弹力
适用学科
高中物理
适用年级
适用区域
人教版
课时时长(分钟)
60分钟(一对一)
知识点
1. 弹力的作用点、弹力的方向
2. 胡克定律
3. 弹力的定义、产生弹力的条件
教学目标
1、知道弹力产生条件
2、知道压力、支持力、绳子的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向。
3、知道形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律,会用胡克定律解决有关问题。
教学重点
弹力的产生条件及方向判断
教学难点
弹力方向的判断
21
教学过程
一、复习预习
回顾
1、四种基本相互作用: 这四种基本力是物体直接接触就能起作用的,但我们所观察到的是接触力如:拉 力、压力、支持力、阻力等,按性质分可归纳为弹力和摩擦力。
2、作用在物体上的力可以产生哪些作用效果? 改变物体的运动状态或使物体发生形变。
3、能不能列举一些外力使物体发生形变的例子。
在运动场上跳远时要用踏跳板,撑杆跳高运动员的杆,拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板。
分析:发生形变的物体会对施加外力的物体产生力的作用,这种力叫做弹力,也就是我们这节课要研究的问题
21
二、知识讲解
考点/易错点1
形变及其种类
1)定义:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变.有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变;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.这个限度叫做弹性限度
2)形变的种类:拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变等
21
考点/易错点2
弹力
1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力
2)弹力的产生条件:①物体直接接触②发生弹性形变.
3)方向:弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反.
轻绳:弹力方向沿绳且指向绳收缩方向
轻杆:与轻绳不同,轻杆的弹力可以指向任意方向
点和杆:弹力垂直于杆
点和平面:弹力过接触点垂直于平面
21
点和曲面:弹力过接触点垂直于曲面的切面
面和面:弹力垂直于接触面
球和球:弹力沿两球球心连线
4)判断弹力有无:
①消除法 ②假设法 ③替换法
21
考点/易错点3
胡克定律
1)胡克定律的内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比.
2)公式:
另有变形式,其含义为:在弹簧的弹性限度以内,弹力大小的增量与弹簧长度的增量成正比.(其中和可正可负)
3)公式中的称为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号用表示.
4)胡克定律仅适用于在弹性限度内弹簧的拉升或压缩形变.
21
三、例题精析
【例题1】
【题干】铅球放在水平地面上处于静止状态,下列关于铅球和地面受力的叙述正确的是( )
A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了弹性形变;铅球坚硬没发生形变
B.地面受到向下的弹力是因为地面发生了弹性形变;铅球受到向上的弹力,是因为铅球也发生了形变
C.地面受到向下的弹力是因为铅球发生了弹性形变;铅球受到向上的弹力,是因为地面发生了形变
D.铅球对地面的压力即为铅球的重力
21
【答案】C
【解析】两个物体之间有弹力,它们必定相互接触且发生了形变,地面受到向下的弹力是因为铅球发生了形变,故A、B错.铅球对地面的压力的受力物体是地面而不是铅球,D错.只有C项正确.
21
【例题2】
【题干】如右图所示,为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系图象,试由图线确定:
(1)弹簧的原长;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小.
21
【答案】(1)10 cm (2)200 N/m (3)20 N
【解析】懂图象是求解本题的关键.
(1)当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长状态,由图可知原长l0=10 cm.
(2)当弹簧长度为15 cm时,弹力大小为10 N对应弹簧的伸长量为Δl=(15-10) cm=5×10-2 m,由胡克定律F=kx得
k== N/m=200 N/m.
(3)当弹簧长为0.20 m时,弹簧伸长量为
Δl′=(0.20-0.10) m=0.10 m
由胡克定律F=kx得
F′=k·Δl′=200×0.10 N=20 N.
21
四、课堂运用
【基础】
1、下列说法中不正确的是( )
A.书放在水平桌面上受到的支持力,是由于书发生了微小形变而产生的
B.用细木棍拨动浮在水中的圆木,圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变而产生的
C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向
D.支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体
21
【答案】A
【解析】弹力是发生弹性形变的物体对对方施加的力,书放在水平桌面上受到的支持力,是由于桌面发生了微小形变而产生的.A不正确,B正确.弹力的方向垂直于接触面而指向受力物体,绳类柔软物体的弹力方向指向收缩的方向,C、D正确.故选A.
21
2、关于形变和弹力的说法中,正确的是( )
A.相互接触的物体先产生形变后产生弹力
B.相互接触的物体先产生弹力后产生形变
C.相互接触的物体产生形变的同时产生弹力
D. 物体间弹力的作用不是相互的
21
【答案】C
【解析】相互接触的物体产生形变的同时也就产生了弹力,二者无先后之分,A、B错误,C正确,物体间任何力的作用都是相互的,D错
21
【巩固】
1、下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是( )
图4-2-13
A.极限法 B.放大法 C.控制变量法 D.等效替代法
21
【答案】B
【解析】图甲是利用光的反射将微小形变放大,图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变,故为放大法,B正确.
21
2、体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球,如图所示,试分析篮球与地面作用时,地面给篮球的弹力的方向为( )
A.斜左上 B.斜右上 C.竖直向上 D.竖直向下
21
【答案】C
【解析】篮球与水平地面接触时发生形变,产生弹力.如果认为球的一点与地面接触,则属于点与面接触问题,弹力应垂直于面(即地面),方向向上
21
【拔高】
1、(2012·五指高一检测)如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态,则关于弹性杆对小球的弹力,下列结论正确的是( )
A.大小为2 N,方向平行于斜面向上 B.大小为1 N,方向平行于斜面向上
C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上 D.大小为2 N,方向竖直向上
21
【答案】D
【解析】小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态,由二力平衡知识可知,杆对小球的弹力与重力等大、反向.
21
五、课程小结
一、弹力
(1)定义
(2)产生条件
(3)方向
(4)大小
二、弹力的分析与计算
1.弹力有无的判断
(1)消除法
(2)假设法
(3)根据“物体的运动状态分析”分析弹力.
2.弹力方向的判断
21