高中物理必修一第三章第二节-弹力优秀课件.ppt

1、3.23.2 弹力弹力北京奥运冠军张娟娟在射箭比赛中刺激的休闲运动蹦极号称梦之队的中国跳水女队在3米板跳水比赛中撑杆跳蹦床挑水一、形变一、形变1、形变：物体形状和体积发生的改变、形变：物体形状和体积发生的改变（伸长、缩短、弯曲、扭转等）（伸长、缩短、弯曲、扭转等）软的物体能看见形变软的物体能看见形变,那么那么坚硬坚硬的物体能否发生形变呢？的物体能否发生形变呢？问题问题有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不过形变很微小都有形变，只不过形变很微小。 一切物体受到外力作用都要发生形

2、变一切物体受到外力作用都要发生形变显示微小形变的观察（一）显示微小形变的观察（一）作用在物体上的外力作用在物体上的外力越大越大，物体的形变就，物体的形变就越大越大。2、形变的分类、形变的分类 1）按对外按对外表现形式表现形式上分拉伸形变（或压缩形上分拉伸形变（或压缩形变）、弯曲形变、扭转形变等。变）、弯曲形变、扭转形变等。 2）按可否按可否恢复原状恢复原状分分非弹性形变非弹性形变弹性形变弹性形变发生形变的物体在停止发生形变的物体在停止受力后，能恢复原状的受力后，能恢复原状的形变称为形变称为弹性形变弹性形变弹性限度弹性限度如果形变过大，超过如果形变过大，超过一定限度，即使撤去一定限度，即使撤去作

3、用力，物体也不能作用力，物体也不能完全恢复原来的形状，完全恢复原来的形状，这个限度叫这个限度叫弹性限度弹性限度（二）弹力（二）弹力 ：（1）定义：）定义： 发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对与它接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力与它接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力（2）产生条件：）产生条件： 物体间物体间相互接触相互接触 物体间发生物体间发生弹性形变弹性形变（3）支持力和拉力都属于弹力。）支持力和拉力都属于弹力。接触力接触力【理解应用一理解应用一】谁形变谁形变 谁产生弹力谁产生弹力 谁是施力物体谁是施力物体 弹力是施力物体发生形变产生

4、的弹力是施力物体发生形变产生的方法指导方法指导一、形变与弹力一、形变与弹力例例1 1关于弹力，下列说法正确的是关于弹力，下列说法正确的是()A拉力、压力、支持力在性质上均为弹力拉力、压力、支持力在性质上均为弹力B物体由于发生了弹性形变，会对使其发生弹性形变的物体施加弹力物体由于发生了弹性形变，会对使其发生弹性形变的物体施加弹力作用作用C对于同一根弹簧，弹性形变越大，弹力越大对于同一根弹簧，弹性形变越大，弹力越大D许多物体可以在不发生形变的条件下对物体施以弹力作用许多物体可以在不发生形变的条件下对物体施以弹力作用ABC解析解析准确掌握弹力产生的条件、弹力大小的相关因素准确掌握弹力产生的条件、弹力

5、大小的相关因素是解答此问题的关键，具体分析见下表所示：是解答此问题的关键，具体分析见下表所示：答案答案ABC选项选项内容指向，联系分析内容指向，联系分析结论结论A拉力、压力、支持力均是由弹性形变产生的，所以均为拉力、压力、支持力均是由弹性形变产生的，所以均为弹力弹力.正确正确B发生弹性形变的物体，会对使其发生弹性形变的物体产发生弹性形变的物体，会对使其发生弹性形变的物体产生弹力的作用生弹力的作用.正确正确C弹簧弹力大小由弹簧的劲度系数和弹性形变大小共同决弹簧弹力大小由弹簧的劲度系数和弹性形变大小共同决定，对于同一根弹簧，劲度系数一定，弹性形变越大，定，对于同一根弹簧，劲度系数一定，弹性形变越大

6、，弹力越大弹力越大.正确正确D要产生弹力作用必须发生弹性形变要产生弹力作用必须发生弹性形变.错误错误误区误区警示警示本题易误选本题易误选D.根据经验，有很多形变是肉眼观察不到的，故而根据经验，有很多形变是肉眼观察不到的，故而错选错选.练习练习1关于弹力产生条件的说法中，正确的是关于弹力产生条件的说法中，正确的是（ ）A、物体间不相互接触，也能产生弹力。、物体间不相互接触，也能产生弹力。B、只要两物体接触就一定会产生弹力。、只要两物体接触就一定会产生弹力。C、只有弹簧才能产生弹力。、只有弹簧才能产生弹力。D、两个物体直接接触且互相挤压发生、两个物体直接接触且互相挤压发生 形变时才会产生弹力。形变

7、时才会产生弹力。D【跟踪练习跟踪练习1 1】打网球时，网球和网球拍接触瞬间打网球时，网球和网球拍接触瞬间下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.在接触处只有网球拍有弹力产生在接触处只有网球拍有弹力产生B.在接触处网球和网球拍都产生弹力在接触处网球和网球拍都产生弹力C.网球对网球拍的弹力是网球形变网球对网球拍的弹力是网球形变后后 对网球拍施加的力对网球拍施加的力D.网球拍对网球的弹力是网球拍形网球拍对网球的弹力是网球拍形变变 后对网球施加的力后对网球施加的力BCD 判断弹力有无的方法判断弹力有无的方法 （1）弹力产生的条件）弹力产生的条件 （2）假设法）假设法 （3）力的作用效果）力的作用效

8、果FN光滑平面知识精析知识精析一、弹力存在的判定一、弹力存在的判定判断弹力的有无一般有以下三种方法：判断弹力的有无一般有以下三种方法：1根据弹力产生的条件来判断：看物体是否存在弹性根据弹力产生的条件来判断：看物体是否存在弹性形变及弹性形变的方向形变及弹性形变的方向2利用假设法判断利用假设法判断可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，看物体还可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，看物体还能否在原位置保持原来的状态，从而判断该物体是否受弹力能否在原位置保持原来的状态，从而判断该物体是否受弹力作用作用例如：如图例如：如图132所示，将甲图中与小球接触的斜面去所示，将甲图中与小球接触的斜面去掉，小球

9、无法在原位置保持静止，而把乙图中的斜面去掉，掉，小球无法在原位置保持静止，而把乙图中的斜面去掉，小球仍静止，故甲球受斜面的弹力，乙球不受斜面的弹力小球仍静止，故甲球受斜面的弹力，乙球不受斜面的弹力图图1323利用力的作用效果分析利用力的作用效果分析如图如图133所示，光滑水平面上的球靠在竖直面上静止，所示，光滑水平面上的球靠在竖直面上静止，竖直面是否对球产生力的作用？假设竖直面对球产生了力的竖直面是否对球产生力的作用？假设竖直面对球产生了力的作用，由力的作用效果可知，球不会静止，故可判定没有水作用，由力的作用效果可知，球不会静止，故可判定没有水平弹力产生平弹力产生图图133二、假设存在法：二、

10、假设存在法：例、光滑水平面上AB两物体紧挨着保持 静止，则它们之间有弹力吗？ABAB解：解：直接判断法无法判断出，因为你根本看不出它们之间是否有弹性形变。可以用假设法。假设AB之间有挤压，则A对B有向右的弹力，B对A有向左的力。真是这样，则AB均不能保持静止，与题设矛盾。所以没有挤压。三、隔离法三、隔离法:AB将相互接触的两个物体中拿走一个，看对另一个物体是否有影响解：取走B球后，A仍静止，运动状态未变化，可以断定AB之间原来没有作用力。A【巩固小练习巩固小练习】在下图中在下图中a a、b b表面均光滑表面均光滑, , 天花板和地天花板和地面均水平，面均水平，a a、b b间一定有弹力的是间一

11、定有弹力的是( ) ( ) B（三）弹力的方向：（三）弹力的方向：弹力的方向弹力的方向总是总是跟引起物体形变的外力跟引起物体形变的外力方向方向相反相反，跟物体形变的方向，跟物体形变的方向相反相反。1、绳子（弹簧）的拉力方向是沿绳子而指向、绳子（弹簧）的拉力方向是沿绳子而指向 绳子收缩的方向。绳子收缩的方向。2、压力（支持力）的方向总是垂直于支持面、压力（支持力）的方向总是垂直于支持面而指向被压（被支持）的物体。而指向被压（被支持）的物体。v点与平面接触NN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ABNANB判断下列支持面对物体弹力的方向？判断下列支持面对物体弹力的方向？点与面接

12、触点与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体N1N2平面与曲面接触（分析A物体）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NABNNB对AA2. 绳的拉力绳的拉力:细绳的拉力沿绳子指细绳的拉力沿绳子指向绳子收缩的方向向绳子收缩的方向 .方向：杆与地面（或墙面）接触的端点所受地面方向：杆与地面（或墙面）接触的端点所受地面（或墙面）的支持力与接触面垂直。（或墙面）的支持力与接触面垂直。杆与支撑点接触，接触部分所受支撑点的弹力方向杆与支撑点接触，接触部分所受支撑点的弹力方向与杆垂直。与杆垂直。3杆的弹力杆的弹力 NNN1N2弹力方向的判断：弹力方向的判断： 1 1

13、、两平面接触：垂直于接触面。2 2、点面接触：垂直于面。3 3、点点接触：垂直于公切面。平面与平面接触，弹力垂直平面。平面与平面接触，弹力垂直平面。(简称为简称为“面面面面”接触接触)点与平面接触，弹力通过接触点点与平面接触，弹力通过接触点而垂直平面。而垂直平面。(简称为简称为“点面点面”接触接触)曲面和曲面接触，弹力通过接触点曲面和曲面接触，弹力通过接触点垂直于切面而指向圆心。（相当于点垂直于切面而指向圆心。（相当于点与点接触，简称为与点接触，简称为“点点点点”接触）接触）1. 两物体接触面上的弹力，包括压力和支持力。这种弹力的两物体接触面上的弹力，包括压力和支持力。这种弹力的方向与物体的接

14、触方式有关方向与物体的接触方式有关(通常有下列三种接触方式通常有下列三种接触方式)： 2. 绳的拉力绳的拉力:细绳的拉力沿绳子指细绳的拉力沿绳子指向绳子收缩的方向向绳子收缩的方向 .弹力的方向小结弹力的方向小结二、弹力方向的确定二、弹力方向的确定弹力是接触力，不同的物体，不同的接触方式，弹力方弹力是接触力，不同的物体，不同的接触方式，弹力方向的判断方法也有所不同，具体比较见下表所示：向的判断方法也有所不同，具体比较见下表所示：类型类型方向方向图示图示接接触触方方式式面与面面与面垂直公共接触面垂直公共接触面点与面点与面过点垂直于面过点垂直于面点与点点与点垂直于切面垂直于切面轻绳轻绳沿绳收缩方向沿

15、绳收缩方向轻杆轻杆可沿杆可沿杆可不沿杆可不沿杆二、弹力方向的判定二、弹力方向的判定例例2 2三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球同的光滑圆球a、b、c，支点，支点P、Q在同一水平面上，在同一水平面上，a的重心的重心位于球心，位于球心，b和和c的重心位于球心的正上方和正下方，如图的重心位于球心的正上方和正下方，如图134甲所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点甲所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点P、Q对球对球的弹力方向是怎样的的弹力方向是怎样的图图13-4甲甲变式训练变式训练1画出图画出图13-5中物体中物体A所受弹力的示意图所受弹

16、力的示意图图图13-5解析解析弹力的方向应垂直于接触面，指向受力物体，丙弹力的方向应垂直于接触面，指向受力物体，丙图中注意分析图中注意分析A球上方接触点处无弹力，而甲图中上方绳的球上方接触点处无弹力，而甲图中上方绳的拉力的方向沿绳向上拉力的方向沿绳向上答案答案如图甲、乙、丙所示如图甲、乙、丙所示解析解析相互作用的物体属于点与曲面接触，弹力的方向相互作用的物体属于点与曲面接触，弹力的方向垂直于曲面的过接触点的切面，且指向球心，与重心位置无垂直于曲面的过接触点的切面，且指向球心，与重心位置无关，故三种情况下弹力方向是一致的如图关，故三种情况下弹力方向是一致的如图13-4乙所示乙所示图图13-4乙乙

17、点评点评 在分析弹力时要先判断弹力是否存在，弹力的方在分析弹力时要先判断弹力是否存在，弹力的方向可用如下方法判定：向可用如下方法判定：(1)若接触面之一为平面，则弹力一定垂直于该平面若接触面之一为平面，则弹力一定垂直于该平面(2)若接触面之一为球面，则弹力一定过球心若接触面之一为球面，则弹力一定过球心(3)若接触面为曲面，则弹力一定垂直于曲面的过接触点若接触面为曲面，则弹力一定垂直于曲面的过接触点的切面的切面(4)若接触处之一为直线，则弹力一定垂直于该直线若接触处之一为直线，则弹力一定垂直于该直线试分析图中细杆或小球试分析图中细杆或小球A A所受的弹所受的弹力，并确定其方向。力，并确定其方向。

18、 水平面上靠在一起水平面上靠在一起的两小球的两小球 悬挂靠在一起悬挂靠在一起的两小球的两小球AAAAB半球形的碗 思考：试分析图中细杆或小球思考：试分析图中细杆或小球A A所受的弹所受的弹力，并确定其方向。力，并确定其方向。AA（3）如图所示，用两根绳子分别把）如图所示，用两根绳子分别把A、B两个物体挂在天花板上，画出物体两个物体挂在天花板上，画出物体B所受到的弹力所受到的弹力 悬挂靠在一起的两小球悬挂靠在一起的两小球AB探究问题四：探究问题四：定量地研究弹簧的弹力大定量地研究弹簧的弹力大小跟哪些因素有关？小跟哪些因素有关？钩码质量m/g050100150200250弹簧总长度L/cm1012

19、.113.916.217.920.1弹力大小F/N00.511.522.5弹簧伸长量x/cm02.13.96.27.910.1伸长量伸长量x/cm弹力弹力F/No2468100.511.522.5四、胡克定律四、胡克定律： 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系实验：探究弹力和弹簧伸长的关系1、胡克定律内容、胡克定律内容： 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。成正比。2、公式公式： 其中：其中：K弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数(其大小跟弹簧的其大小跟弹簧的形状、形状、大小、长短、钢丝的线径、

20、材料大小、长短、钢丝的线径、材料等因素有关等因素有关) 单位：牛每米，单位：牛每米， 符号符号N/m x 弹簧弹簧伸长（或缩短）伸长（或缩短）的长度的长度F=KxLL0 x拉伸过程拉伸过程xL0L压缩过程压缩过程理解形变量(伸缩量）FF三、弹力大小的计算三、弹力大小的计算对弹力大小的计算可分为弹簧弹力和非弹簧弹力两种情对弹力大小的计算可分为弹簧弹力和非弹簧弹力两种情况：况：1弹簧弹力的大小：应用胡克定律弹簧弹力的大小：应用胡克定律Fkx求解求解其中其中x是弹簧的形变量是弹簧的形变量(可能是拉伸量，也可能是压缩量可能是拉伸量，也可能是压缩量)，x|现长原长现长原长|；k是比例常数，它是一个反映弹

21、簧形变难易是比例常数，它是一个反映弹簧形变难易程度的物理量，是由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等程度的物理量，是由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等条件决定的条件决定的2非弹簧弹力的大小：与物体的形变程度有关，一般非弹簧弹力的大小：与物体的形变程度有关，一般要借助于物体所遵循的物理规律求解要借助于物体所遵循的物理规律求解如静止在桌面上的物体受到桌面向上的弹力和自身的重如静止在桌面上的物体受到桌面向上的弹力和自身的重力作用，由二力平衡可知，弹力的大小等于物体重力的大力作用，由二力平衡可知，弹力的大小等于物体重力的大小小三、胡克定律及应用三、胡克定律及应用例例3 3 如图如图136所示，两木块质量分别为所示，两木块质量分别为m1和和m2，两轻质弹，两轻质弹簧的劲度系数分别为簧的劲度系数分别为k1和和k2，上面木块压在上面的弹簧上，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴但不拴接接)，整个系统处于平衡状态试求两弹簧的压缩量，整个系统处于平衡状态试求两弹簧的压缩量x1和和x2.