高一物理教案 弹力

标签：高一学习方法大全,http://www.jiaoshi66.com 高一物理教案 弹力,
学习要求

基本要求 1.知道形变和弹性形变，能识别常见的形变.

2.知道弹力产生的条件，知道常见的弹力种类.

3.会判断弹力的有无及弹力的方向.

4.知道胡克定律的表达式，了解劲度系数的单位、符号，能运用胡克定律进行有关计算.

5.知道胡克定律的图象表示，掌握利用图象计算劲度系数的方法.

发展要求 1.会用简单器材显示微小形变，体会放大法的实验思想.

2.理解劲度系数的物理意义.

说明 多个弹簧的串、并联问题不作要求.

学法指导

对于常见的形变，应该通过生活中的实例来直观地认识并得到其特点;对于弹力的有无及弹力的方向，应该掌握两种方法：利用假设法判断及根据物体的运动状态判断;对于压力、支持力、拉力，应该多结合实例分析.对于胡克定律，这是从实验中探究出来的规律，在实际生活中有广泛的应用，在解题时，关键是对形变量的理解.

自主学习

知识梳理 自主探究

1.弹性形变和弹力

(1)物体在力的作用下____________发生改变叫做形变，有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做____________.

(2)发生弹性形变的物体由于要____________对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫____________.如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度就叫____________.

2.常见弹力的方向

弹力的方向总是与施力物体形变的方向____________，具体如下：

(1)压力和支持力的方向都____________物体的接触面，指向被压和被支持的物体.

(2)绳的拉力方向是沿着绳而____________.

3.胡克定律

(1)弹力的大小与___________有关，形变越大，弹力____________，形变消失，弹力____________，但定量关系一般比较复杂.

(2)弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧____________(或____________)的长度x成____________.

(3)公式：____________，其中k为弹簧的____________，表示弹簧的软硬程度. 1.弹力是怎样产生的?

2.弹力的产生条件是什么?

3.如何理解“弹力的方向与施力物体形变方向相反”这句话?

4.弹簧秤可以测力，它是依据什么原理制成的?

理解升华
重点、难点、疑点解析

1.弹力的产生

弹力是由于物体发生弹性形变要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力，因此弹力的产生必须同时满足两个条件：①两物体要相互接触，②要有弹性形变.

如图3-2-1所示，放在水平地面上的物体与地面相互挤压，物体和地面都会发生微小的弹性形变.物体的下表面发生了向上的压缩形变，为恢复原状，它就对地面产生了向下的弹力F1，这就是物体对地面的压力;地面发生了向下凹陷的形变，为了恢复原状，它对物体产生了向上的弹力F2，这就是地面对物体的支持力.

图3-2-1

又如图3-2-2所示，挂在绳子上的物体与绳子都会发生微小的弹性形变.物体发生了向上凸起的形变，为了恢复原状，它就对绳子产生了向下的弹力F1，这就是物体对绳子的拉力;绳子发生了向下伸长的形变，为了恢复原状，它就对物体产生了向上的弹力F2，这就是绳子对物体的拉力.

图3-2-2

特别提醒：物体因发生弹性形变而产生的弹力，是作用在使它发生形变的另一物体上，而不是对自身产生了弹力.

弹力可产生在发生弹性形变的不同物体间，也可以产生在发生弹性形变的同一物体的不同部分之间.例如，张紧的绳子发生了弹性形变，绳子各部分之间也会产生相互作用的弹力.这种绳子内部各部分间的弹力又叫做绳子的张力.

2.弹力方向的判定方法

弹力的方向总是跟其施力物体形变的方向相反.而对于几种常见的弹力，如压力、支持力、拉力等弹力的方向判断又有几种具体的方法：

类型

方向

接触方式 面与面 垂直公共接触面

点与面 过点垂直于面

点与点 垂直于切面

轻绳 沿绳收缩方向

轻杆 可沿杆

可不沿杆

弹力方向的判定步骤：明确产生弹力的物体→找出该物体发生的形变的方向→确定该物体产生的弹力的方向.

3.“假设法”判断弹力是否存在

相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触物体间不一定存在弹力，只有两物体在接触处发生弹性形变时，两物间才能有弹力产生.当形变不明显难以直接判断时，可用“假设法”判定.所谓“假设法”就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力(或者没施加弹力)，画出假设状态下的受力图，判定受力情况与原有状态是否矛盾，若矛盾，说明假设不正确，则两者间无弹力(或者有弹力);若不矛盾，说明假设正确.

在如图3-2-3所示的情况下，光滑球静止在水平面AC且和AB面接触，若AC面和AB面对球都有弹力，这两个弹力的方向分别垂直AC面和AB面，则球所受的力如图所示，由于AB面对球的弹力F2，使球不能静止在原来的位置，与球处于静止状态的实际情况不相符，故AB面对球的弹力F2不存在.

图3-2-3

4.对胡克定律的进一步理解

胡克定律的内容是：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，即F=kx.

应用胡克定律时要注意以下几点：

(1)定律的成立是有条件的，这就是弹簧发生“弹性形变”，即必须在弹性限度内.

(2)表达式中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长(或缩短)的长度，而不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度.

(3)表达式中的k是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软”、“硬”程度，大小由弹簧本身的性质决定，与弹力大小无关，在国际单位制中k的单位为“N/m”.

(4)由于弹簧的形变量x通常以“cm”为单位，而劲度系数k又往往以“N/m”为单位，因而在应用上式时要注意将各物理量的单位统一到国际单位制中.

例题剖析

应用点一：对形变和弹力的理解

例1：关于弹力，下列说法中正确的是(    )

A.形变微小时，弹力很小

B.形变量越大，弹力就越大，弹力大小总是与形变量成正比的

C.放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体所受的重力

D.通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力

试解：____________.(做后再看答案，效果更好.)

解析：弹力的大小与形变量有关，形变量越大，弹力就越大，但弹力和形变量的定量关系一般都很复杂，不一定是简单的正比关系，故B错;弹力的大小是相对而言的，有的物体容易发生形变，虽形变量很大，但产生的弹力可能很小，而有的物体不容易发生形变，虽形变量微小，但产生的弹力可能很大，故A错;通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是由弹性形变而产生的，因此都是弹力，故D对;放在水平桌面上的书对桌面的压力在大小和方向上都与重力相同，但它们不是同一性质的力，压力是弹力.而且它们的产生也不相同，压力是书发生形变对桌面产生的力，它发生在书与桌面之间;而重力是由于地球对物体的吸引产生的，它发生在书与地球之间，故这两个力不是同一个力，即C错.故选D.

误区警示：①接触面处形变微小，不能因此说产生的弹力就很小.

②观察不到接触面的形变，不能因此否认形变的存在.

③物理量之间的同增同减的关系，不一定是简单的正比关系，有的是一次函数关系，有的是其他关系.

拓展练习1-1：一辆拖拉机停在水平地面上，下列说法中正确的是(    )

A.地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变;拖拉机没有发生形变，所以拖拉机不受弹力

B.地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变;拖拉机受到了向上的弹力，是因为拖拉机也发生了形变

C.拖拉机受到向上的弹力，是因为地面发生了形变;地面受到向下的弹力，是因为拖拉机发生了形变

D.以上说法都不正确

应用点二：弹力方向的判断

例2：请在图3-2-4中按要求画出杆和球所受弹力的方向.

图3-2-4

(1)杆靠在墙上;(2)杆放在半球形的槽中;(3)球用细线悬挂在竖直墙上.

解析：(1)杆在重力作用下对A、B两处都有挤压作用，故A、B两点处对杆有弹力、弹力方向与接触点的平面垂直，如图3-2-5(1)所示.

(2)杆对C、D两处有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直其切面指向球心，D处弹力垂直杆斜向上，如图3-2-5(2)所示.

(3)球挤压墙壁，拉伸绳子，所以墙对球的弹力与墙垂直;绳子产生的弹力沿绳斜向上，如图3-2-5(3)所示.

图3-2-5

答案：如图3-2-5所示

点评：弹力方向与施力物体的形变方向相反，与受力物体的形变方向相同.如果是点面接触则弹力垂直于面;如果是点与曲面接触则弹力方向垂直于过点的曲线的切线;如果是曲面与曲面接触则弹力方向垂直于公切线.

[1] [2]  下一页