3.1 探究形变与弹力的关系 学案（粤教版必修1）

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§3.1 探究形变与弹力的关系
【学习目标】
一、知识目标
1、知道什么是弹力以及弹力产生的条件
2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的图示（力的示意图）中正确画出他们的方向。
3、知道形变越大，弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比
二、能力目标：21世纪教育网
培养学生在实际问题中能够确定弹力的方向
三、德育目标：
在实验中，培养其观察能力，结合实际的求实精神。
【学习重点】
弹力产生的条件、弹力的方向
【知识要点】21世纪教育网
弹力概念
相互接触
弹力 产生条件
发生形变
压力或支持力的方向
方向：
绳的拉力方向
【典型例题】
例1一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中，正确的是（ ）
　　A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
　　B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
　　C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
解析：地面受到向下的压力，这个压力的施力物是物体，所以应该是因为物体的形变产生了对地面的压力，故B是正确的选项。
物体受到向上的弹力，这个弹力的施力物是地面，所以应该是地面的形变产生了对物体的弹力，故C也是正确的选项。
本题正确的选项是BC。
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拓展：通过本题可以看出，弹力也是成对产生的。甲对乙挤压使乙产生形变，乙就会对甲产生弹力；同时乙对甲的弹力也使甲产生形变，甲的形变就对乙产生了弹力。一个物体的形变只能对别的物体产生弹力，不能对自己产生弹力。
正确解答 C
例2．如图3-2-1所示，一个球形物体静止于光滑水平面，并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点是球跟墙和地面的接出点，则下列说法正确的是（ ）
　　A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用
　　B.物体受重力、B点的支持力作用
　　C.物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用
D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用
解析：本题要排除二个干扰，一是地面的弹力就是B点的支持力；二是A点有没有弹力，在A点球虽然与墙壁接触但相互间没有挤压，所以在A点没有弹力。那么怎么样判断A点没有相互挤压的呢？我们可以用假设法，设想A处的墙壁撤消，球仍然保持静止状态，所以在A处没有弹力。
本题正确的选项是B。
拓展：在某些接触点处有无弹力难以确定时都可以用上述的假设法判断。我们设想B处的水平地面撤消，那么球就会下落，这就说明B处是有弹力的。例如图3-2-2中要判断静止的球与光滑平面AB、BC之间是否有弹力作用？
我们也可以用假设法：若将AB去掉，看受力物体球仍可以保持静止状态．故球A只受一个弹力N作用．
【规律总结】
弹力是否存在及其方向的判断方法：
(1)对于形变明显的情况，如弹簧的弹力，可由形变情况直接判断．
(2)对于形变不明显的情况，如支持面、杆或绳的弹力，常用假设法判断．其基本思路是：[来源:21世纪教育网]
①假设与研究对象接触的物体对研究对象无弹力的作用，判断研究对象的运动状态是否改变．
②若运动状态不变，则此处不存在弹力．
③若运动状态发生改变，则此处一定存在弹力．
(3)根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律判断．此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再根据牛顿第二定律确定合力的方向，然后根据受力分析确定弹力的方向．
【当堂反馈】21世纪教育网
1. 关于力的下述说法中错误的是（ ）
A．力是物体对物体的作用
B．只有直接接触的物体间才有力的作用
C．由有一定距离磁铁间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在
D．力的大小可以用天平测量
2. 关于重力下列说法正确的是（ ）
A．重力就是地球对物体的吸引力
B．只有静止的物体才受到重力
C．同一物体在地球上，无论向上或向下运动都受到重力
D．重力是由于地球吸引而产生的力
3. 如图1所示，篮球放在水平地板上并与直墙相靠，且处于静止状态，则篮球的受力情况是（ ）
A．受重力，水平面的支持力和墙面的弹力
B．受重力，水平面的支持力和墙面的静摩擦力
C．受重力，水平面的支持力和水平面的静摩擦力
D．受重力和水平面的支持力
4．关于弹性形变，下列说法正确的是（ ）
A．物体形状的改变叫弹性形变
B．一根铁丝用力折弯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弹性形变
D．物体受外力作用后的形变叫弹性形变
5．书放在水平桌面上，桌面会受到弹力的作用，产生这个弹力的直接原因是（ ）
A．书的形变 B．桌面的形变
C．书和桌面的形变 D．书受到的重力
6. 如图2所示，A、B两弹簧的劲度系数均为k(N/m)，两球重均为G（N），弹簧质量不计，两弹簧的伸长长度之和为（C ）
A． B． C． D．
7、如图3所示，所有接触面皆光滑，画出下列物体所受弹力的示意图。
8、在弹性限度内，一根弹簧的劲度系数是100N/m，当伸长了2cm时，弹簧的弹力是多大？当缩短了5cm时，弹簧的弹力是多大？（ ）
9、一根弹簧在弹性限度内，用3N拉时，其长度为20cm；用5N的力压时，其长度为12cm，求弹簧的自然长度是多少？
F/N 1.10 1.50 2.00 3.00 3.50 4.00
L/cm 22.00 22.35 22.70 23.31[来源:21世纪教育网] 23.65 24.00
10、用测力计水平拉一端固定的弹簧，以此来测定此弹簧的劲度系数k，测出的拉力F与弹簧长度L之间的数据如下表所示：
（1） 做出此弹簧的F-L图线。
（2） 图线与L的交点表示什么物理意义？其值为多少？此弹簧的劲度系数为多少？
【参考答案】
1. BCD 2. CD 3. D 4．C 5．A 6. C
7、物体所受弹力的示意图。
8、（2N，5N）
9、根据胡克定律由题有：； 解得l0=17cm
10、解析：（1）见下图
（2）原长，21.60
（3）179N/cm
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【达标训练】
1．产生弹力的条件是______________.
2．除拉伸或缩短形变外，还有______形变和_______形变。
3．压力和支持力的方向总是_______接触面,压力指向被____的物体，支持力指向被______ 的 物体；绳子的张力（拉力）总是沿着__________的方向.
4．弹力的大小与发生形变的物体的________有关，还与形变的_____有关；对于发生弹性形变的弹簧而言，弹力与弹簧的形变量（伸长或缩短的长度）成______.一弹簧的劲度系数为500N/m,它表示_______________________________,若用200N的力拉弹簧,则弹簧的伸长量为_____m.
5.关于弹性形变的概念，下列说法中正确的是（ 　）
A.物体形状的改变叫弹性形变
B.物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变
C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变
D.物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变
6.关于弹力下列说法正确的是( )
A.静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力
B.压力、支持力、绳中的张力都属于弹力
C.弹力的大小与物体的形变程度有关,在弹性限度内形变程度越大,弹力越大
D.弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同
7物体A受到外力作用发生弹性形变时,发生形变的物体A对使它发生形变的物体B产生弹力作用,下列说法中正确的是( )21世纪教育网
A.物体A先发生形变,后产生弹力
B.物体A先产生弹力,后发生形变
C.弹力和形变是同时产生同时变化的21世纪教育网
D.物体A由于形变而对物体B产生了弹力作用
8．如图3－2－5所示,物体A静止在斜面B上.下列说法正确的是(　 )
A.斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的[来源:21世纪教育网]
B.物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的
C.斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的
D.物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相同的
9关于弹簧的劲度系数k,下列说法正确的是( )
A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大
B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关
C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小
D.与弹簧本身特性,所受拉力的大小.形变大小都无关
10如图3－2－6所示,小球A系在坚直拉紧的细绳下端,球恰又与斜面接触并处于静止状态,则小球A所受的力是( )
A.重力和绳对它的拉力
B.重力、绳对它的拉力和斜面对它的弹力
C.重力和斜面对球的支持力
D.绳对它的拉力和斜面对它的支持力
11.将G=50N的物体悬挂在轻质弹簧上,弹簧伸长了2.0cm,静止时弹簧的弹力是多大 弹簧的劲度系数多大(如图甲)将弹簧从挂钩处摘下,在0点施加一个竖直向上的50N的拉力(图乙),物体仍然静止,那么弹簧的伸长量又是多少
12.如图3-2-9所示，是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图，下列说法中正确的是 ( )
A.弹簧的劲度系数是2 N／m
B.弹簧的劲度系数是2X103N／m
C.当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧伸长为x2＝40 cm[来源:21世纪教育网]
D.当弹簧伸长为x1＝20cm时，弹簧产生的拉力是F1＝200
【达标训练参考答案】
1、接触并且有形变2、弯曲，扭转
3、垂直于，压，支持；绳子收缩
4、材料，程度,正比该弹簧形变量为1m时产生弹力500N 0.4
5、D 6、BCD 7、CD 8、CD 9、B 10、A
11、50N，2500N/m 2.0cm 12、 BC
【反思】
收获
疑问
【阅读资料】
1678年，胡克阐述了胡克定律，也称弹性定律，是胡克最重要的发现之一，也是力学最重要基本定律之一。为了证实这一定律，胡克做了大量实验，制作了各种材料构成的各种形状的弹性体。他还进一步把弹性应用于实际问题。在宣布弹性定律的同时还进行了简谐运动的最早分析，证明了弹簧振动是等时的。由此，他把弹簧应用于钟表制造，取得了巨大成功。我国东汉时期科学家郑玄在为《考工记》作注解时写道：“假令弓力胜三石，引之中三尺，弛其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺。”他的意思是弓有弹性，在弓弦上每增加一石的重物，弓就伸张一尺。他得出这个定量关系比胡克的发现早了约1500年。但至今世界上学物理的人都知道胡克，却少有知道郑玄的。这是为什么？可见，对物理的探索不能只停留在解决眼前问题上，而应该将经验或结论提升到理论的高度，使理论能被更广泛地应用。
图1
B
A
图2
L/cm
F/N
1.00
2.00
3.00
4.00
20
21
22
23
24
25
10题图
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