粤教版高中物理必修一课件-探究形变与弹力的关系

必修1第三章第一节探究形变与弹力的关系自主学习问题提要一.什么是形变？二.形变有哪些类型？三.什么是弹性形变和非弹性形变？四.什么是弹力，常见的弹力有哪些，它们在什么情况下产生，弹力的方向如何？五.弹力产生的条件是什么，怎样判定弹力的有无？一、形变和形变的类型【形变】凡物体受到外力而发生形状变化谓之“形变”。形变的种类有：（1）压缩形变（2）拉伸形变（3）弯曲形变（4）扭曲形变任何物体在外力的作用下都会形变，只是一些形变很微小。二、弹性形变和非弹性形变（范性形变）二、弹性形变和非弹性形变（范性形变）1、弹力:产生形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力。2、弹力的产生条件：（1）两个物体相互接触（2）有相互挤压或拉伸而产生的弹性形变。3、常见的弹力：支持力、压力、拉力三、关于弹力四、弹力有无的判断接触不一定存在弹力，只有发生弹性形变的两相互接触的物体间才存在弹力，弹力有无的判断主要有以下两种方法：1、直接法：对于形变效果明显的情况，可由形变情况直接判断弹力的存在与否。如弹簧、橡皮筋等产生弹力的情况。2、假设法：撤掉与之接触的物体，看被研究物体的状态是否改变，若改变则存在弹力，否则不存在弹力。判断有没有弹力？ABAABAABAA弹力方向判断:“垂直于接触面”曲面与平面接触NNN`曲面与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体各种接触面间的弹力方向判断点与平面接触NN`点与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体光滑斜面ABNANB各种接触面间的弹力方向判断点与曲面接触点与曲面间弹力方向：与过接触点的切面垂直并指向受力物体N1N2半球形的碗ABNANB各种接触面间的弹力方向判断曲面与曲面接触曲面与曲面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体半球形的碗NABNNB对A例：一汽车停放在水平地面上，下列说法正确的是：A、汽车受到向上的弹力，是因为汽车发生了向上的形变。B、汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了向下的形变。C、地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了向上的形变。D、地面受到向下的弹力，是因为地面发生了向下的形变。BC例：下列说法错误的是（）A、通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力B、压力和支持力总是垂直于接触面C、轻杆一端所受弹力的作用线一定与轻杆方向重合D、轻绳一端所受弹力的作用线一定与轻绳重合例：书放在水平桌面上，桌面会受到弹力的作用，产生这个弹力的直接原因是（）A.书的形变B.桌面的形变C.书和桌面的形变D.书受到的重力CA自主学习问题提要1.弹簧的伸长量或压缩量是什么？怎样计算？2.弹簧的弹力和形变量（伸长量或压缩量）有什么关系？3.力的三要素有哪些？力的图示有几个要素？力的图示与示意有什么区别？课时作业1．关于弹力的产生，下列说法正确的是()A．只要两物体接触就一定产生弹力B．只要两物体相互吸引就一定产生弹力C．只要物体发生形变就一定有弹力产生D．只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用解析根据弹力的产生条件，接触和发生弹性形变缺一不可．A、C都只是弹力产生条件的一个方面，而B只说是“有相互吸引”，只能证明有力存在，不一定产生弹力，故选D.D2．关于胡克定律，下列说法错误的是()A．由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比B．由k＝Fx可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量x成反比C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小B3．如图11所示，两个弹簧质量不计，两个小球的重力均为2N，则A、B两弹簧在静止时的弹力分别是()A．2N,2NB．4N,4NC．2N,4ND．4N,2N图11D4．如图12所示，一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是()A．球一定受墙的弹力且水平向左B．球可能受墙的弹力且水平向左C．球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D．球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上图12BC5．如图13所示，弹簧秤和细绳重力不计，不计一切摩擦，物体重G＝5N，当装置稳定时弹簧秤A和B的读数分别为()图13A．5N,0B．5N,10NC．5N,5ND．10N,5NC解析弹簧秤的示数即为弹簧秤所承受的力的大小，图中无论弹簧秤的右端是固定在支架上还是挂上重物，其作用效果是相同的，弹簧秤承受的力都等于物体的重力．答案C6．如图14所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个质量为m＝0.2kg的小球，小球处于静止状态，弹性杆对小球的弹力为()A．大小为2N，方向平行于斜面向上B．大小为1N，方向平行于斜面向上C．大小为2N，方向垂直于斜面向上D．大小为2N，方向竖直向上图14解析球受重力G和弹力N，由二力平衡条件可知，杆对球的弹力方向与重力方向相反，竖直向上，大小N＝G＝mg＝2N，故D正确．D7.如图10所示，摩擦及绳子、滑轮的质量均不计，物体A重4N，物体B重1N，以下说法正确的是()A．地面对A的支持力是3NB．测力计的读数为2NC．物体A受到地面的支持力为2ND．测力计示数为3N图10AB解析向上拉A的力应等于B的重力1N，这样A受三个力的作用：地球对A向下的重力为4N，向上的绳子的拉力为1N，地面对A的支持力应竖直向上为3N，故A正确，而C错误；而测力计的示数应为两绳子向下的拉力之和，都等于B的重力，故应为2N，所以B正确，而D错误．答案AB8．如图16所示，各接触面光滑且物体A静止，画出物体A所受弹力的示意图．图16答案如图所示9．某同学在探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间的关系时，实验步骤如下：①将弹簧平放在水平桌面上自然伸长时，测出其长度为原长．②将弹簧竖直悬挂，在下面依次挂上1个、2个、3个…相同的钩码，并量出弹簧相应的长度l1、l2、l3…③填写下表：钩码个数123…弹力大小G2G3G…弹簧长度l1l2l3…伸长量xl1－l0l2－l0l3－l0…④画出F－x图象如图17所示图17问：(1)该图线未过原点的原因是什么？(2)BC段为曲线的原因可能是什么？(3)还能利用该图象计算弹簧劲度系数吗？解析(1)该图线未过原点的原因是在步骤(1)中，弹簧原长测量错误，应将弹簧竖直悬挂自然伸长后进行测量．(2)BC段为曲线，可能由于此时弹簧的形变已经超过了弹性限度．(3)能利用该图象的直线AB段来计算弹簧劲度系数，其斜率大小即为劲度系数．答案见解析