2017-2018学年鲁科版必修一4.2_形变与弹力课件（45张）

课件45张PPT。4.2 形变与弹力牵引列车、锻打工件、击球、弯弓射箭、推、拉、提、举……都是常见的弹力弹力从本质上来说，是由电磁力引起的形变：物体被弯曲物体的形状或体积的改变叫做形变。、压缩、拉长、扭转等。形变后能恢复原状形变后不能恢复原状
弹性形变非弹性形变如果形变过大，超过一定限度，即使撤去作用力，物体也不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度[讨论]：
我用力推墙或压桌面，那么墙和桌面也会发生形变吗？总结：任何物体都可以发生形变[猜想]：物体发生弹性形变后要恢复原状，对与它接触的物体会有什么作用呢？实例分析1 我们现在一起来进行下面的操作：用手扯住弹簧或橡皮筋的两端，在其的弹性限度范围内拉弹簧或橡皮筋，使其发生形变。在操作的同时，用心体会一下手与弹簧或橡皮筋之间的相互作用。实例分析2 两手拇指根处相互挤压，发生形变。用心体会两手间的相互作用。 [猜想]：物体发生弹性形变后要恢复原状，对与它接触的物体会有什么作用呢？1、概念：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。2、弹力产生的条件：施力物体受力物体直接接触 + 发生弹性形变弹力产生在直接接触并发生弹性形变的物体之间。接触力F1F2 两个相互接触的物体间一定会产生弹力吗？如何判断弹力的存在？设想,如果右面墙壁撤去时,A物体会“动”,则有弹力,否则没有.“弹力有无的判断”跟踪练习：判断球与斜面间有无弹力弹力的方向 绳子（橡皮筋）沿着绳而指向绳收缩的方向支持面上的支持力和压力过接触点
垂直接触面(平面或公切面)
指向受力物体要点二 弹力方向的确定
弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上，几种常见情况如下表：
1、平面与平面接触总结：弹力垂直接触面例题1：分析A受到的弹力（A均处于静止状态）·OABF1F2A点处是半圆球壳（点）与棒（平面）相接触B点处是半圆（圆弧面）与棒（点）相接触
过接触点
垂直接触面(平面或公切面)
指向受力物体
总结：弹力通过接触点垂直于平面或曲面的切面 2、点与面接触例题2：分析物体A受到的弹力（A均处
于静止状态）3、曲面与曲面接触例3：分析球A所受到的弹力总结：弹力的方向总是垂直接触面或曲面的切面，并指向被压或被支撑的物体。支持力与压力属于弹力A例2　在下图所示图中画出物体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【答案】　它们所受弹力的示意图如图所示：
变式2　请在图中画出杆或球所受的弹力．
(a)杆靠在墙上
(b)球用细线悬挂在竖直墙上
(c)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
【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．
(a)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，弹力方向与接触点所在的平面垂直．如图(a)所示．
(b)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(b)所示．
(c)当重心不在球心处时，弹力作用也必通过球心点2，如图(c)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．
弹力的大小弹力的大小跟形变的大小有关系，在弹性限度内，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也消失.
弹簧的弹力实验探究推论：弹力的大小跟形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也消失.
胡克定律：弹簧发生弹性形变时.弹力的大小Ｆ与弹簧伸长（或缩短）的长度Ｘ成正比．
胡克定律式中的x是弹簧的形变量，k称为弹簧的劲度系数 单位是牛顿每米，单位的符号是N/m图像的斜率代表什么？弹簧的劲度系数 例：一根劲度系数为103N/m的弹簧,在受500N的力作用时, 长度为63cm,当不受外力作用时, 弹簧的长度可能为: ( )
A. 83cm B. 13cm
C. 113cm D. 38cm 注：对于弹簧，要注意有伸长与压缩两种状态。 BC 例3　一根轻质弹簧，当它受到10 N的拉力时长度为12 cm，与它受到25 N的拉力时长度为15 cm，问弹簧不受力时的自然长度为多少？该弹簧的劲度系数为多少？
【解析】　同一弹簧劲度系数k是不变的，作用力不同，弹簧的形变量不同，但都遵从胡克定律．
解法一：设弹簧的自然长度为l0，由胡克定律有：
当F1＝10 N，l1＝12 cm时，F1＝k(l1－l0)
当F2＝25 N，l2＝15 cm时，F2＝k(l2－l0)
【答案】　10 cm　500 N/m 变式3　一根弹簧在弹性限度内，对其施加30 N的拉力时，其长度为20 cm，对其施加30 N压力时，其长为14 cm，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数．
【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)①
对其施加压力时，有F2＝k(l0－l2)②
解得：l0＝17 cm，k＝1000 N/m.
【答案】　17 cm　1000 N/m
典例1　一辆汽车停在水平地面上，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；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
B．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变
C．汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变
易错点1：对弹力产生原因理解不到位
D．以上说法都不正确
纠错补练1　下列关于弹力的说法正确的是(　　)
A．木板放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生了形变而产生的
B．拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，因为木头发生了形变而产生的
C．绳对物体的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向
D．挂在电线下的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的
【答案】　CD 易错点2：不能正确分析轻杆的弹力
典例2　如下图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力(　　)
A．大小为2 N，方向平行于斜面向上
B．大小为1 N，方向平行于斜面向上
C．大小为2 N，方向垂直于斜面向上
D．大小为2 N，方向竖直向上
【错因分析】　误认为杆中的弹力一定沿杆而错选．
【解析】　小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态，由二力平衡知识可知，杆对小球的弹力与重力等大、反向．
【正确答案】　D
【题后反思】　杆中的弹力可能沿杆也可能不沿杆，而轻绳的弹力一定沿渑．
纠错补练2　如图所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球．小车处于静止状态，分析杆对球的弹力的大小和方向．
【解析】　由于球处于平衡状态，根据二力平衡的条件知，杆对球的弹力方向与重力方向相反，竖直向上，弹力大小与球的重力大小相等，为mg.
【答案】　mg，竖直向上1．关于弹力的方向，下列说法正确的是(　　)
A．压力的方向总是垂直于接触面，并指向被压物体
B．支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持物体
C．绳对物体拉力的方向总是沿着绳，并指向绳收缩的方向
D．杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向
【解析】　本题主要考查了弹力的方向问题，压力、支持力总是垂直于接触面，由施力物体指向受力物体，绳子类软物体产生的弹力一定沿绳子收缩的方向，而杆产生的弹力方向不一定，要具体情况具体分析．
【答案】　ABC
2．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．书对桌面的压力就是书受的重力，施力物体是桌子
C．书对桌面的压力是弹力，在数值上等于书受的重力
D．书能静止，是由于书的重力大于桌面对书的支持力
【解析】　书对桌面的压力属弹力，其施力物体是书，A、B错；由于书处于静止状态，书的重力与书受到桌面的支持力大小相等，而书对桌面的压力和桌面对书的弹力大小相等，故书对桌面的压力与重力在数值上相等，C对、D错．
【答案】　C
3．一物体静止在斜面上时，正确表示斜面对物体的弹力F的方向的图是 (　　)
【解析】　物体所受的弹力是支持力，要先找接触面，就是斜面，支持力应该垂直于斜面，从接触位置指向物体，所以答案为A.

4．原长为16 cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100 N的力由两端反
向拉时，弹簧长度变为18 cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲
一人用200 N的力拉，这时弹簧长度变为________ cm，此弹簧的劲度系数为
________ N/m.
【答案】　20 cm　5×103 N/m
课堂小结
、弹力的作用点：
两物体接触处，在受力物体上
三、一、弹力产生条件：
1、直接接触 2、发生弹性形变
二弹力的方向：
与发生弹性形变的物体恢复原状的方向相同
1、绳的拉力沿着绳指向绳收缩的方向
2、压力和支持力的方向都过接触点垂直接触
面(平面或公切面)指向受力物体
四、弹力大小：
与弹性形变量的大小有关
1、弹簧弹力：胡克定律 F ＝ k x
2、其它弹力：由物体受其它力和运动状态求解
（二）弹力的三要素大小方向作用点接触力两物体接触处，在受力物体上
与发生弹性形变的物体恢复原状的方向相同与弹性形变量的大小有关1.如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为k=4×102N/m，悬挂的重物的质量分别为m1=2 kg和m2=4 kg.若不计弹簧质量，取g=10 m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为 ( )
A. 5 cm，10 cm? B.10 cm，5 cm
C.15 cm，10 cm D. 10 cm，15 cmC课堂小结一、弹力产生条件：
1、直接接触 2、发生弹性形变
二、弹力的作用点：
两物体接触处，在受力物体上
三、弹力的方向：
与发生弹性形变的物体恢复原状的方向相同
1、绳的拉力沿着绳指向绳收缩的方向
2、压力和支持力的方向都过接触点垂直接触
面(平面或公切面)指向受力物体
四、弹力大小：
与弹性形变量的大小有关
1、弹簧弹力：胡克定律 F ＝ k x
2、其它弹力：由物体受其它力和运动状态求解
末受到拉力时绳子形变方向拉力 绳的弹力:： 是由于绳被拉长而对所拉物体产生的弹力，方向沿着绳而指向绳收缩的方向。FN方法：撤去支撑物法 假设法+共点力平衡法FFNF不平衡不平衡不平衡