粤教版高中物理必修1第三章-第一节《探究形变与弹力的关系探究形变与弹力的关系》

第三章第一节探究形变与弹力的关系一.认识形变1.形变-----物体形状或体积发生变化.形变产生原因——力的作用2.分类:(1)按形式分压缩形变弯曲形变扭曲形变拉伸形变3.形变的观察:★明显形变:肉眼可直接观察到;★微小形变:仪器“放大”法说明：在外力的作用下，任何物体都能发生形变①通过光线“放大”形变②通过液柱高度变化“放大”形变二.弹性与弹性限度1.弹性(elastic)----物体发生形变后,具有恢复原状的性质.2.弹性形变----外力撤去后,物体能完全恢复原状的形变.3.非弹性形变----超过了物体的弹性限度的形变.4.弹性限度——当物体的形变过大，超过一定的限度，撤去外力后物体的形状就不能完全恢复，这个限度叫弹性限度。4.形变弹性形变非弹性形变(塑性形变)(2)按性质分三.探究弹力探究活动：感受尺子对手的作用力。思考：尺子为什么会有这个力呢？分析：尺子发生弹性形变，它“想”恢复原来形状，所以会对手产生向上的力。1.弹力(elasticforce)——产生形变的物体由于要恢复原状,会对与他接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力.2.弹力产生的条件:物体必须直接接触相接触的物体间存在弹性形变【小贴士】弹力的产生与历史经验的吻合：哪里有压迫，哪里就有反抗。物体受到压迫，产生形变，它要反抗，就对接触的物体产生弹力。3.弹力的方向:桌子受到了书的挤压，产生形变，桌子要恢复原状，对书进行反抗，产生一个向上的弹力，这就是桌子对书的支持力。谁受到压迫？怎么反抗？反抗的效果？支持力的方向:垂直于物体的接触面指向被支持的物体。反过来，力的作用是相互的，桌子受到书的挤压，书有没有受到桌子的挤压呢？谁受到压迫？怎么反抗？反抗的效果？书受到桌子的挤压书要恢复原状书对桌子产生向下的压力压力的方向：垂直于物体的接触面指向被压的物体。绳子受到日光灯的拉伸，产生形变。谁受到压迫？怎么反抗？反抗的效果？绳子受到日光灯的拉伸绳子要恢复原状，向上收缩绳子对日光灯产生向上的拉力拉力的方向：沿绳子而指向绳子收缩的方向4.弹力的大小:◆弹力的大小与形变的大小有关:形变越大,弹力越大;形变消失,弹力消失.总体讲：弹力的方向总与作用在此物体上使物体发生形变的外力的方向相反。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：分别画出静止的A物体受到的弹力（所有接触面都是光滑的）AAAA、平面和平面接触：弹力与平面垂直B、点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面C、绳子的拉力：沿绳子收缩的方向◆[实验与探究]“探究形变与弹力的关系”(1)形变的测量0LLx0xLL形变F----拉力G----重力即:弹簧对物体的弹力大小等于物体的重力大小.当物体静止时,根据二力平衡条件,得:F=G=mg(2)弹力的测量(3)实验数据记录表实验次数物体重力G/N弹簧长度L/cm弹簧伸长量x/cm弹力大小F/N12345弹簧原长:L0=＿＿cm(4)数据处理计算法:求比值等图象法:建立F----x图象◆胡克定律(Hooke’slaw):在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比.即:F=kx★k--------弹簧的劲度系数;单位:N/m,“牛顿每米”★不同的弹簧,其劲度系数不同,即K值不同.F=kx四.小结五.练习巩固:1.下列说法正确的是:A.物体在外力作用下发生的形变一定都是弹性形变.B.只要两物体接触就一定产生弹力.C.只要两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有弹力产生.(D)例题：一根轻质弹簧，当受到一个大小为16N的拉力作用时，该弹簧的伸长量是4cm。该弹簧的劲度系数是多大？如果弹簧的原长是10cm，当受到8N的压力时，该弹簧将缩短到多少厘米？解：弹簧原长L0=10cm，F1=16N，x1=4cm=0.04m，F2=8N(1)根据胡克定律：F=kx可得k=F1/x1=16/(0.04)N/m=400N/m(2)根据胡克定律：F=kx可得x2=F2/k=（8/400）m=0.02m=2cm即弹簧缩短后的距离为L2=L0－x2=10cm－2cm=8cm