2014年秋高中物理必修一（新人教版）：第三章第2节弹力课件

课件27张PPT。弹 力学习目标：
1.知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性。
2.知道弹力产生的原因和条件。
3.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。第2节重点
1.弹力产生的条件。
2.弹力方向的判定。
3.胡克定律的内容及应用。
难点
1.微小形变的判定。
2.物体间是否有弹力的判断。
3.确定弹力的方向。重点难点导入新课提出问题：以上动作的完成有什么共同特点？结论：都离不开物体的弹性作用.一、弹性形变和弹力提出问题演示实验:压缩或拉伸弹簧、压缩海绵、用力弯曲竹片。
1.观察演示实验,说明你观察到的现象。
点拨:在力的作用下,物体的形状或体积会发生改变。
总结:什么叫形变?
物体在力的作用下形状或体积会发生改变,这种变化叫做形变。2.用肉眼能否观察到细线的伸长?用力压桌面,能否观察到桌面的弯曲?
点拨:不能。一、弹性形变和弹力提出问题3.细线、桌面受力后观察不到物体的形变,是否说明物体没有发生形变?请你设计简单的实验加以说明。
点拨:不能说明物体没有发生形变,只是物体的形变很微小,
用肉眼不能看出。物体的微小形变可采用如图方法演示。
(1)观察桌面微小形变的装置,如图所示。
实验过程:入射光的位置不变,将光线经M、N两平面镜两次反射,射到一个刻度尺上,形成一光亮点。如图所示,让一学生用力压桌面,会看到光点在刻度尺上移动。
这说明桌面有了形变,使M、N平面镜的位置发生了微小的变化。
总结:在压力作用下,桌面发生了微小的形变。一、弹性形变和弹力(2)观察体积发生微小形变的装置,如图所示。
将玻璃瓶的橡皮塞中插入一根细玻璃管,玻璃瓶中装满掺入红墨水的自来水,用手挤压玻璃瓶时,细管中红色液体柱明显上升。
也可让学生思考:如何使这一实验的效果更加明显呢?
演示实验:用力压或拉弹簧、挤压橡皮泥和用力拉伸用保险丝绕成的弹簧,然后撤去外力。一、弹性形变和弹力提出问题4.通过观察演示实验,说明弹簧、橡皮泥和用保险丝绕成的弹簧发生形变的特点。
点拨:对于弹簧,用力压或拉时,在一定限度内,撤去外力弹簧能够恢复原状,而橡皮泥和用保险丝绕成的弹簧,在撤去外力时不能恢复原状。
5.根据实验现象说明什么叫弹性限度?
点拨:如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度。
6.说明小车运动的原因,总结什么叫弹力?以及产生弹力的条件。
点拨:小车运动的原因:由于弹簧对小车有力的作用。
弹力: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,这种力叫做弹力。
产生弹力的条件:(1)两物体相互接触;(2)发生弹性形变。典型例题例1 (单选)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产生弹力
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:弹力的产生有两个条件:一是物体要接触;二是要发生弹性形变。选项A、C都只有弹力产生条件的一个方面,选项A、C错误;选项B只说“相互吸引”,说明有力存在,但不一定是弹力,选项B错误。
答案:D二、几种弹力提出问题1.放水平桌面上的书所受的支持力及桌面所受的压力是如何产生的呢？其方向如何?
?二、几种弹力2.如图所示,静止放在倾斜木板上的书,书对木板有压力,木板对书有支持力。分析两者间的弹力并画出力的示意图。
点拨:如图所示。
总结:压力、支持力都是弹力,压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。二、几种弹力提出问题3.如图所示，静止时悬绳对重物拉力是如何产生的，其方向有何特点？?典型例题例2 (多选)将一本书放在水平桌面上静止，则下面说法中正确的是(　　)
A.书对桌面的压力就是书受的重力，施力物体是地球
B.书对桌面的压力是弹力，在数值上等于书受的重力
C.书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的
D.书能静止，是由于书的重力大于桌面对书的支持力解析：书对桌面的压力是书发生了形变，对桌面产生的弹力，其作用点在桌面上，选项A错误、选项C正确；书受向下的重力与桌面对书的向上的支持力，由二力平衡知，这两个力是相等的，因此书对桌面的压力是弹力，在数值上等于书受的重力，选项B正确、选项D错误。
答案：BC典型例题例3 如图所示，画出各静止物体的弹力（接触面光滑）解析：选项A：弹力的方向总跟接触的面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个公切面指向被支持物.选项B：斜面与球间有无弹力？对小球状态进行分析，如果小球受到斜面弹力，小球在水平方向上不会静止，会向右运动,由此可判定小球不受斜面的弹力.这是判定相接触的物体间是否有弹力的基本方法，说明两接触物体接触但没有发生形变.选项C：绳中的弹力总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向.三、胡克定律1.用力拉、压弹簧时,弹簧的伸长量、压缩量越大越费力,这说明弹力的大小与形变量的大小有关。设计探究弹簧弹力的大小与形变量大小的关系实验。说明实验的原理、实验的步骤、处理数据的方法和结论。点拨:(1)实验原理
弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关。沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。
用悬挂法测量弹簧的弹力,运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等。
弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算。这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了。即寻求F=kx的关系。三、胡克定律(2)实验步骤
①如图3-2-25所示,将铁架台放于水平桌面上,将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在靠近弹簧处将刻度尺固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直。
②记下弹簧的原长(自然长度)l0。
③在弹簧下端挂上钩码,待钩码静止后,记下弹簧的现长l及弹力F,算出伸长量x=l- l0,并改变钩码个数,多次测量。数据记录表如下:
数据记录:(弹簧原长l0 = cm)

④根据测量数据画出F-x图像。(以F为纵轴、x为横轴)⑤探索结论:按照F-x图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)。(3)数据处理
①列表法:将各次测得的F、l、x的数据填入设计好的表格中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在实验误差允许范围内是相等的。②图像法:以弹力F为纵坐标,弹簧的伸长量x为横坐标,建立平面直角坐标系(如图3-2-26);根据所测数据,在坐标纸上描点;按照图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(含直线),所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同。可以发现F-x图线是一条过原点的直线。
③函数法:弹力F与弹簧的伸长量x应满足函数F=kx的关系。三、胡克定律(4)实验结论:①在弹性限度内,弹簧的弹力和弹簧的伸长量成正比。
②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成正比,即F=kx。式中的k称为弹簧的劲度系数,单位是N/m。?典型例题例4 竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm；挂重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm，则
（1）弹簧原长为多少cm？
（2）弹簧的劲度系数为多大？解析：设弹簧的原长为L0,劲度系数为k,由胡克定律得:
G1=k(L1-L0)
G2=k(L2-L0)
代入数据解得:L0=10 cm，k=200 N/m
答案:（1）10 （2）200 N/m巩固练习1. (单选)下列有关弹力的一些说法中，正确的是(　　)
A.只有弹簧才有可能施加弹力
B.施加弹力的物体一定有形变
C.墨水瓶放在课桌上，墨水瓶对课桌施加了弹力，但墨水瓶并没发生形变
D.压力就是竖直向下压的力B巩固练习2. (多选)关于弹力的方向,下列说法正确的是( B C )
A.弹力方向一定垂直于接触面
B.弹力方向不一定垂直于接触面
C.轻质绳对物体的弹力方向一定沿着绳子离开物体的方向,因为绳子只会发生拉伸形变
D.轻质绳对物体产生的弹力一定垂直于与绳相连的接触面巩固练习3.按下列要求画出图中物体所受弹力的示意图。

(a) (b) (c)
?
要求:(a)斜面对物块的支持力。
(b)墙壁对球的支持力。
(c)大球球面对小球的支持力。
答案:各物体所受支持力如图所示。4.(2014·浙江高考)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图连接起来进行探究。??布置作业
完成[课时学案]中交流讨论的内容