3.1 重力与弹力 导学案-高中物理人教版必修第一册

学案2 重力与弹力(2)[目标定位] 1．知道形变的概念，会区分弹性形变和非弹性形变。2．知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在弹力，会判断弹力的方向。3．掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题．一、弹性形变和弹力1．弹性形变和弹力(1)形变：物体在力的作用下或发生的变化．①弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够的形变．②非弹性形变：外力撤去后不能完全恢复原状的形变．(2)弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度．(3)弹力：发生的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力．2．弹力产生的条件：(1)两物体；(2)发生．二、几种弹力1．压力、支持力的方向：总是于接触面，若接触面是曲面，则垂直于；若接触面是球面，弹力方向延长线或反向延长线过．2．绳的拉力方向：总是并指向绳的方向．三、胡克定律1．内容：在内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成．2．公式：F＝.3．说明9/9 (1)应用条件：弹簧发生形变时必须在内．(2)x是弹簧的_________，而不是弹簧形变后的长度．(3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧_______，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关．(4)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的_______________.(5)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成______，即ΔF＝kΔx.典型例题一、弹力的产生例1（单选）下列关于弹力的几种说法，其中正确的是(  )A．只要两物体接触就一定产生弹力B．静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D．只要物体发生形变就一定有弹力产生二、弹力的方向例2 画出图中静止物体A所受弹力的示意图．三、胡克定律9/9 例3 竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时弹簧长度为12cm；挂一重为6N的物体时弹簧长度为13cm，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？弹力当堂自测1．（单选）杂技演员有高超的技术，能轻松地顶住从高处落下的坛子．如图所示，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是(  )A．坛的形变B．头的形变C．坛子受到的重力D．人受到的重力2．分别画出图甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图．(甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上，乙中小球用细绳拴着静止在桌角上，丙中杆一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在墙壁上)9/9 3．由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图象如图所示，求：(1)该弹簧的原长为多少？(2)该弹簧的劲度系数为多少？课后巩固题组一 形变及弹力的产生1．（多选）下列各种情况中，属于弹性形变的有(  )A．撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变B．当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变C．细钢丝被绕制成弹簧9/9 D．铝桶被砸扁2．（单选）关于弹性形变，下列说法正确的是(  )A．物体形状的改变叫弹性形变B．一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形变C．物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变D．物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变题组二 弹力方向的判断3．（单选）体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示，下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是(  )A．沿v1的方向B．沿v2的方向C．先沿v1的方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向4．在图中画出物体A所受弹力的示意图．9/9 题组三 力的图示和力的示意图5．如图所示，一根轻质弹簧的原长为20cm，竖直悬挂着，当用15N的力向下拉弹簧时，量得弹簧长24cm.问：(1)弹簧的劲度系数为多少？(2)若把它竖立在水平桌面上，用30N的力竖直向下压时，弹簧长为多少？学案2参考答案（2）一、弹性形变和弹力1．(1)形状、体积．①恢复原状．(2)不能．(3)形变．2．(1)相互接触；(2)弹性形变．二、几种弹力1．垂直，接触面的切线；球心．2．沿着绳并、收缩．9/9 三、胡克定律1．弹性限度，正比．2．kx．3．(1)弹性限度(2)形变量．(3)本身的属性，无关．(4)劲度系数k．(5)正比.典型例题例1 C例2 如图所示支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，A物体所受弹力的示意图如图所示．例3解:弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即F＝kx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于弹簧伸长后总长度L减去弹簧原长L0，即x＝L－L0.改变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数．设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G1＝4N的重物时弹簧的长度为L1，挂G2＝6N的重物时弹簧的长度为L2，则L1＝12cm，L2＝13cm，由胡克定律得：G1＝k(L1－L0)G2＝k(L2－L0)代入数据解得：L0＝10cm，k＝200N/m即弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m.9/9 答案 10cm 200N/m当堂自测1．B2．答案 受力示意图如图所示3．解法一：(1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为L0＝15cm.(2)据F＝kx得劲度系数：k＝＝，由图线可知，该弹簧伸长ΔL＝(25cm－15cm)＝10cm时，弹力ΔF＝50N．所以k＝＝N/m＝500N/m.解法二：根据胡克定律得F＝k(L－L0)，代入图象中的两点(0.25,50)和(0.05，－50)．可得50＝k(0.25－L0)－50＝k(0.05－L0)解得L0＝0.15m＝15cm，k＝500N/m.答案 (1)15cm (2)500N/m课后巩固1．AB2．C3．D4．答案 如图所示9/9 5．解:(1)当弹簧受向下的15N的拉力作用时，由胡克定律知F1＝k(L1－L0)，即15＝k(0.24－0.2)．解得劲度系数k＝N/m＝375N/m(2)当用30N的力竖直向下压时，设弹簧长为L2，由胡克定律知F2＝k(L0－L2)整理得L2＝L0－＝0.2m－m＝0.12m＝12cm.答案 (1)375N/m (2)12cm9/9