2020-2021学年高一物理人教版必修一教案：3.2-弹-力-Word版含解析.docx

3.2弹力目标定位1.知道形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变.2.知道弹力的定义及产生的条件，会推断两个物体间是否存在弹力，并会推断弹力的方向.3.把握胡克定律并能用此定律解决有关问题一、弹性形变和弹力1形变：物体在力的作用下外形或体积的转变2弹性形变：物体在形变后，撤去作用力时能够恢复原状的形变3弹性限度：假如形变过大，超过肯定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原状，这个限度就叫弹性限度4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的力想一想：两个接触的物体间肯定有弹力作用吗？答案不肯定；弹力产生的条件是接触且发生弹性形变，两物体接触，不肯定有弹性形变，所以不肯定有弹力二、几种弹力1压力和支持力的方向总是垂直于物体的接触面；2绳的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向，绳中的弹力经常也叫张力想一想：放在水平桌面上的书与桌面相互挤压，书对桌面产生的弹力F1竖直向下，常称作压力，桌面对书产生的弹力F2竖直向上，常称作支持力，如图321所示图321F1与F2分别是哪个物体发生形变产生的？答案书对桌面产生的压力是由于书的形变，对桌面产生向下的弹力，而桌面对书产生的支持力是由于桌面发生形变，对书产生向上的弹力三、胡克定律1内容：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2公式：Fkx，其中k为弹簧的劲度系数，单位：牛顿每米，符号：N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度想一想：对于同一根弹簧，被拉得越长，弹簧的弹力就越大，那么弹簧的弹力大小是否与其长度成正比？答案不是；弹簧的弹力在其弹性限度内与形变量成正比，不是与长度成正比.一、弹性形变和弹力1形变：物体在外力作用下外形或体积的变化叫做形变假如外力撤去后物体能够完全恢复原状，这种形变叫做弹性形变，不能完全恢复原状的形变叫做非弹性形变一般状况下，若无特殊说明，形变通常指的是弹性形变2弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力3产生弹力的条件：(1)两个物体直接接触；(2)接触面上发生弹性形变留意：任何物体受力后都会发生形变，只是有的物体发生的形变较为明显，有的物体的形变不明显，用特殊的方法才能观看到如图322所示，松软的弹簧受力后发生明显的形变；桌面受到压力后会向下弯曲，但是肉眼不能直接观看到，用图示的方法可观看到桌面的形变(其中M、N是两块平面镜)图322例1下列关于弹力的说法中正确的是()A相互接触的两个物体间必定有弹力存在B不接触的物体间也可能存在弹力C只要物体发生形变就肯定有弹力D在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力解析弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形变所以D正确，A、B、C错误答案D针对训练(20212022江苏期中)在各项体育运动中，有弹力消灭的状况比较普遍，如图323所示的就是一个实例下列说法正确的是()图323A跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B跳板和运动员的脚都发生了形变C运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的D跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的解析跳板和运动员的脚由于都受到力的作用，所以都要发生形变；运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的，跳板受到的压力是运动员的脚发生形变而产生的B、C正确答案BC二、几种弹力及方向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，几种常见状况如下：1面与面、点与面、点与点接触方向：垂直公共接触面，如图324.图3242轻绳方向：沿绳收缩方向，如图325.图3253轻杆方向：可沿杆也可不沿杆，如图326.图3264弹簧沿弹簧形变的反方向，如图327图327留意：1.压力、支持力的方向都垂直于接触面，确定它们的方向关键是找准它们的接触面或接触点的切面.2.轻杆的弹力方向较为简单，一般依据物体的平衡及运动状态确定杆的弹力的方向例2在如图328所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态图328解析甲属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中P与斜面接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面对上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面对左上方，且都过球心；丁中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上它们所受弹力的示意图如图所示答案见解析图针对训练在如图329所示中，画出甲图球和乙图木杆受到的弹力和重力(图中O点是物体的重心，P点是球的球心)图329解析点与点接触间的弹力方向与切面垂直，指向受力物体，由于受力物体是球状，所以肯定过球心受力示意图如下：答案见解析三、胡克定律1内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比2公式：Fkx，式中的k称为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m.3对胡克定律的理解(1)胡克定律成立的条件是：弹簧发生弹性形变，即必需在弹性限度内(2)Fkx中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长或缩短的长度，而不是弹簧的总长度(3)Fkx中的k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素打算，与弹力F的大小和伸长量x无关(4)由Fkx可知，弹簧上弹力的变化量F与形变量的变化量x也成正比关系，即Fkx.例3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；挂一重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？解析弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即Fkx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于弹簧伸长后总长度L减去弹簧原长L0，即xLL0.转变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G14 N的重物时弹簧的长度为L1，挂G26 N的重物时弹簧的长度为L2，则L112 cm，L213 cm，由胡克定律得：G1k(L1L0)G2k(L2L0)代入数据解得：L010 cm，k200 N/m即弹簧原长为10 cm，劲度系数为200 N/m.答案10 cm200 N/m