高中物理弹力导学案

必修一、第3.2节《弹力》导学案【学习目标】1．知道弹力是接触力，知道形变、弹性形变的含义及弹力产生的原因和条件。2．会分析弹力的方向并正确画出弹力的示意图。(难点)3．理解胡克定律，会用胡克定律计算弹簧的弹力大小。（重点）【学法指导】1.会正确画出弹力的示意图；2．体会通过实验探究物理量之间关系的科学研究方法。【学习过程】知识点一、弹性形变和弹力问题1：下图所示的实验过程你一定经历过，据此你能体会形变、弹性形变、弹性限度的含义吗？形变：物体在力的作用下和发生改变的现象。弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够。弹性限度：如果形变量过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复。问题2：你用力压桌面、用手捏玻璃瓶，你认为桌面和玻璃瓶是否发生形变？请你认真分析教材P54图3.2-2演示实验和P56图3.2-7小实验，指出我们是通过什么方法来观察微小形变的？问题3：关于弹力的产生，教材P55是这样描述的：“发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力。”逐字逐句阅读这句话，抓住关键词进行归纳：弹力产生的条件是：（1）两物体；（2）发生；弹力的施力物体是，受力物体是；图3.2-3中，弹力F1、F2的施力物体是，受力物体是。问题4：在图3.2-3中，小车对弹簧是否有弹力的作用？如果有，在右图对应的甲、乙中画出弹力的示意图，并用F3、F4表示。知识点二、几种弹力问题5:如图3.2-4所示，放在桌面上的书和桌面相互挤压都发生微小的形变，口述书对桌面的压力和桌面对书的支持力是怎样产生的？并试着总结出压力和支持力的方向。发生形变的书要向恢复形变，对桌面产生向的弹力；发生形变的桌面要向恢复形变，对书产生向的弹力。压力和支持力都是，方向总是物体的。问题6：如右图所示，用绳子把物体悬挂起来，物体和绳子都发生微小形变，口述绳子对物体的拉力和物体对绳子的拉力是怎样产生的？在图中画出两个拉力的示意图（用F1、F2表示），并试着总结出拉力的方向。发生形变的绳子要向恢复形变，对物体产生向的拉力；发生形变的物体要向恢复形变，对绳子产生向的拉力。绳的拉力也是，方向总是而指向绳子的方向。知识点三、胡克定律问题7、猜想：弹力的大小跟形变的大小有什么关系？怎样设计实验？分小组做实验并把记录的数据填入下表：弹簧的原长L0=cm每个钩码=50g实验次数123钩码个数弹簧弹力F（N）弹簧长度L（cm）弹簧的伸长量x（cm）探究：以弹簧的伸长量x作为横坐标，弹力F作为纵坐标，作出F-X图像。胡克定律：弹簧发生时，弹力的大小F跟弹簧的长度x成正比，表达式为F=，式中k称为弹簧的，单位是牛顿每米，符号是，由弹簧本身的特性决定。课堂延伸一、弹力有无的判断假设法思路假设将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力例证图中细线竖直、斜面光滑,因去掉斜面体,小球的状态不变,故小球只受细线的拉力,不受斜面的支持力替换法思路用细绳替换装置中的杆件,看能不能维持原来的力学状态,如果能维持,则说明这个杆提供的是拉力;否则,提供的是支持力例证图中轻杆AB、AC,用绳替换AB,原装置状态不变,说明AB对A施加的是拉力;用绳替换AC,原状态不能维持,说明AC对A施加的是支持力状态法思路由运动状态分析弹力,即物体的受力必须与物体的运动状态相符合,依据物体的运动状态,由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程,求解物体间的弹力例证升降机以a=g加速下降时物体不受底板的弹力作用《练一练》1、(多选)如图所示,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思路引导①弹力产生的条件是什么?②光滑的铁球静止不动,在竖直方向上,哪个力与铁球所受的重力平衡?①提示:物体接触且发生弹性形变。②提示:斜面体对铁球的弹力竖直向上的分力与重力平衡。规律总结对于形变明显的物体,由形变情况直接判断弹力情况,对于形变不明显的物体通常用“假设法”和“替换法”,有时要根据物体的运动状态判定弹力情况。二、弹力方向的确定和大小的计算1.几种常见模型中弹力方向的确定弹力模型弹力的方向轻弹簧两端的拉力(或压力)与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向轻绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或者接触面的切面)指向受力物体球与面接触的弹力在接触点与球心连线上,指向受力物体球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面,指向受力物体杆的拉力(或压力)可能沿杆,也可能不沿杆,必须具体情况具体分析练一练：2、.如图所示,倾角为30°、重为80N的斜面体静止在水平面上。一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上,杆的另一端固定一个重为2N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是()A.杆对球的作用力沿杆向上,大于2NB.地面对斜面体的支持力为80NC.球对杆的作用力为2N,方向竖直向下D.杆对小球的作用力为2N,方向垂直斜面向上练一练解析：1、BC.解析：F大小合适时,球可以静止在无墙的斜面上,F增大到一定程度时墙才对球有水平向左的弹力,故选项A错误,B正确;而斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球不下落,选项C正确,D错误。2、.C解析:把小球、杆和斜面作为一个整体受力分析可知,该整体仅受重力和地面的支持力,且二力平衡,选项B错误;对小球受力分析知,小球只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力(杆对小球的力不一定沿杆),且二力平衡,选项C正确,A、D错误。