F－x圖像表示，如圖3－1－1所表示，圖線斜率即為彈簧勁度系數(shù)。圖3－1－125/54

(2)除彈簧這么彈性體之外彈力大小計(jì)算，普通要借助物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所遵照物理規(guī)律求解。平衡類(lèi)問(wèn)題可用力平衡方程求解。26/542．(雙選)關(guān)于彈力方向，以下說(shuō)法中正確是(

)A．放在水平桌面上物體所受彈力方向是豎直向上B．放在斜面上物體所受斜面彈力方向是豎直向上C．將物體用繩吊在天花板上，繩所受物體彈力方向是豎直向上D．物體間相互擠壓時(shí)，彈力方向垂直接觸面指向受力物體27/54解析：放在水平桌面上物體所受彈力為支持力，其方向垂直于桌面向上，故A正確；放在斜面上物體所受斜面支持力方向垂直于斜面向上，故B錯(cuò)，D正確；繩子對(duì)物體拉力總是沿繩子收縮方向，而物體對(duì)繩子彈力方向指向繩子伸長(zhǎng)方向，故C錯(cuò)。答案：AD28/5429/54[自學(xué)教材]

1．力示意圖用一帶箭頭線段表示力，線段箭頭指向

，箭尾(或箭頭)表示力

。

2．力圖示用線段長(zhǎng)度表示力

，線段箭頭指向力方向，箭尾(或箭頭)表示力作用點(diǎn)。力方向作用點(diǎn)大小30/54[重點(diǎn)詮釋]

(1)畫(huà)力圖示應(yīng)遵照以下步驟：①選定標(biāo)度：畫(huà)出某一長(zhǎng)度線段表示一定大小力，并把該線段所表示力大小寫(xiě)在該線段上方。②畫(huà)一個(gè)方塊或一個(gè)點(diǎn)表示受力物體，并確定力作用點(diǎn)。③從力作用點(diǎn)開(kāi)始，沿力作用方向畫(huà)一線段(依據(jù)所選標(biāo)度和力大小確定線段長(zhǎng)度)，并在線段上加上刻度(垂直于力線段小短線)。31/54④在表示力線段末端畫(huà)上箭頭表示力方向。在箭頭旁邊標(biāo)出表示這個(gè)力字母或數(shù)值。

(2)力圖示表達(dá)了力三要素——力大小、方向和作用點(diǎn)。32/54圖3－1－23.如圖3－1－2所表示，物體A對(duì)物體B壓力是8N，試畫(huà)出這個(gè)力圖示，并說(shuō)明施力物體和受力物體。33/54解析：(1)選定標(biāo)度：此題選5mm長(zhǎng)線段表示2N力；(2)從作用點(diǎn)向力方向畫(huà)一線段，線段長(zhǎng)短依據(jù)選定標(biāo)度和力大小畫(huà)出，線段上加刻度，如圖所表示，從O點(diǎn)豎直向下畫(huà)一段四倍于標(biāo)度線段(20mm)。(3)在線段末端加箭頭表示力方向。壓力施力物體是A，受力物體是B。答案：看法析34/5435/5436/54

[例1]

如圖3－1－3所表示，用細(xì)繩懸掛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彈力作用？圖3－1－337/54[審題指導(dǎo)]處理此題關(guān)鍵有兩點(diǎn)：(1)了解彈力產(chǎn)生條件：接觸、形變。(2)可依據(jù)假設(shè)法或狀態(tài)法分析。38/54

[解析]

假設(shè)法：假設(shè)兩圖中斜面不存在，則甲圖中小球無(wú)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彈力，乙圖中小球不受斜面彈力。狀態(tài)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，甲圖中小球受到彈力作用。

[答案]

看法析39/54[借題發(fā)揮]彈力是接觸力，彈力與形變相生相伴，判斷是否存在彈力要抓住“接觸”、“形變”，二者缺一不可。40/54圖3－1－41.勻速前進(jìn)車(chē)廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球，如圖3－1－4所表示，

小球下方與一光滑斜面接觸。關(guān)

于小球受力，以下說(shuō)法正確

是 (

)41/54A．重力和細(xì)線對(duì)它拉力B．重力、細(xì)線對(duì)它拉力和斜面對(duì)它彈力C．重力和斜面對(duì)它支持力D．細(xì)線對(duì)它拉力和斜面對(duì)它支持力解析：假如斜面對(duì)小球產(chǎn)生彈力，小球不會(huì)處于平衡狀態(tài)，所以斜面對(duì)小球不會(huì)產(chǎn)生彈力，A選項(xiàng)正確。答案：A42/5443/54[例2]

在圖3－1－5所表示圖中畫(huà)出物體P受到各接觸點(diǎn)或面對(duì)它彈力示意圖，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3－1－544/54[解析]

甲中屬于繩拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮方向，所以彈力方向沿繩向上；乙中A點(diǎn)屬于點(diǎn)與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面切面斜向上，必過(guò)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(guò)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(guò)球心；丁中小球P不論運(yùn)動(dòng)是否，都屬于平面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且過(guò)球心，即向上。它們所受彈力示意圖如圖所表示。45/54[答案]

看法析圖46/542．畫(huà)出圖3－1－6中物體A受到彈力示意圖。圖3－1－647/54解析：分析這類(lèi)問(wèn)題關(guān)鍵是確定接觸面，彈力垂直于接觸面指向受力物體，繩子彈力沿繩子指向繩子收縮方向。答案：如圖所表示48/5449/54

[例3]

一根彈簧原長(zhǎng)為12cm，在彈性程度內(nèi)掛2N物體時(shí)長(zhǎng)16cm，則：

(1)掛1N物體時(shí)彈簧多長(zhǎng)？

(2)彈簧長(zhǎng)度為22cm時(shí)，彈簧懸掛物體重多少？

[思緒點(diǎn)撥]

首先搞清彈簧伸長(zhǎng)長(zhǎng)度與彈簧長(zhǎng)度、原長(zhǎng)