高中物理必修一第三章第二节

第二节弹力第三章相互作用栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用1.知道形变的概念及弹力产生的原因和条件，并会判断弹力的方向．2．了解显示微小形变的方法．3．掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法．学习目标栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用新知初探自主学习一、弹性形变和弹力自研教材1．形变：物体在力的作用下____或______发生的改变．2．弹性形变：撤去作用力后，能够_________的形变．3．弹性限度：形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原状，这个限度叫做弹性限度．4．弹力：发生__________的物体，由于要恢复原状，对与它_____的物体会产生力的作用，这种力叫弹力．形状体积恢复原状弹性形变接触栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用成功发现判断正误(1)所有形变在撤去外力后都能恢复原状()(2)两个相互接触的物体之间一定存在弹力()(3)若两个物体之间存在弹力，则它们一定接触()(4)若物体发生了弹性形变，则物体一定受到了弹力()提示：(1)×(2)×(3)√(4)×栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用二、几种弹力自主探究1．接触面间的弹力方向(1)一本书放在水平桌面上，书和桌面都发生了形变，从而它们之间产生了弹力．书对桌面的压力是如何产生的？方向怎样？桌面对书的支持力是如何产生的？方向怎样？(2)在图中画出物块所受弹力的示意图．2．细绳上的弹力方向用细绳拉物块，细绳对物块的拉力是如何产生的？方向如何？栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用成功发现1．接触面间的弹力方向与接触面______，支持力指向被_____的物体，压力指向被_____的物体．2．细绳上的弹力方向沿细绳______方向．垂直支持压收缩栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用三、胡克定律自主探究下表是某同学为“探究弹力F和弹簧伸长x的关系”所测的几组数据，根据这些数据你能发现什么规律？实验序号123456F/N00.981.962.943.924.90x/cm01.002.053.003.955.00栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用成功发现1．胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成_______．2．公式：F＝______，其中k为弹簧的劲度系数，单位：_______，符号：N/m，它的大小反应了弹簧的软硬程度．正比kx牛顿/米栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用要点探究讲练互动要点一弹力的产生及其有无的判断1．弹力产生的过程2．弹力是否存在的判断方法(1)直接法：对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生的条件判断：①物体间相互接触；②发生弹性形变．两个条件必须同时满足才有弹力产生．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用(2)对于形变不明显的情况，可用以下两种方法来判断：①利用假设法判断可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉．看此物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用．②利用力的作用效果分析如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或使受力物体发生形变或改变受力物体的运动状态，看物体的受力是否与物体的运动状态相符合，从而确定物体所受弹力的有无．特别提醒：相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用例1下图中的物体a、b均处于静止状态，a、b间一定有弹力的是()【思路点拨】物体a、b间的形变不易观察，可用假设法或力的作用效果法来判断它们之间是否有弹力．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用【解析】在图A、C、D中，若将物体b拿走，物体a仍能保持原来的静止状态，表明物体a、b间无弹力作用，而对于B图中的情况，若将物体b拿走，物体a会向右运动，故物体a、b间存在弹力．故选B.【答案】B【易误警示】(1)误认为只要有接触一定存在弹力作用，而忽略了弹力产生的另一个条件——发生弹性形变．(2)误认为只要有形变就有弹力，而忽略了弹力产生的另一个条件——接触．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用跟踪训练1下列关于弹力的几种说法，其中正确的是()A．只要两物体接触就一定产生弹力B．静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为水平面发生了形变D．只要物体发生形变就一定有弹力产生解析：选C.两物体接触并发生弹性形变才产生弹力，A、D错误，静止在水平面上的物体重力的施力物体是地球，受力物体是物体，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，B错误，C正确．故选C.栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用要点二弹力方向的确定弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在受力物体上，几种常见情况如下表：类型方向图示接触方式面与面垂直公共接触面点与面过点垂直于面点与点垂直于切面栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用类型方向图示轻绳沿绳收缩方向轻杆可沿杆可不沿杆轻弹簧沿弹簧形变的反方向栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用特别提醒：判断弹力方向的方法是：先明确两物体之间作用的类型，再根据各种类型的特点来判断弹力的方向．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用例2在下列四图中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体P处于静止状态，丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用【解析】甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆斜向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中小球P不管运动与否，都属于平面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球心，即向上．它们所受弹力的示意图如图所示．【答案】见解析栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用【方法总结】(1)若接触面之一为平面，则弹力一定垂直于该平面；(2)若接触面之一为球面，则弹力一定过球心；(3)若接触面之一为曲面，则弹力一定垂直于过接触点的切面；(4)若接触处之一为一直线物体，则弹力一定垂直于该直线．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用跟踪训练2请在下面四图中画出杆或球所受的弹力．(1)杆靠在墙上(2)小球用细绳拴着静止在大球面上(3)球用细线悬挂在竖直墙上(4)点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，1、2、3点在同一竖直线上栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用解析：本题考查对弹力方向的判定，关键是熟悉各种接触中的弹力方向．(1)杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两处对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直．如图甲所示．(2)细绳对小球有拉力，沿绳收缩方向；大球对小球有支持力，方向沿两球心连线．(3)球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子斜向上．如图丙所示．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用(4)当重心不在球心处时，弹力作用也必通过球心O，如图丁所示．应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心．答案：见解析图栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用要点三弹力的计算方法1．弹簧的弹力(1)应用胡克定律F＝kx求解．其中x为弹簧的形变量(可能为伸长量，也可能为缩短量)，k为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定．(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用Fx图象表示，如图所示，图线的斜率即为弹簧的劲度系数．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用(3)弹簧上弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比关系，即ΔF＝kΔx.2．除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解．比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉力和重力作用．根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用例3在水平桌面上一根弹簧在弹性限度内，对其施加30N的拉力时，其长度为20cm，对其施加30N压力时，其长为14cm，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数．【思路点拨】F＝kx中的x指弹簧的形变量．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用【解析】设弹簧原长为L0，劲度系数为k，对其施加拉力时，由胡克定律有：F1＝k(l1－L0)对其施加压力时，有：F2＝k(L0－l2)解得：L0＝17cm，k＝1000N/m.【答案】17cm1000N/m【方法总结】本题也可用ΔF＝kΔx求解，先求劲度系数k＝ΔFΔx，再由F＝k(l－L0)求原长L0.栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用跟踪训练3如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重为G，平衡时球在A处，今用力F压球使弹簧缩短x，球至B处，则此时弹簧的弹力为()A．kxB．kx＋GC．G－kxD．以上都不对栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用解析：选B.设球在A处时弹簧已压缩了Δx，球平衡时弹力FA＝G＝kΔx，球在B处时，弹簧又压缩了x，球再达平衡时弹力FB＝k(Δx＋x)＝G＋kx，故选B.栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用寻规探法思维启迪有关双弹簧的问题【范例】(8分)如图所示，A、B是两个相同的轻弹簧，原长都是l0＝10cm，劲度系数k＝500N/m，如果图中悬挂的两个物体质量均为m，现测得两个弹簧的总长为26cm，则物体的质量m是多少？(取g＝10N/kg)【思路点拨】先确定出每根弹簧的弹力大小，然后根据胡克定律列式求解．栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用【解析】B弹簧弹力FB＝mg，A弹簧弹力FA＝2mg，若两弹簧伸长量分别为xA、xB则FA＝kxA，FB＝kxB…(4分)由题意得：xA＋xB＋2l0＝0.26m(2分)由以上各式可得：m＝1kg.(2分)【答案】1kg栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用【方法总结】有关弹簧形变量大小的计算问题，应以弹力的受力物体为研究对象，进行全面的受力分析，由物体所受其他力的大小了解弹力大小，最后依据胡克定律求出弹簧的形变量大小.栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思维启迪要点探究讲练互动新知初探自主学习第三章相互作用知能演练轻松闯关栏目导引知能演练轻松闯关寻规探法思