2011年《随堂优化训练物理》 广东教育版必修一第三章 第一节 探究形变与弹力的关系

(共16张PPT)
第三章
研究物体间的相互作用
第一节 探究形变与弹力的关系
认识形变
1．认识形变：物体形状发生变化简称为____．常见的形变
有____形变、____形变、____形变、____形变．
2．微小形变不能直接观察，要采取__________显示微小形
变．
3．弹性形变：任何物体受到外力作用后都会产生形变，撤
去外力后，物体能_____________的形变．
形变
压缩
拉伸
弯曲
扭曲
“放大法”
完全恢复原状
用手去拍桌面，发生形变的是？
弹性与弹性限度
1．弹性：物体在外力作用下发生形变，撤去外力后物体具
有恢复原状的性质称为_____．弹性作为物体的一种性质，它与
物体是否已发生形变无关．
2．弹性限度：形变过大，超过一定的限度，物体的形变将
__________，这个限度叫做弹性限度．
答案：手和桌面都发生了形变．
弹性
无法恢复
探究弹力
1．弹力：产生_____的物体要恢复原状，会对与它接触的物
体产生力的作用．
2．各种弹力：压力、支持力、拉力等都是弹力．
3．弹力的方向
(1)压力和支持力：垂直于支持面指向被___的物体或被____
的物体．
(2)拉力：沿绳子指向绳子_____的方向．
形变
压
支持
收缩
4．胡克定律
(1)内容：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．
(2)表达式：______，式中 k 为弹簧的劲度系数．
5．弹力与弹簧伸长量的关系示意图(如图 3－1－1 所示)
图 3－1－1
F＝kx
“弹簧弹力 F 的大小与弹簧的伸长(或缩短)量 x 成正比”这
句话在任何情况下都成立吗？
答案：在弹簧的弹性限度内才成立，超过其弹性限度则不成立．
力的图示
1．力的图示：用一有向线段把力的____、
______、_______表示出来的方法，如
图 3－1－2 所示．
大小
方向
作用点
图 3－1－2
2．力的示意图：用一有向线段把力的____、______表示出
来的方法，如图 3－1－3 所示．
图 3－1－3
方向
作用点
弹力的分析及其计算
1．弹力的分析
(1)产生的条件：①物体直接相互接触；②物体发生弹性形
变．
(2)各种弹力的方向：①压力、支持力的方向总是垂直于支
持面指向被压或被支持的物体；②拉力的方向沿绳子指向绳子
收缩的方向．
力的图示 力的示意图
表示方法 用一根带箭头的有向线段
表示，线段是按一定的比例
(标度)画出的 用一根带箭头的有向
线段表示
2．弹簧弹力的计算
(1)原理：胡克定律，即在弹性限度内，弹簧弹力 F 的大小
与弹簧的伸长(或缩短)量 x 成正比．
(2)公式：F＝kx.
力的图示与力的示意图的区别和联系
主要区别 画力的图示必须选标度，线段的长短严格表示了
力的大小，力的示意图中长度的长短不严格表示
力的大小，所以不用选标度
联系 力的图示和力的示意图都能将一个力完整的表示
出来，从它们上面可以看到力的大小、方向和作
用点
相互接触的物体间的弹力
[例 1]如图 3－1－4 所示，光滑小球处于静止状态．试画 AB、
BC 对球的弹力情况．
图 3－1－4
答
案：如图 3－1－5.
图 3－1－5
思路点拨：弹力产生的条件是接触和形变．
1．画出图 3－1－6 中光滑平面间静止小球受弹力的情况．
图 3－1－6
答案：图略(提示：由于光滑，只受水平面对球的支持弹力)
胡克定律的应用
[例 2]一轻弹簧原长为 12 cm，在它的下端挂一个重 4 N 的
物体，弹簧的长度为 14 cm，若在它的下端挂一个质量为 800 g
的物体时，弹簧长度应该为(
)
B
A．28 cm
C．20 cm
B．16 cm
D．26 cm
思路点拨：根据胡克定律计算，要弄清弹簧的伸长(或缩短)
量．
2．关于胡克定律，下列说法不正确的是(
)
B
A．由 F＝kx 可知，在弹性限度内弹力 F 的大小与弹簧形
变量 x 成正比
B．由 k＝F/x 可知，劲度系数 k 与弹簧的弹力 F 成正比，
与弹簧长度改变量 x 成反比
C．弹簧的劲度系数 k 是由弹簧本身的因素决定，与弹力 F
的大小和弹簧形变量 x 的大小无关
D．弹簧劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度
时弹力的大小
解析：劲度系数 k 与弹簧的长度、弹簧丝的粗细、单位长
度上的匝数和材料有关，与弹力 F 和弹簧形变量 x 的大小无关，
则选 B.
【教师参考·备选题】一轻质弹簧原长为 10 cm，在它下端
挂一个质量为 500 g 的物体时，弹簧的长度变为 12 cm，若在它
的下端挂上一个质量为 1 kg 的物体时，弹簧长度应为多长？
解：由胡克定律知，在其弹性限度内弹簧受到的弹力与其
形变量成正比．当挂上质量为 500 g 的物体时，弹簧伸长为(12
－10)cm，即 2 cm；当挂上质量为 1 kg 的物体时，弹簧所受拉
力加倍，故其伸长量也加倍，为 4 cm，则此时弹簧长为 14 cm.
[例 3](双选)下列说法正确的是(
)
CD
A．木箱对水平面的压力就是木箱的重力
B．木箱对地面的压力是由于地面的形变而产生的
C．木箱对地面的压力是由于木箱的形变而产生的
D．地面对木箱有支持力是因为地面发生了形变
错因：未能正确理解弹力产生的条件及弹力的施力物体和
受力物体判断．
正解：木箱对地面的压力的受力物体是地面，产生原因是
由于木箱的形变，而木箱重力的受力物体是木箱本身；地面对
木箱有支持力的作用，是因为地面在木箱的挤压下产生了形变，
有了弹力作用．