高一物理人教版必修1课件：弹力.ppt

1、2 弹力2 弹力2 弹力 三维目标三维目标三维目标三维目标【知识与技能知识与技能】(1)知道什么叫形变，能识别常见的形变知道什么叫形变，能识别常见的形变，知道如何显示微小的形变，知道如何显示微小的形变(2)知道弹力的概念及产生的原因知道弹力的概念及产生的原因(3)知道压力、支持力、拉力是弹力，并知道压力、支持力、拉力是弹力，并能确定压力、支持力、拉力的方向根据二力能确定压力、支持力、拉力的方向根据二力平衡确定弹力的大小平衡确定弹力的大小(4)能正确分析具体实例中弹力的受力物能正确分析具体实例中弹力的受力物体和施力物体体和施力物体(5)针对实际问题判断弹力的有无、方向针对实际问题判断弹力的有无、

2、方向，正确画出弹力，正确画出弹力.2 弹力 三维目标三维目标【过程与方法过程与方法】(1)通过本课教学，在初中已有的对弹力通过本课教学，在初中已有的对弹力的认识的基础上，进一步深化对弹力的产生、的认识的基础上，进一步深化对弹力的产生、性质、效果的认识，并学习研究物理问题的性质、效果的认识，并学习研究物理问题的“实验实验观察观察思考思考归纳归纳”科学方法科学方法(2)领会将微小形变放大的实验方法领会将微小形变放大的实验方法2 弹力 三维目标三维目标【情感、态度与价值观情感、态度与价值观】从任何物体都能发生形变入手，培养从任何物体都能发生形变入手，培养实事求是的世界观实事求是的世界观2 弹力 重点

3、难点重点难点重点难点重点难点【重点重点】(1)弹力产生的条件、弹力的方向弹力产生的条件、弹力的方向(2)胡克定律及应用胡克定律及应用(3)相互接触的物体间是否有弹力的判断相互接触的物体间是否有弹力的判断(4)弹力方向的确定弹力方向的确定【重点重点】弹力方向的判断弹力方向的判断.2 弹力 教学建议教学建议教学建议教学建议弹力是力学中最经常遇到的力之一，对弹弹力是力学中最经常遇到的力之一，对弹力认识清楚与否，会直接影响到今后的学习力认识清楚与否，会直接影响到今后的学习本节课的重点是弹力产生的原因及弹力的方向本节课的重点是弹力产生的原因及弹力的方向，难点是常见的弹力方向的确定教材用实例，难点是常见的

4、弹力方向的确定教材用实例引出了形变、弹性形变和弹力的概念，后又对引出了形变、弹性形变和弹力的概念，后又对常见弹力常见弹力(压力、支持力、拉力、提力、举力压力、支持力、拉力、提力、举力等等)的方向进行了分析和说明这种先从感性的方向进行了分析和说明这种先从感性认识出发，上升到理性认识，再通过实验检验认识出发，上升到理性认识，再通过实验检验的研究办法十分重要，在教学过程中应注意渗的研究办法十分重要，在教学过程中应注意渗透透.2 弹力 新课导入新课导入新课导入新课导入【导入一导入一】由同学们已有的形变知识入手，引入新课由同学们已有的形变知识入手，引入新课教师演示：弹簧的压缩形变；弹簧的教师演示：弹簧的

5、压缩形变；弹簧的拉伸形变；视频播放；竹竿形变、钢丝的扭拉伸形变；视频播放；竹竿形变、钢丝的扭转形变转形变得出形变的概念及各类形变得出形变的概念及各类形变.2 弹力 新课导入新课导入【导入二导入二】每小组分发一根细铁丝，让同学们自己动每小组分发一根细铁丝，让同学们自己动手绕制一个小弹簧手绕制一个小弹簧(可以让学生在家先做好可以让学生在家先做好)让学生拿起自己绕制的小弹簧，轻轻地拉一拉让学生拿起自己绕制的小弹簧，轻轻地拉一拉或压一压或压一压师：在弹簧被拉伸的同时，有没有感觉到师：在弹簧被拉伸的同时，有没有感觉到你的手受到一个力的作用？你的手受到一个力的作用？生：有生：有师：那么，这又是个什么力呢？

6、它是怎样师：那么，这又是个什么力呢？它是怎样产生的，它的大小、方向各如何？带着这些问产生的，它的大小、方向各如何？带着这些问题我们一起来探究弹力的有关知识题我们一起来探究弹力的有关知识2 弹力 知识必备知识必备知识必备知识必备知识点一弹性形变与弹力知识点一弹性形变与弹力1形变与弹性形变：物体在力的作用下形变与弹性形变：物体在力的作用下_或或_发发生改变，叫形变；物体在形变后撤去作用力时能够生改变，叫形变；物体在形变后撤去作用力时能够_，这种形变叫弹性形变；按照形变程度，物体的形变可分为明显这种形变叫弹性形变；按照形变程度，物体的形变可分为明显形变和微小形变形变和微小形变2弹力：发生弹性形变的物

7、体，由于要弹力：发生弹性形变的物体，由于要_，对，对与它与它_的物体产生的力的物体产生的力3常见弹力：压力、支持力、绳的拉力常见弹力：压力、支持力、绳的拉力形状体积恢复原状恢复原状接触2 弹力 知识必备知识必备知识点二胡克定律知识点二胡克定律1内容：在内容：在_内，弹簧发生内，弹簧发生_形变时，形变时，弹力的大小弹力的大小F跟弹簧的跟弹簧的_成成_比比2表达式：表达式：_，其中，其中k为弹簧的为弹簧的_，单，单位为位为_，x为弹簧的为弹簧的_，即弹簧伸长或缩短的，即弹簧伸长或缩短的长度长度弹性限度弹性形变量正F=kx劲度系数N/m形变量2 弹力 学习互动学习互动学习互动学习互动 考点一对弹力的

8、理解考点一对弹力的理解 想一想想一想 压力的方向一定竖直向下吗？压力的方向一定竖直向下吗？2 弹力 学习互动学习互动 答案答案 不一定压力的方向总与接触面不一定压力的方向总与接触面垂直，如往墙上按图钉时，手对图钉的压力是垂直，如往墙上按图钉时，手对图钉的压力是水平的，放在斜面上的物体对斜面的压力垂直水平的，放在斜面上的物体对斜面的压力垂直于斜面向下于斜面向下2 弹力 学习互动学习互动 要点总结要点总结 1弹力的产生条件：弹力的产生条件：(1)物体间直接物体间直接_；(2)接触接触处发生处发生_2弹力的方向：总是与作用在物体上使物体发生形变的弹力的方向：总是与作用在物体上使物体发生形变的外力的方

9、向外力的方向_压力和支持力的方向总与接触面压力和支持力的方向总与接触面_，如果接触面为，如果接触面为球面，则弹力的方向过球面，则弹力的方向过_；绳对物体的拉力总是；绳对物体的拉力总是_指向绳收缩的方向，杆的弹力指向绳收缩的方向，杆的弹力_(_(填填“一定一定”或或“不一定不一定”)沿着杆沿着杆3弹力是接触力，弹力是接触力，不不_的物体之间不可能产生弹的物体之间不可能产生弹力，但接触的物体间力，但接触的物体间_(_(填填“一定一定”或或“不一定不一定”)存在存在弹力弹力接触弹性形变相反垂直球心沿着绳不一定直接接触不一定2 弹力 学习互动学习互动例例1下列关于弹力的几种说法，正确的下列关于弹力的几

10、种说法，正确的是是()A两个物体接触一定产生弹力两个物体接触一定产生弹力B只要物体发生形变就一定有弹力产生只要物体发生形变就一定有弹力产生C静止在水平面上的物体所受的重力就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是它对水平面的压力D静止在水平面上的物体受到向上的弹静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为水平面发生了形变力是因为水平面发生了形变2 弹力 学习互动学习互动 答案答案 D2 弹力 学习互动学习互动 考点二弹力的判断考点二弹力的判断 想一想想一想 轻杆产生的弹力的方向一定沿轻杆产生的弹力的方向一定沿着杆的方向吗？着杆的方向吗？2 弹力 学习互动学习互动 答案答案 不一定不一定

11、2 弹力 学习互动学习互动 要点总结要点总结 1弹力有无的判断弹力有无的判断(1)直观判断：明显形变产生的弹力可根据弹簧直观判断：明显形变产生的弹力可根据弹簧(或橡皮筋或橡皮筋)的的_情况判断弹力是否存在情况判断弹力是否存在(2)假设法判断：假设物体与接触物体之间存在弹力，分假设法判断：假设物体与接触物体之间存在弹力，分析研究对象的运动状态，如果运动状态与题设状态析研究对象的运动状态，如果运动状态与题设状态_，则弹力存在，否则弹力不存在；也可假设物体与接触物体脱离则弹力存在，否则弹力不存在；也可假设物体与接触物体脱离接触，若研究对象的运动状态接触，若研究对象的运动状态_(_(填填“不变不变”或

12、或“改改变变”)，则此处不存在弹力，若运动状态，则此处不存在弹力，若运动状态_(_(填填“不变不变”或或“改变改变”)，则此处存在弹力，则此处存在弹力(3)状态法判断：分析要研究的弹力以外物体所受的其他状态法判断：分析要研究的弹力以外物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二目前主要应用二力平衡的规律力平衡的规律)，若满足则，若满足则_弹力存在；若不满足则弹力存在；若不满足则_弹弹力存在力存在形变相符不变改变无有2 弹力 学习互动学习互动2弹力大小的确定弹力大小的确定弹力的大小可应用平衡条件等规律弹力的大小可应用平衡条件等规律

13、(目前主要应用二力平目前主要应用二力平衡的规律衡的规律)确定确定2 弹力 学习互动学习互动 例例2如图如图321所示，细绳竖直拉紧，所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力有则小球受到的力有()图图3-2-12 弹力 学习互动学习互动A重力、绳的拉力重力、绳的拉力B重力、斜面的弹力重力、斜面的弹力C绳的拉力、斜面的弹力绳的拉力、斜面的弹力D重力、绳的拉力、斜面的弹力重力、绳的拉力、斜面的弹力2 弹力 学习互动学习互动A 解析解析 小球一定受重力作用，绳的小球一定受重力作用，绳的拉力和斜面对球的弹力是否存在可用假设拉力和斜面对球的

14、弹力是否存在可用假设法来判断：假设绳不存在，则小球将沿斜法来判断：假设绳不存在，则小球将沿斜面滚下，故绳对小球的拉力存在；假设斜面滚下，故绳对小球的拉力存在；假设斜面不存在，小球在竖直方向的绳的拉力作面不存在，小球在竖直方向的绳的拉力作用下仍然能静止，故斜面的弹力不存在用下仍然能静止，故斜面的弹力不存在选项选项A正确正确2 弹力 学习互动学习互动例例3画出图画出图322中物体所受弹力的示中物体所受弹力的示意图，图中各接触面均光滑，各物体均静意图，图中各接触面均光滑，各物体均静止止图图3-2-22 弹力 学习互动学习互动如图所示如图所示 解析解析 绳的弹力沿着绳指向绳收缩的绳的弹力沿着绳指向绳收

15、缩的方向，图甲中物体与斜面之间是平面与平面方向，图甲中物体与斜面之间是平面与平面接触，支持力垂直于接触面指向被支持的物接触，支持力垂直于接触面指向被支持的物体；图乙中小球面与半球面接触，支持力的体；图乙中小球面与半球面接触，支持力的方向沿两球心的连线指向小球方向沿两球心的连线指向小球2 弹力 学习互动学习互动 考点三探究弹力与弹簧伸长量的关系考点三探究弹力与弹簧伸长量的关系 想一想想一想 弹簧的弹力的大小一定跟弹弹簧的弹力的大小一定跟弹簧伸长簧伸长(或压缩或压缩)的长度成正比吗？的长度成正比吗？2 弹力 学习互动学习互动 答案答案 不一定只有在弹性限度内，不一定只有在弹性限度内，弹簧发生弹性形

16、变时该关系才成立弹簧发生弹性形变时该关系才成立2 弹力 学习互动学习互动例例4某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在_方向方向(填填“水平水平”或或“竖直竖直”)(2)弹簧自然悬挂，待弹簧弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长时，长度记度记为为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为LxLx；在砝码盘中每次；在砝码盘中每次增加增加10 g砝码，弹簧长度依次砝码，弹簧长度依次记为记为L1至至L6.数据如下表：数据

17、如下表：表中有一个数值记录不规范，代表符号为表中有一个数值记录不规范，代表符号为_，由表可知所用刻度尺的最小分度为，由表可知所用刻度尺的最小分度为_代表符代表符号号L0LxL1L2L3L4L5L6数值数值/cm25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.302 弹力 学习互动学习互动(3)图图32是该同学根据表中数据作出是该同学根据表中数据作出的的mx图像，纵轴表示砝码的质量，横轴表图像，纵轴表示砝码的质量，横轴表示弹簧长度与示弹簧长度与_的差值的差值(填填“L0”或或“Lx”)”)图图3-2-32 弹力 学习互动学习互动(4)由图由图32可知可知弹簧的劲度系数为

18、弹簧的劲度系数为_N/m；通过图和表可知砝码盘的质；通过图和表可知砝码盘的质量为量为_g_g(结果保留两位有效数字，结果保留两位有效数字，重力加速度重力加速度g取取9.8 m/s2)2 弹力 学习互动学习互动(1)竖直竖直(2)稳定稳定L31 mm(3)Lx(4)4.910 解析解析(1)为保证弹簧的形变只由砝码为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘所受的重力产生，所以弹簧轴线和和砝码盘所受的重力产生，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向；刻度尺均应在竖直方向；(2)弹簧静止稳定时，记录长度弹簧静止稳定时，记录长度L0；表中；表中的数据的数据L3与其他数据有效数字位数不同，所与其他数据有效数字位数不同

19、，所以数据以数据L3不规范，根据其他数据可确定刻度不规范，根据其他数据可确定刻度尺的最小分度为尺的最小分度为1 mm，所以，所以L3数据漏掉了数据漏掉了mm刻度后的估读值，规范读数应为刻度后的估读值，规范读数应为33.40 cm；(3)由题图知所加砝码质量为零时，由题图知所加砝码质量为零时，x为为零，所以零，所以xLLx(L为弹簧长度为弹簧长度)；2 弹力 学习互动学习互动2 弹力 学习互动学习互动 考点四胡克定律的应用考点四胡克定律的应用 想一想想一想 同一只弹簧，在弹性限度内对同一只弹簧，在弹性限度内对它的拉力越大它就越长，弹簧越长反映了弹它的拉力越大它就越长，弹簧越长反映了弹簧的弹力越大

20、弹簧的弹力大小是否与其长簧的弹力越大弹簧的弹力大小是否与其长度成正比？度成正比？2 弹力 学习互动学习互动 答案答案 不成正比在弹性限度内弹簧弹不成正比在弹性限度内弹簧弹力大小与弹簧长度变化量成正比，即力大小与弹簧长度变化量成正比，即Fkx，其中当弹簧伸长时，式中，其中当弹簧伸长时，式中xll0，l、l0为为弹簧现在和原来的长度，所以弹簧现在和原来的长度，所以Fk(ll0)，因此弹力大小与因此弹力大小与ll0成正比，而不是与弹簧成正比，而不是与弹簧长度长度l成正比成正比2 弹力 学习互动学习互动 要点总结要点总结 1胡克定律的适用条件：在弹性限度内，弹簧胡克定律的适用条件：在弹性限度内，弹簧(

21、或橡皮筋或橡皮筋)发生发生_弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后物体不弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后物体不能完全恢复能完全恢复_，这个限度叫弹性限度，这个限度叫弹性限度2Fkx的理解：式中的的理解：式中的x是弹簧的是弹簧的_，是弹簧伸，是弹簧伸长长(或缩短或缩短)的长度，而不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的的长度，而不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度；弹簧伸长或压缩相同的长度，弹力的大小实际长度；弹簧伸长或压缩相同的长度，弹力的大小_，但方向不同但方向不同3弹簧的劲度系数：弹簧的劲度系数反映弹簧的劲度系数：弹簧的劲度系数反映_的软硬的软硬程度，劲度系数越程度，劲度

22、系数越_弹簧越弹簧越“硬硬”，劲度系数越，劲度系数越_弹簧弹簧越越“软软”；劲度系数由弹簧自身的材料、长度、粗细、横截面劲度系数由弹簧自身的材料、长度、粗细、横截面积等因素决定积等因素决定弹性形变原来的形状形变量相等弹簧大小2 弹力 学习互动学习互动例例5一根轻弹簧在一根轻弹簧在10.0 N的拉力作用的拉力作用下，长度由原来的下，长度由原来的5.00 cm伸长为伸长为6.00 cm.(1)当这根弹簧长度为当这根弹簧长度为4.20 cm时，受到时，受到的力有多大？弹簧的劲度系数为多大？的力有多大？弹簧的劲度系数为多大？(2)当弹簧受到当弹簧受到15 N的拉力时，弹簧的的拉力时，弹簧的长度是多少？

23、长度是多少？2 弹力 学习互动学习互动2 弹力 学习互动学习互动2 弹力 备用习题备用习题1判断图中小球是否受到弹力作用，判断图中小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体若受到弹力，请指出其施力物体(接触面接触面光滑光滑)备用习题备用习题2 弹力 备用习题备用习题图中小球受到水平面的支持力图中小球受到水平面的支持力 解析解析 用消除法来判断小球是否受斜面用消除法来判断小球是否受斜面的弹力，若将图中的斜面去掉，则小球仍静的弹力，若将图中的斜面去掉，则小球仍静止，假设水平面对球无弹力，则球无法在原止，假设水平面对球无弹力，则球无法在原位置静止，所以小球只受水平面的弹力，不位置静止，所以小

24、球只受水平面的弹力，不受斜面的弹力受斜面的弹力2 弹力 备用习题备用习题2在半球形光滑容器内放置一细杆，细在半球形光滑容器内放置一细杆，细杆与容器的接触点分别为杆与容器的接触点分别为A、B两点，如图所两点，如图所示，容器上示，容器上A、B两点对细杆的作用力的方向两点对细杆的作用力的方向分别为分别为()2 弹力 备用习题备用习题A均竖直向上均竖直向上B均指向球心均指向球心CA点处的弹力指向球心点处的弹力指向球心O，B点处的弹点处的弹力竖直向上力竖直向上DA点处的弹力指向球心点处的弹力指向球心O，B点处的弹点处的弹力垂直于细杆向上力垂直于细杆向上2 弹力 备用习题备用习题D 解析解析 支持力、压力

25、的方向垂直于支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面在接触面或其切面在A点，杆的端点跟球面点，杆的端点跟球面接触，弹力的方向垂直于该处球面的切面，接触，弹力的方向垂直于该处球面的切面，指向球心；在指向球心；在B点，容器的边缘跟杆的侧面点，容器的边缘跟杆的侧面接触，该处的支持力应垂直于杆向上，接触，该处的支持力应垂直于杆向上，D正正确，确，A、B、C错误错误2 弹力 备用习题备用习题3请在图中画出杆和球所受的弹力请在图中画出杆和球所受的弹力.(1)杆靠在墙上；杆靠在墙上；(2)球用细线悬挂在竖直墙上球用细线悬挂在竖直墙上2 弹力 备用习题备用习题 解析解析(1)杆在重力作用下对杆在重力作用下对A、

26、B两处两处都产生挤压作用，故都产生挤压作用，故A、B两两点处对杆有弹力点处对杆有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直，如图，弹力方向与接触点的平面垂直，如图(1)所所示示(2)球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳斜的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳斜向上如图向上如图(2)所示所示2 弹力 自我检测自我检测1(对弹力的理解对弹力的理解)关于弹力产生的条件关于弹力产生的条件，下列说法正确的是，下列说法正确的是()A相互接触的物体间一定有弹力相互接触的物体间一定有弹力B发生形变的物体一定对与之接触的物发生形变的物体一定对与之接触的物体产生

27、弹力作用体产生弹力作用C先有弹性形变，后有弹力先有弹性形变，后有弹力D不接触的两物体之间不可能发生相互不接触的两物体之间不可能发生相互的弹力作用的弹力作用自我检测自我检测2 弹力 自我检测自我检测D 解析解析 相互接触是产生弹力的首要相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力，只有两个物体接触并产生弹性形变时，两，只有两个物体接触并产生弹性形变时，两物体间才有弹力产生综上所述，只有选项物体间才有弹力产生综上所述，只有选项D正确正确2 弹力 自我检测自我检测2(弹力的判断弹力的判断)画出图画出图324中静止的物中静止的物体体A A所受到的

28、弹力示意图所受到的弹力示意图图图3-2-42 弹力 自我检测自我检测如图所示如图所示 解析解析 接触并发生弹性形变的物体间才接触并发生弹性形变的物体间才有弹力，弹力的方向垂直于接触面指向受力有弹力，弹力的方向垂直于接触面指向受力物体物体2 弹力 自我检测自我检测3(探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系)为了测为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的钩码实验测出来，在自由端挂上不同质量的钩码实验测出了砝码质量了砝码质量m与与弹簧长度弹簧长度l l的相应数据，其对的相应数据，其对应点已在应点已在图图325上标上标出

29、出(重力加速度重力加速度g取取9.8 N/kg)图图3-2-52 弹力 自我检测自我检测(1)在图在图325中作出中作出ml关系图线关系图线(2)弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为_N/m.2 弹力 自我检测自我检测2 弹力 自我检测自我检测4(胡克定律的应用胡克定律的应用)一根劲度系数是一根劲度系数是k1102 N/m的轻质弹簧，在其两端甲、乙两的轻质弹簧，在其两端甲、乙两人各用人各用10 N的力拉，则弹簧的伸长量的力拉，则弹簧的伸长量x及弹簧及弹簧的弹力的弹力F分别分别为为()Ax10 cm，F10 NBx10 cm，F20 NCx20 cm，F10 NDx20 cm，F20 N2 弹力 自我检测自我检测