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当前位置:首页 > 机械/制造/汽车 > 汽车理论 > 吉林省长白山第一高中物理必修一课件:3.2 弹力
学案2弹力学点1弹性形变和弹力(1)形变:物体在力的作用下形状或体积发生改变叫做形变。形变的两个方面:①形状的改变:指受力时物体的外观发生变化,如橡皮条拉紧时,由短变长;跳水馆中的跳板本来是水平伸直的,当运动员在上面起跳时,平直的板变得弯曲;撑杆跳高时,运动员手中的撑杆由直变曲。②体积的改变:指受力物体的体积发生变化。如用力打排球,排球的体积变小;用力压海绵,海绵的体积变小。(2)弹性形变:有些物体在形变后能够恢复原状,如弹簧、橡皮筋等,这种形变叫做弹性形变。(3)弹力①弹力的概念:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。②弹性限度:如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后,物体就不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度。说明:任何物体都能发生形变,不能发生形变的物体是不存在的,不过有的形变比较明显,可以直接看见;有的形变极其微小,要用仪器才能显示出来。当一本书放到桌面上后,桌面一定被书压得凹了一些,由于书的重力较小,桌面的形变微小,肉眼几乎看不出来。可以设想一下,当在桌面上放一大铁球或人站在桌面上时,桌面的形变是容易被发现的。(4)弹力产生的条件①物体间直接接触。②接触面处发生弹性形变。弹力的产生条件——接触和弹性形变。A、C都只有弹力产生条件的一个方面,而B只说“有相互吸引”,只能证明有力存在,不一定是弹力,故选D。【例1】关于弹力的产生,下列说法正确的是()A.只要两物体相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D1.一辆拖拉机停在水平地面上,下列说法中正确的是()A.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;拖拉机没有发生形变,所以拖拉机不受弹力B.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;拖拉机受到了向上的弹力,是因为拖拉机也发生了形变C.拖拉机受到向上的弹力,是因为地面发生了形变;地面受到向下的弹力,是因为拖拉机发生了形变D.以上说法都不正确C学点2几种弹力(1)压力和支持力图3-2-1注意:若接触面是曲面,则弹力的方向垂直过接触点的切线方向。由于桌面发生形变,对与它接触的书产生弹力F2,这就是支持力,方向是垂直于支持面,指向被支持的物体。综上,压力和支持力均为弹力,方向垂直于支持面指向受力物体。产生:如图3-2-1所示,由于书发生了形变,对与它接触的桌面产生了弹力F1,这就是压力,方向是垂直于支持面指向被压的物体。(2)常见的弹力的方向【例2】请在图3-2-2中画出杆或球所受的弹力。(1)杆靠在墙上。(2)杆放在半球形的糟中。(3)球用细绳悬挂在竖直墙上。图3-2-2如图3-2-3所示(1)杆在重力作用下对A、B两处都有挤压作用,故A、B两点处对杆有弹力,弹力方向与接触点的平面垂直,如图3-2-3(甲)所示。(2)杆对C、D两处有挤压作用,因C处为曲面,D处为支撑点,所以C处弹力垂直其切面指向球心,D处弹力垂直杆斜向上,如图3-2-3(乙)所示。(3)球挤压墙壁,拉伸绳子,所以墙对球的弹力与墙垂直;绳子产生的弹力沿绳斜向上,如图3-2-3(丙)所示。图3-2-3弹力方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。所以判断弹力方向时,可以先找出使物体发生形变的外力方向,再确定弹力方向。2.三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、b、c,支点P、Q在同一水平面上,a的重心Oa位于球心,b、c的重心Ob、Oc分别位于球心的正上方和正下方,如图3-2-4所示,三球皆静止。试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力的方向是怎样的。图3-2-4相互作用的物体属于点与曲面接触,弹力的方向垂直于曲面的过接触点的切面,且指向球心,与重心位置无关,故三种情况下弹力方向是一致的,如图所示。学点3胡克定律(1)内容:在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。(2)公式:F=kx式中k称为弹簧的劲度系数,其单位为牛顿每米,符号为N/m,比较而言,k越大,弹簧越“硬”,k越小,弹簧越“软”。(3)五个注意点透析胡克定律①定律的成立是有条件的,这就是弹簧发生弹性形变,且必须在弹性限度内。②表达式中的x是弹簧的形变量,是弹簧伸长(或缩短)的长度,而不是弹簧形变后的实际长度,弹簧伸长或压缩相同长度,弹力大小相等,但方向不同。③表达式中的k是弹簧的劲度系数,它反映了弹簧的“软”“硬”程度,是由弹簧本身的性质决定的。在国际单位制中k的单位为“N/m”。④由于弹簧的形变量x通常以“cm”为单位,而劲度系数k又往往以“N/m”为单位,因而在应用上式时要注意将各物理量的单位统一到国际单位制中。⑤根据胡克定律,可作出弹力F与形变量x的图象,如3-2-5所示,这是一条通过原点的倾斜直线,其斜率(F/x=ΔF/Δx)反映了k的大小,故胡克定律还可写成ΔF=kΔx,即弹力的变化量ΔF跟弹簧长度的变化量成正比。图3-2-5弹簧秤的刻度值应与该刻度线到零刻度线的距离成正比。(1)设3N、5N刻度线到零刻度线的距离分别为x1、x2,劲度系数为k。根据胡克定律F=kx可得x1/x2=3/5①又x2-x1=2.5cm②由①②得:x1=3.75cmx2=6.25cm。(2)由F1=kx1可得k=F1/x1=3/(3.75×10-2)N/m=80N/m。【例3】量得一只弹簧测力计3N和5N两刻度线之间的距离为2.5cm。求:(1)此弹簧测力计3N、5N刻度线与零刻度线之间的距离;(2)此弹簧测力计所用弹簧的劲度系数。(1)3.75cm6.25cm(2)80N/m3.竖直悬挂的弹簧下端,挂一重为4N的物体时,弹簧长度为12cm;挂重为6N的物体时,弹簧长度为13cm,则弹簧原长为____cm,劲度系数为_____N/m。102001.关于弹性形变的概念,下列理解中正确的是()A.物体形状的改变叫做弹性形变B.一根铁丝用力弯折后的形变就是弹性形变C.物体在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫做弹性形变D.物体在外力的作用下发生的形变叫做弹性形变2.如图3-2-6所示,为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图象。根据图象判断,下列结论中正确的是()A.弹簧的劲度系数为1N/mB.弹簧的劲度系数为100N/mC.弹簧的原长为6cmD.弹簧伸长0.2m时,弹力的大小为4NCBC图3-2-63.在图中,A、B两球间一定有弹力作用的是(都静止)()B
本文标题:吉林省长白山第一高中物理必修一课件:3.2 弹力
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