物理3.2彈力課件新人教必修13

1、2020/10/1,2彈力,2020/10/1,一、彈性形變和彈力 1自然界的四種基本相互作用力是不需要就能起作用的，而通常所說的拉力、壓力、支持力等都是物體與物體接觸時(shí)才發(fā)生的，稱為 按性質(zhì)可分為 ，它們在本質(zhì)上都是由 引起的 2形變：物體在力的作用下發(fā)生改變，叫做形變,物體相,互接觸,接觸力,彈力和摩擦力,電磁力,形狀或體積,2020/10/1,3彈性形變：有些物體在形變后，這種形變叫做彈性形變 4彈力：發(fā)生 的物體由于要，對 的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力 5彈力的產(chǎn)生條件：(1)兩物體； (2)發(fā)生 6彈性限度：如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后，物體就這個(gè)限度叫做彈性限度

2、,能夠恢復(fù)原狀,彈性形變,恢復(fù)原狀,與它接觸,直接接觸,彈性形變,不能完全恢復(fù)原來的形狀,2020/10/1,二、幾種彈力 常見的拉力、壓力、支持力在本質(zhì)上都屬于彈力彈力的方向總是 ，具體如下： 1壓力和支持力的方向總是 ，并指向的物體 2繩拉力的方向總是沿著繩，并指向 3輕桿的彈力可能沿桿，也可能不沿桿,與物體發(fā)生彈性形變的方向相反,垂直于物體的接觸面,被壓和被支持,繩收縮的方向,2020/10/1,三、胡克定律 1彈力的大小跟 的大小有關(guān)，形變 ，彈力越大形變 ，彈力隨之消失但定量關(guān)系一般較復(fù)雜 2胡克定律：彈簧發(fā)生時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成 表達(dá)式： ，其中的k叫做

3、，單位的符號(hào)是 .其中k是跟彈簧絲的粗細(xì)、材料、直徑、繞法、長度等有關(guān)的一個(gè)物理量，這個(gè)物理量反映了彈簧的特性，彈簧的“軟”“硬”指的就是彈簧的的不同,形變,越大,消失,形變,正比,Fkx,勁度系數(shù),N/m,勁度系數(shù),2020/10/1,一、如何判斷彈力的有無？ 1根據(jù)彈力產(chǎn)生條件判斷：彈力產(chǎn)生的條件是物體接觸且有形變我們分析和判斷物體所受的彈力，首先要看物體跟哪幾個(gè)物體有接觸，只有和這個(gè)物體直接接觸的物體才有可能給它以彈力的作用，物體跟幾個(gè)物體接觸就最多受幾個(gè)彈力；但相互接觸的物體不一定發(fā)生形變也就不一定有彈力，所以必須要看和這個(gè)物體接觸的那些物體有沒有發(fā)生形變，只有發(fā)生形變的物體才能產(chǎn)生彈

4、力,2020/10/1,2當(dāng)形變不明顯難以直接判斷時(shí)，通常根據(jù)彈力的效果判斷其有無及方向，如是否使物體平衡或使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變 (1)假設(shè)法：假設(shè)所有跟研究對象接觸的物體都施加了彈力，畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力圖，看物體能否在原位置保持原狀態(tài)，若能保持原狀態(tài)，說明假設(shè)成立，則彈力存在；否則彈力不存在例如要判斷圖321(1)中靜止的小球受到的彈力，我們可以假設(shè)跟球接觸的水平面OM和側(cè)壁ON均對小球產(chǎn)生彈力，分別為F1、F2，對小球受力分析如圖321(2)所示由受力情況可知，F(xiàn)2的存在顯然不能使小球保持靜止，故ON面對小球沒有彈力,2020/10/1,2020/10/1,(2)搬家法：將研究對象的

5、鄰居(與它接觸的物體)一一搬除，看研究對象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變，若不變，則說明無彈力；否則有彈力再如上例，若搬去ON面，小球仍可以在原位置保持靜止，說明小球和ON面只是接觸沒有擠壓，沒有彈力；若搬去OM平面，小球會(huì)在重力作用下下落，不再保持原有靜止?fàn)顟B(tài)，說明小球和OM面之間有擠壓，存在彈力,2020/10/1,二、如何判斷彈力的方向？ 通常所說的壓力、支持力、拉力都是彈力 1壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面并指向被壓或被支持的物體，因此判斷壓力和支持力方向的關(guān)鍵是確定接觸面具體有以下幾種情況：,2020/10/1,(1)面和面接觸：彈力方向垂直于公共接觸面；如圖322(1)所示,2020/10

6、/1,(2)點(diǎn)和面接觸：彈力方向過點(diǎn)垂直于面；如圖322(2)所示 (3)點(diǎn)和點(diǎn)接觸：彈力方向垂直于過接觸點(diǎn)的切面如圖322(3)所示,2020/10/1,2繩子這類柔軟的物體只能產(chǎn)生拉力，繩的拉力總是沿著繩而指向繩收縮的方向，如圖323(1)所示；對于輕桿則不同，輕桿既能產(chǎn)生拉力也能產(chǎn)生壓力，且方向不一定沿著桿的方向如圖323(2)所示,2020/10/1,3“替換法”判斷輕桿提供的是拉力還是支持力：用細(xì)繩替換裝置中的輕桿，看能否維持原來的力學(xué)狀態(tài)若能維持，則說明輕桿提供的是拉力；否則是支持力例如圖324所示裝置中，要分析桿AB、CB對B點(diǎn)彈力的方向，可以用繩替換AB，原狀態(tài)不會(huì)改變，說明A

7、B對B施加的是拉力；用繩替換CB，原狀態(tài)不能維持，說明CB對B施加的是支持力,2020/10/1,三、對胡克定律的理解 1對于彈簧，則由胡克定律可知：Fkx，其中x是彈簧的形變量(可能是拉伸量，也可能是壓縮量)，k是比例系數(shù)，由胡克定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式可得：k ，它是一個(gè)反映彈簧形變難易程度的物理量，它由彈簧本身的條件所決定 2胡克定律的另一種表達(dá)形式：Fkx，其中F是彈簧所受力的變化量，x是彈簧長度的變化量,2020/10/1,題型一彈力有無的判斷 【例1】如圖325所示，一球放在“V”形兩光滑面AC和AB上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，請分析球受彈力的情況,2020/10/1,【解析】由于球受到豎直向下的重

8、力作用，一定與AB面和AC面相互擠壓，所以球一定受到兩斜面的彈力作用，彈力的方向與斜面形變的方向相反，分別垂直于AB面和AC面指向球體 此題也可以用假設(shè)法判斷：假設(shè)去掉其中任一個(gè)斜面則球都不能靜止，由此可知兩斜面對球都有彈力作用,2020/10/1,【答案】如圖326所示,2020/10/1,規(guī)律總結(jié)：判斷彈力是否存在，可以根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件，也可以通過假設(shè)法，這種假設(shè)的思維方法是力學(xué)中一種常用的方法,2020/10/1,應(yīng)用11判斷圖327甲、乙中小球是否受到斜面的彈力作用？,2020/10/1,解析：假設(shè)法：假設(shè)兩圖中的斜面不存在，則甲圖中小球無法在原位置保持靜止，乙圖中小球仍靜止，故甲圖

9、中小球受到斜面的彈力，乙圖中小球不受斜面的彈力 狀態(tài)法：如兩圖中斜面均對小球有彈力作用，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，甲圖中受到彈力作用 替換法：將兩圖中斜面均換成海綿，則很容易知道，甲圖中的海綿斜面發(fā)生明顯形變乙圖中則無形變，所以甲圖中小球受到斜面彈力作用，乙圖中小球不受斜面彈力作用,2020/10/1,題型二彈力方向的確定 【例2】請?jiān)趫D328中畫出桿和球所受的彈力 (1)桿靠在墻上；(2)桿放在半球形的槽中；(3)球用細(xì)線懸掛在豎直墻上,2020/10/1,【解析】(1)桿在重力作用下對A、B兩處都有擠壓作用，故A、B兩點(diǎn)處對桿

10、有彈力，彈力方向與接觸點(diǎn)的平面垂直，如圖329甲所示 (2)桿對C、D兩處有擠壓作用，因C處為曲面，D處為支撐點(diǎn)，所以C處彈力垂直其切面指向球心，D處彈力垂直桿斜向上，如圖329乙所示 (3)球擠壓墻壁，拉伸繩子，所以墻對球的彈力與墻垂直；繩子產(chǎn)生的彈力沿繩斜向上，如圖329丙所示,2020/10/1,【答案】如圖329所示 規(guī)律總結(jié)：分析此類問題的關(guān)鍵是確定接觸面，對于點(diǎn)面接觸、面面接觸類問題容易確定，這里出現(xiàn)的面即為接觸面對于點(diǎn)點(diǎn)接觸，則過接觸點(diǎn)的兩個(gè)物體的公切面即為接觸面,2020/10/1,應(yīng)用21如圖3210所示，畫出圖中各靜止物體所受的彈力(各接觸面均光滑，O為重心),2020/1

11、0/1,答案：如圖3211所示,2020/10/1,題型三彈力大小的計(jì)算 【例3】(2008廣東高考)探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí)，在彈性限度內(nèi)，懸掛15 N重物時(shí)，彈簧長度為0.16 m；懸掛20 N重物時(shí)，彈簧長度為0.18 m，則彈簧的原長L0和勁度系數(shù)k分別為 () AL00.02 mk500 N/m BL00.10 mk500 N/m CL00.02 mk250 N/m DL00.10 mk250 N/m,2020/10/1,【解析】此題給出了彈簧發(fā)生形變的兩種情景，只要依據(jù)胡克定律列方程求解即可 設(shè)彈簧原長為L0，勁度系數(shù)為k，彈簧受拉力F伸長時(shí)胡克定律的形式為F1k(L1L0)，即15k(0.16L0)， 彈簧受拉力F2伸長時(shí)胡克定律的形式為 F2k(L2L0)， 即20k(0.18L0)， 由上面兩式可得到L00.10 m，k250 N/m 【答案】D,2020/10/1,規(guī)律總結(jié)：應(yīng)用胡克定律解題時(shí)，一定要正確找出形變量(一般應(yīng)確定彈簧未形變時(shí)端點(diǎn)的位置)，即