鲁科版_必修1_第2节 形变与弹力课件35张PPT

第二节
弹力
一、形变
1、形变：物体形状和体积发生的改变
拉伸
压缩
弯曲
扭转
2、形变的分类
1）按形变程度分

2）按可否恢复分
明显形变
微小形变
非弹性形变
弹性形变
弹性限度
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
发生形变的物体在停止受力后，能恢复原状的形变称为弹性形变
桌子上放着本书，书和桌面有没有发生形变呢？
问题
都发生了微小形变
（微小形变的演示一）
手挤压玻璃瓶，观察水柱的变化。
二、弹力：
1、指发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用
物体1受到物体2的作用
物体1发生了形变
物体1对物体2产生了弹力
2、作用过程
3、弹力的施力物体与受力物体：
发生形变的物体
与施力物体接触，使它发生形变，并阻碍其恢复原状的物体
4、产生的条件 （产生原因）
（1）、物体间相互接触
（2）、物体发生弹性形变
接触力
（1）弹力的施力物体：
（2）弹力的受力物体：
弹力有无的判断
对于微小形变，用假设推理法
光滑水平面并排放着静止的木块A、B
假设A、B间有弹力
以B为研究对象，B受力：
G
N地
NA→B
B不可能静止，所以A、B间没有弹力
弹力有无的判断
判断球与斜面间有无弹力
假设球与斜面间有弹力
以球为研究对象，球受力：
G
FT
FN斜面→球
球不可能静止，所以球与斜面间没有弹力
弹力有无的判断
光滑球静止在水平地面
假设球与木块间有弹力
以球为研究对象，球受力：
G
FN
FN木块→球
球不可能静止，所以球与斜面间没有弹力
例：分析书放在桌面或倾斜木板上时,
书和木板所受的弹力
书
木板
书
板
FN1
FN1
FN2
FN2
三、弹力的方向：(压力、支持力方向）
各种接触面间的弹力方向判断:
曲面与平面接触
FN
FN
FN`
曲面与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
点与平面接触
FN
FN`
点与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
光滑斜面
A
B
FNA
FNB
点与曲面接触
点与曲面间弹力方向：
与过接触点的切面垂直并指向受力物体
N1
N2
半球形的碗
A
B
NA
NB
曲面与曲面接触
曲面与曲面间弹力方向：
与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
半球形的碗
FN
A
B
N
NB对A
判断下列支持面对物体弹力的方向
点和曲面接触，弹力通过接触点垂直于切面
点和线接触，弹力通过接触点垂直于线
结论：压力、支持力方向总跟接触面垂直，指向受力物体
例：三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a，b，c，支点P、Q在同一水平面上，a球的重心O，位于球心，b球和c球的重心Ob和Oc分别位于球心的正上方和球心的正下方，如图所示，三球均处于平衡状态，支点P对a球的弹力为Na，对b球和c球的弹力分别为Nb和Nc则下列
说法正确的是（ ）
A.弹力Na、Nb、Nc的方向均由P 点指向球心
B.弹力Na、Nb、Nc的方向均由P 点指向重心
C.弹力Na、Nb、Nc的方向都竖直向上
A
b
?
Oa
?
?
?
?
Ob
Oc
P
P
P
Q
Q
Q
a
c
下列画出的光滑小球所受到的所有弹力示意图正确的有（ ）
例、画出下列光滑小球所受到的所有弹力。
丙
结论：绳上弹力方向总是沿着绳而指向绳子收缩的方向即指向施力物体
绳子的拉力也是弹力，那么绳子的拉力的方向如何呢？
轻绳的受力特点：
1、只能拉不能压；
2、轻绳的拉力一定沿绳方向；
3、同一根绳子张力处处相等。
轻绳受力特点
G
Ta
Tb
a
b
例如画出下列各物体所受弹力
A
A
分析下列物体所受的力
A
B
B
G
FT
A
G`
FT2
FT1
1
2
弹簧弹力方向又什么样的呢?
弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状方向.
轻杆受力特点
轻杆的含义：
不计质量不发生明显形变的杆
轻杆受力特点：
1、可拉可压；
2、杆所受的力不一定沿杆的方向；可能沿任意方向
四、弹力的作用点和大小
1、弹力的作用点：两物体接触处，在受力物体上。
2、对于同一物体，弹力大小同形变大小有关。
利用力的平衡来计算
利用牛顿第二定律
弹簧弹力大小计算—— 胡克定律
例1：两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，如图所示．不计摩擦，A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为多少？
FT=mg
FN=(M-m)g
例2：如图A、B两物体重力分别是GA=3N、GB=4N，A用悬绳挂在天花板上，B放在水平地面上，A、B间的轻弹簧的弹力F=2N，则绳中张力FT和B对地面的压力FN的可能值分别为（ ）
C、1N和6N
D、2N和5N
A、7N和0N
B、5N和2N
BC
例3：如图所示，A、B是质量均为m的两条磁铁，C为木块，水平放置。静止时B对A的弹力为F1，C对B的弹力为F2，则：（ ）
A、F1＝mg，F2=2mg　　
B、F1＞mg，F2=2mg　
C、F1＜mg，F2=2mg　
D、F1＞mg，F2＞2mg
N
S
N
S
A
B
C
B
实验目的
1、探究弹力与 的定量关系。
2、学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。
实验原理
1、如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与 大小相等。
弹簧伸长
所挂钩码的重力
探究弹力与弹簧伸长量的关系
五、胡克定律：
2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描写实验所测得的各组（x，F）对应的点，用 的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
平滑
结论：胡克定律
1、内容：
弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。
2、公式：
F ＝ k x
其中：k——弹簧的劲度系数 (与弹簧的丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法和长度等量有关)
单位：牛每米， 符号N/m
x——弹簧伸长（或缩短）的长度
例：如图所示，为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系，试由图线确定：
（1）弹簧的原长；
（2）弹簧的劲度系数；
（3）弹簧长为0.2m时弹力的大小．
（1）10cm
（2）200N/m （3）20N
练习：两根长均为20cm的弹簧，劲度系数分别为k1＝200N/m，k2＝100N/m，弹簧k2固定在A上，弹簧k1固定在A、B上，B放在水平地面上，弹簧竖直，如图所示。已知A、B所受的重力都是4N，今在k2的端点P施加一个竖直向上的力，缓慢地向上拉，当P点向上升距离为多少 时，
B和地面恰好接触而没有作用力。
弹簧自重不计。
12cm
小结
一、弹力产生条件：
① 直接接触
② 发生弹性形变
二、弹力方向
1、压力和支持力：
方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体（受力物体）。
2、轻绳的弹力（又叫拉力或张力）：
绳的拉力沿着绳指向绳 收缩的方向（即指向施力物体）
小结
三、弹力大小：
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（根据平衡条件或牛顿定律计算）