3.2 科學探究：彈力 課件-高一上學期物理魯科版（2019）必修第一冊

§3.2科學探究：彈力授課教師：2024年5月22日導入形變定義：把物體發(fā)生的伸長、縮短、彎曲、扭轉(zhuǎn)等變化稱為形變?nèi)魏挝矬w都能發(fā)生形變，不能發(fā)生形變的物體是不存在的。形變分類彈性體在任何條件下產(chǎn)生的形變都是彈性形變嗎？彈性體：撤去外力后能夠恢復原來形狀的物體彈性形變：撤去外力后能夠恢復原來形狀的形變范性形變：撤去外力后不能恢復原來形狀的形變形變彈性限度彈性體的形變不能無限制增大，當彈性體的形變達到某個限度時，即使撤去外力，物體也不能再恢復原狀，此時產(chǎn)生的形變不再是彈性形變，這個限度就叫彈性限度彈性體在任何條件下產(chǎn)生的形變都是彈性形變嗎？形變微小形變形變微小形變形變微小形變一切物體在力的作用下都會發(fā)生形變嗎？

有一些物體眼睛根本觀察不到它的形變，比如一些比較堅硬的物體，但是這些物體都有形變，只不過形變很微小。

一切物體受到外力作用都要發(fā)生形變彈力定義：當物體發(fā)生彈性形變時，發(fā)生形變的物體由于要恢復原狀，對跟它直接接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這個力叫做彈力作用點：在接觸面上（常移到重心）作用過程物體1受到物體2的作用物體1發(fā)生了形變物體1對物體2產(chǎn)生了彈力

21彈力彈力的方向1、彈簧彈力：沿彈簧指向彈簧恢復原長的方向（與彈簧形變方向相反）拉伸狀態(tài)：FF壓縮狀態(tài)：FF彈力彈力的方向2、剛體類-支持力與壓力：放在水平桌面上的物體，在重力作用下與桌面互相接觸，使物體和桌面同時發(fā)生了微小的形變FF'氣球發(fā)生了形變，要向下恢復原狀，對塑料板產(chǎn)生了向下的壓力。塑料板發(fā)生了形變，要向上恢復原狀，對氣球產(chǎn)生了向上的支持力。NN'彈力彈力的方向2、剛體類-支持力與壓力：放在水平桌面上的物體，在重力作用下與桌面互相接觸，使物體和桌面同時發(fā)生了微小的形變FF'內(nèi)容施力物體施力物體形變方向施力物體恢復形變的方向彈力方向書本對桌面的壓力桌面對書本的支持力桌面向下向上向上書本向上向下向下壓力和支持力的方向：過接觸點垂直于接觸面指向被壓或被支持的物體彈力彈力的方向2、剛體類-支持力與壓力——各種接觸面間彈力方向的判斷平面與平面間的彈力方向：

過接觸點垂直平面指向受力物體彈力彈力的方向2、剛體類-支持力與壓力——各種接觸面間彈力方向的判斷NNN`曲面與平面間的彈力方向：

過接觸點垂直平面指向受力物體彈力彈力的方向2、剛體類-支持力與壓力——各種接觸面間彈力方向的判斷點與平面間的彈力方向：

過接觸點垂直平面指向受力物體NN`光滑斜面ABNANB彈力彈力的方向2、剛體類-支持力與壓力——各種接觸面間彈力方向的判斷曲面與曲面間的彈力方向：

與過接觸點的公切面垂直并指向受力物體半球形的碗NABNNB對A彈力彈力的方向3、輕繩拉力：掛在繩下的物體，在重力的作用下拉緊繩子，使物體和繩子同時發(fā)生微小形變彈簧發(fā)生了形變，要向上恢復原狀，對氣球產(chǎn)生了向上的拉力。彈力彈力的方向3、輕繩拉力：掛在繩下的物體，在重力的作用下拉緊繩子，使物體和繩子同時發(fā)生微小形變內(nèi)容施力物體施力物體形變方向施力物體恢復形變的方向彈力方向重物對繩子的拉力繩子對重物的拉力繩子向下向上向上重物向上向下向下繩子拉力的方向：沿著繩而指向繩收縮的方向彈力彈簧彈力的方向：與施力物形變方向相反/與施力物體恢復原狀的方向相同壓力與支持力的方向：垂直于接觸面或者接觸的切面指向被壓或被

支持的物體拉力的方向：沿著繩而指向繩收縮的方向支持力與拉力本質(zhì)都是彈力，只是按照彈力產(chǎn)生的擠壓、支撐、拉的效果命名的——效果力彈力彈力的方向4、輕桿：可動桿：彈力沿桿的方向向內(nèi)或向外固定桿：彈力可在任意方向（由受力分析可得）FFT1T2TT練習1、下列說法正確的是（

）A、同學們坐在椅子上學習，椅子不形變，所以大家沒受到彈力；B、汽車行駛在松軟的地上，地受到向下的彈力，是因為地發(fā)生形變而下陷；C、汽車行駛在水泥路上，輪胎發(fā)生形變從而產(chǎn)生對地面的壓力；D、汽車越重，對地面的壓力越大，所以壓力就是重力。C練習2、下列關(guān)于彈力的說法不正確是（

）A、只要兩個物體接觸就一定能產(chǎn)生彈力B、兩個接觸并發(fā)生彈性形變的物體一定產(chǎn)生彈力C、壓力、支持力、繩的拉力都是彈力D、壓力、支持力的方向總是垂直于支持面A彈力如何判斷彈力的有無？1、條件法：相互接觸+彈性形變例：小球靜止在光滑水平面上并且緊貼著斜面，小球與水平面和斜面都是直接接觸的，那小球是不是一定會同時受到水平面和斜面給它的彈力呢？2、假設法：假設將接觸面撤銷，如果物體狀態(tài)改變，則有彈力；

如果物體狀態(tài)不變，則沒有彈力3、狀態(tài)法：物體受力情況與運動狀態(tài)一致G水平面對小球有彈力作用，斜面對小球無彈力作用！彈力如何判斷彈力的有無？

1、下列各圖中A物體在O點是否受彈力？A0A0彈力如何判斷彈力的有無？A

2、畫出圖中物體A所受的彈力A彈力的大小彈力的大小取決于形變程度。形變越大，彈力也越大，形變消失，彈力也隨之消失。那么彈力大小與形變有什么定量關(guān)系呢？彈力的大小實驗探究實驗目的：彈簧彈力大小與形變量之間的定量關(guān)系實驗設計：

1.彈簧彈力的大?。憾ζ胶夥ㄔ?，用物體

的重力來表示彈力

2.形變量：掛上重物后彈簧的伸長量——刻度尺實驗儀器：鐵架臺、帶掛鉤的彈簧、鉤碼(m0=50g)、

刻度尺(注意有效數(shù)字的讀取)、重垂線彈力的大小實驗探究實驗步驟：(1)將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度l0，即原長；(2)在彈簧下端掛一個鉤碼，測出此時彈簧的長度l1，記錄彈簧拉力和l1，得出彈簧的伸長量x1=l1-l0，將這些數(shù)據(jù)填入表格中；(3)改變所掛鉤碼的數(shù)量，測出對應的彈簧長度，記錄彈簧彈力和相應的彈簧長度l2、l3、l4、l5，并得出每次彈簧的伸長量x2、x3、x4、x5鉤碼個數(shù)n長度伸長量x彈力F0l0

1l1x1＝l1－l0F12l2x2＝l2－l0F23l3x3＝l3－l0F3…………F=G=nm0g彈力的大小實驗探究鉤碼個數(shù)n長度/cm伸長量x/cm彈力F/×10-2N025.35

127.352.000.49229.354.000.98331.305.951.47433.408.051.96535.3510.002.45637.4012.052.94739.3013.953.43數(shù)據(jù)處理F/x(N/m)

0.2450.2450.2470.2430.2450.2440.246實驗結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，彈簧彈力與伸長量之間是呈正比關(guān)系1.列表法彈力的大小實驗探究數(shù)據(jù)處理實驗結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，彈簧彈力與伸長量之間是呈正比關(guān)系k=0.245N/m2.作圖法2公式：

x——伸長或縮短的長度k——勁度系數(shù)，單位：N/m

（反映了彈簧長度改變的難易程度，取決于彈簧自身的性質(zhì)：材料、長度、粗細、匝數(shù)）

彈力的大小胡克定律1內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈性體的彈力和彈性體伸長（或縮短）的長度成正比彈力的大小勁度系數(shù)

k彈簧測力計火車減震彈簧勁度系數(shù)越大，彈簧越硬勁度系數(shù)越小，彈簧越靈敏2圖像

彈力的大小胡克定律1內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈性體的彈力和彈性體伸長（或縮短）的長度成正比上述公式與圖像僅適用于有明顯形變的物體（尤指彈簧），且形變在彈性限度內(nèi)才能滿足胡克定律伸長壓縮彈力的大小胡克定律的應用儲能和做功：自動傘、射箭用于緩沖減震——汽車或火車底部不僅裝有螺旋彈簧，還有彎曲的彈性鋼板，當汽車運行的時候，利用彈簧的形變產(chǎn)生的緩沖作用，就能夠減小車身的震動。彈力的大小胡克定律的應用例題：1根輕彈簧長度由原來的5cm伸長為6cm，手受到的彈力為10.0N。那么，當這根彈簧伸長到6.2cm時，手受到的彈力大小是多少？（在彈性限度內(nèi)）理想模型，忽略質(zhì)量彈力的大小實驗探究注意事項（名校學案P58）(1)每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，以便坐標上描的點盡可能稀疏（否則點很密集，圖線不好看且誤差較大）(2)測量彈簧長度時，一定要在彈簧豎直且處于平衡狀體時測量，讀數(shù)時視線要水平；保持刻度尺豎直并靠近彈簧；(3)不超過彈簧的彈性限度，彈簧下掛的鉤碼不要太多，但要保證在不超過彈性限度的前提下盡量多測幾組；(4)作圖：選擇合適標度，使圖線盡可能布滿整個坐標紙

點均勻分布圖線兩側(cè)，不畫折線彈力的大小實驗探究誤差分析x/mF/NOx0x/mF/NO理想圖線:F-x成正比關(guān)系