2013-2014学年高中物理鲁科版必修一教学课件：3.ppt

1、自学教材1形变物体发生的、等变化称为形变。2弹性体及弹性形变(1)弹性体是撤去外力后能原来形状的物体。(2)弹性形变指发生的形变。伸长缩短弯曲恢复弹性体3范性形变物体发生形变后恢复原来的形状，这种形变叫范性形变。4弹性限度当弹性体形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也恢复原状，这个值叫弹性限度。不能不能形变：形状或体积的变化任何物体都能发生形变微小形变:放大法如何测一张纸厚度？Fiash动画Fiash动画玻璃瓶形变桌面形变在外力停止作用后能恢复原状的形变（1）在无特别说明情况下，形变通常是指弹性形变（2）常见形变的种类有：一、弹性形变弹性：能够恢复到原状的性质非弹性拉伸、压缩、弯曲、扭转等超过

2、弹性限度重点诠释 1形变的两种情况(1)形状的改变：指受力时物体的外观发生变化，如橡皮条拉伸时由短变长；撑竿跳高时，运动员手中的撑竿由直变曲等。(2)体积的改变：指受力时物体的体积发生变化，如用力压排球，排球的体积变小；用力压海绵，海绵的体积变小。2形变的种类：弹性形变和范性形变任何物体都能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的，不过有的形变比较明显，可以直接看见；有的形变极其微小，要用仪器才能显示出来。有的物体在力的作用下发生形变，当撤去使物体发生形变的外力后，有的物体能够恢复原状，这种物体叫弹性体，其形变叫弹性形变；有的物体不能恢复原状，这种形变叫范性形变。1如图所示的形变中，哪些发生的是

3、弹性形变？哪些发生的是范性形变？解析：甲中拉长的弹簧、乙中压缩的弹簧、丙中弯曲的跳板发生的是弹性形变，丁中压缩的橡皮泥发生的是范性形变。答案：见解析自学教材 1定义物体发生时，由于要，会对与它产生力的作用，这种力叫弹力。2方向弹力的方向总是与物体形变的趋向，以使物体恢复原状。弹性形变恢复原状接触的物体相反 3弹力的应用(1)拉伸或压缩弹簧，必须做功，所做的功以的形式储存在弹簧中。(2)弹簧具有弹性，不但可以，而且还有的作用。克服弹簧的弹力弹性势能缓冲减震自动复位1弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体是和它接触

4、的物体。2产生弹力的条件：发生（弹性）形变；接触二、弹力弹力存在的判断:移物法、假设法3、弹力的方向a支撑类：支持力(压力)垂直于支持面，指向被支持(被压）的物体总结：弹力的方向总与施力物恢复形变的方向相同c弹簧的弹力弹簧被拉伸时弹力沿收缩的方向；弹簧被压缩时弹力沿伸长的方向b绳索类：绳拉力的方向总是沿绳收缩的方向弹力的方向：垂直于面(切面)面面接触点面接触点曲面接触面曲面接触曲面曲面接触重点诠释 1弹力产生的条件(1)物体间直接接触。(2)接触处发生弹性形变。2弹力有无的判断方法(1)直接法：对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生的条件来判断，即物体间相互接触并且发生弹性形变，两个条件必须

5、同时满足才有弹力产生。(2)假设法：对于形变不明显的情况，可以假设与研究对象相接触的物体不存在，看被研究物体的运动状态是否改变，如果运动状态改变，则存在弹力，否则不存在弹力。3弹力方向的判定(1)判断弹力方向的步骤：(2)几种常见弹力的方向：几种不同的接触方式的弹力方向：面与面点与面点与点弹力方向垂直于公共接触面指向受力物体过点垂直于面指向受力物体垂直于公切面指向受力物体示意图轻绳、轻杆和轻弹簧的弹力方向：轻绳轻杆轻弹簧弹力方向沿绳子指向绳子收缩的方向可沿杆的方向可不沿杆的方向沿弹簧形变的反方向示意图轻绳轻杆轻弹簧特点只能产生拉力，弹力可突变既可产生拉力，又可产生支持力，弹力可突变既可产生拉力

6、，又可产生支持力，弹力不能突变2下列关于弹力的说法中正确的是 ()A两物体相互接触，就一定会产生相互作用的弹力B两物体不接触，就一定没有相互作用的弹力C笨重的金属块放在木板上，木板会发生形变对金属施加弹力，而金属不会发生形变，但因其自身重力会对木板施加压力D运动的小球去挤压弹簧，弹簧会发生形变产生弹力，小球虽不会发生形变，但由于运动会对弹簧产生压力解析：弹力的产生条件是两物体直接接触，而且发生弹性形变，B正确，A错误；两物体间发生弹力作用时，两物体都会发生弹性形变，给对方施加弹力作用，C、D均错误。答案：B自学教材 1胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹性体(如弹簧)弹力的大小与弹性体伸长(或

7、)的长度成正比。(2)公式：F。(3)适用条件：在弹簧的内。2劲度系数是一个有单位的物理量，单位为。弹簧的劲度系数为1 N/m的物理意义为：弹簧伸长或缩短1 m时产生的弹力大小为1 N。缩短kx弹性限度牛/米4弹力的大小在弹性限度以内，形变越大，弹力越大对于弹簧的弹力F=kx胡克定律：F=kx（弹性限度之内）F弹簧一侧对接触物体的弹力x形变量(伸长量或压缩量)为现长与原长之差的绝对值伸长量x=L-L0:压缩量x=L0-Lk劲度(N/m)，由弹簧本身性质决定，与材料、长度、圈数、粗细等有关。AGGBG图1-1重点诠释探究弹簧伸长量与弹力的关系1实验原理如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平

8、衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。2实验步骤(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长时的长度l0，即原长。(2)如图所示，在弹簧下端挂上质量为m1的钩码，量出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，求出弹簧的伸长量x1，并填入自己设计的表格中。(3)改变所挂钩码的质量，量出对应的弹簧长度，记录m2、m3、和相应的弹簧长度l2、l3、，并求出每次弹簧的伸长量x2、x3、并填入表格中。钩码质量长度伸长量x弹力F0l0m1l1x1l1l0F1m2l2x2l2l0F2m3l3x3l3l0F3 3数据处理(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量

9、x为横坐标作图，描点后连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。(2)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数。首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。(3)得出弹簧伸长量与弹力之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。4注意事项(1)所挂钩码不要过重，以免超出弹簧弹性限度。(2)每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点稀一些，这样作出的图线更精确。(3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差。(4)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。3某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。下表是该同学记录的实

10、验数据，实验时弹簧伸长量始终未超过弹性限度。(g取10 m/s2)钩码质量m/g弹簧总长度L/cm06.0307.2608.3909.512010.615011.8(1)在所给坐标纸(如图所示)上建立坐标系，并标出合适的标度，根据实验数据作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像。(2)根据图像可计算出弹簧的劲度系数为_ N/m。(保留三位有效数字)弹力F/N0.300.600.901.201.50伸长量x/cm1.22.33.54.65.8解析：(1)计算弹簧的弹力及相应伸长量如下表所示：以F为纵坐标，x为横坐标，坐标标度如图所示，描点并连接成平滑的直线。答案：(1)见解析图(2)25.9弹力的应用

11、1弹簧的储能（弹性势能）应用2弹簧的缓冲应用3弹簧的自动复位应用 例1如图所示，用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触，并保持静止，甲中细绳倾斜，乙中细绳呈竖直方向。判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用？思路点拨解决此题的关键有两点(1)理解弹力产生的条件：接触、形变。(2)可根据假设法或状态法分析。解析假设法：假设两图中的斜面不存在，则甲图中小球无法在原位置保持静止，乙图中小球仍静止，故甲图中小球受到斜面的弹力，乙图中小球不受斜面的弹力。状态法：如两图中斜面均对小球有弹力作用，则甲图中小球将仍能保持静止状态，乙图中小球则不能保持静止，所以乙图中小球不受斜面弹力作用，甲图中受到斜面弹力作用。答案

12、见解析弹力是接触力，弹力与形变相生相伴，判断是否存在弹力要抓住“接触”、“形变”，二者缺一不可。1在如图所示的四种情况中，小球A均静止，各接触面均光滑，小球A受到两个弹力的是 ()解析：采用假设法或撤移法可判断只有C图中小球A受两个弹力作用，故选C。答案：C例2试在图中画出物体所受的弹力方向。思路点拨解答此题时要注意以下两点：(1)明确弹力方向与使物体发生形变的外力方向相反。(2)明确常见弹力方向的画法。解析 根据弹力的特点可知：甲是点点接触，此时弹力的方向与过接触点的切面垂直，如图甲；乙是点面接触，此时弹力垂直于接触面，如图乙；丙是面面接触，此时弹力垂直于接触面，如图丙；丁是点弧接触，此时弹

13、力垂直于弧的切线，如图丁。答案见解析(1)绳的弹力方向一定沿着绳，而杆既能产生拉力，也能产生压力，其弹力方向不一定沿着杆，应根据实际情况进行分析。(2)弹簧的弹力既能充当拉力，也能充当支持力，其方向既可沿弹簧压缩的方向，也可沿弹簧伸长的方向。(3)接触面是球面时，弹力方向一定沿着接触点和球心的连线。(4)接触处为点与面时，弹力方向与接触面垂直且过“点”。2按下列要求画出图中物体所受弹力的示意图。(1)斜面对物体的支持力；(2)大球球面对小球的支持力。解析：弹力的方向总是与接触面垂直，图(1)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物体；图(2)中，球面与球面接触，支持力

14、的方向沿两球心的连线指向小球。答案：如图所示。例3某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时，实验装置如图甲所示，所用钩码每只质量是30 g。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表中。实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g10 m/s2。试根据这些实验数据在如图乙所示的坐标系中作出弹簧所受弹力与弹簧长度之间的函数关系的图线。则：钩码质量/(g)0306090120150弹簧总长/(cm)6.007.008.009.00 10.00 11.00(1)写出该图线的数学表达式F_N；(2)图线与横轴的交点的物理意义是_；(3)

15、该弹簧的劲度系数k _ N/m；(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是_。思路点拨 本题的解题思路为：解析描点作图，得出弹簧弹力与其长度之间的图像如图所示。(1)由图像可以得出该图线的数学表达式为F(30L1.8)N (2)图线与横轴的交点表示弹簧所受弹力F0时弹簧的长度为6 cm，即弹簧的原长。(3)图像的斜率表示弹簧的劲度系数，即k30 N/m。(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为5 cm时的弹力，此时弹簧被压缩了1 cm，即表示弹簧被压缩1 cm时的弹力。答案(1)30L1.8(2)弹簧的原长为6 cm(3)30(4)弹簧被压缩1 cm时的弹力为0.3 N在物理学中经常利用图像处理物理问题，解决这类问题时必须明确：(1)图线斜率的物理意义(或切线斜率的意义)；(2)图线与纵轴、横轴交点的物理意义。图像法是处理实验数据的一种常用方法。3如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧长度的改变量与弹簧产生的弹力的关系图像，如图乙所示。则下列判断错误的是 ()A弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C该弹簧的劲度系数是200 N/mD该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变答案：A小结：