2022年高中物理必修第一册3.1 重力与弹力 导学案

2019-2020年高中物理3.2弹力学案新人教版必修1(II)课前自主预习一、弹性形变和弹力1.形变：物体在力的作用下___________发生的改变。2.弹性形变：发生形变的受力物体在外力撤除后能够____________的形变。3.弹性限度：超过一定的限度，撤去外力后形变物体不能完全__________。4.弹力：由于要恢复原状，发生_________的物体与对与它接触的物体产生的作用力。二、几种弹力1.常见的三种弹力：图甲中F1表示桌面对书的，F2表示书对桌面的。图乙表示绳的拉力，又叫绳的。2.常见弹力的方向（1）压力和支持力的方向都（选填“垂直”或“不垂直”）于物体的接触面。（2）绳的张力沿着绳指向的方向。三、胡克定律1.内容：弹力发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成。2.公式：F=，其中k为弹簧的，单位：，符号：。重难点点拨（一）弹力有无的判断方法例1、如图，一个小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰竖直．则小球所受的作用力个数（  ）A．一定是两个B．一定是三个C．不可能是一个D．可能是两个，也可能是三个 变式训练1—1（多选）如图所示，a的质量是2kg，b的质量是1kg。设接触面是光滑的，a和b都静止不动，其中a受两个或两个以上弹力的有（）ABCD（二）弹力方向的确定例2.三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、b、c,支点P、Q在同一水平面上，a的重心在球心，b、c的重心分别位于球心的正上方和正下方，三球都静止，试分析三种情况下圆球所受弹力的情况变式训练2—1如图所示，画出各物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图。（三）弹力大小的计算例3.一根弹簧受到10N的拉力时，它的长度12cm，当它受到25N拉力时，它的长度是15cm，问弹簧不受力时的的自然长度是多少，该弹簧的劲度系数是多少？ 变式训练3—1如图所示，一个轻质弹簧的长度为L和弹力F的关系图线试由图线确定：（1）弹簧的原长（2）弹簧的劲度系数（3）弹簧伸长15cm时，弹力的大小（四）实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系例4（1）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是（  ）A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置，且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等（2）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图的哪一个．变式训练4-1某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系的实验”中，实验装置如图甲所示，所用的钩码每只质量都是30g．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．（实验中弹簧未超过弹性限度，取g=10m/s2），请根据实验数据在如图乙所示的坐标系中做出弹簧受弹力F与弹簧长度L之间的关系图线。钩码质量（g）0306090120150弹簧总长（cm）6.007.008.009.0010.0011.00 请根据表中的实验数据求出弹簧的劲度系数k并写出弹簧弹力F与弹簧总长度L的关系式．（1）写出该图线的数学表达式F=。（2）图线与横轴交点的物理意义是。（3）该弹簧的劲度系数k=N/m．（4）图线延长后与纵轴交点的物理意义是。课堂知识演练1.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.一根铁丝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.物体受到外力作用后发生的形状改变叫做弹性形变2.一辆拖拉机停在水平地面上，下列叙述中正确的是（）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3.下列关于弹力产生条件的说法中正确的是（）A．只要两个物体接触就一定有弹力产生B．只要两个物体相互吸引就一定有弹力产生C．只要物体发生形变就一定受到弹力作用D．只有发生弹性形变的物体才会产生弹力4.如图所示，一根弹簧，其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5，在弹性限度内，当挂上80N重物时指针正对刻度45，若要指针正对刻度20应挂重物是（）A．40NB．30NC．20ND．因k值不知无法计算 5.小球A在细绳的下端并与光滑的斜面接触且处于静止状态，图中细绳倾斜，则小球的受力是（）A.重力和绳的拉力B.重力、绳的拉力和斜面对球的弹力C.重力、斜面对球的弹力D.以上说法都不对6.如图所示，小车上固定着一根弯成a角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球。小车静止时杆对球的弹力的大小为方向为课后巩固提高7.对于如图所示的两种情况，若都在A处剪断细绳，在剪断瞬间，关于甲、乙两球的受力情况，下面说法正确的是(  )A．甲、乙两球都只受重力作用B．甲球只受重力作用C．乙球只受重力作用D．以上说法都不对8.如图所示，弹簧的劲度系数为K，球重为G，球静止时在图中A位置。现用力将小球竖直向下移动x至B位置，则此时弹簧的弹力为（）A.KXB.G+KXC.G-KXD．以上说法都不对9．（多选）下图中，P物体对Q物体的压力的示意图，有明显错误的是(  )10．（多选）如图所示，A物体重2N，B物体重4N，中间用弹簧连接，弹力大小为2N，此时吊A物体的绳的张力为F，B对地的压力为N,则F、N的数值可能是（）A．7N、0NB．1N、6NC．4N、2ND．0N、6N11.两个物体A和B的质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A物体静止在水平地面上，如图所示，不计摩擦，求：（1）绳对A物体的作用力的大小为多少 （2）地面对A物体的作用力的大小为多少12.一根轻弹簧，原长20cm，竖直悬挂着，当用15N的力向下拉弹簧时，在弹性限度内，量得弹簧长24cm。把它竖立在水平桌面上，用30N的力竖直向下压时，弹簧长多少？13.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，选用的螺旋弹簧如图甲所示。（1）将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上,旁边置一刻度尺,刻度尺的零刻线跟O点对齐,在弹簧的下端A处做一标记（如固定一个指针）.在弹簧下端的挂钩上挂上钩码（每个钩码的质量都是50g）,指针在刻度尺上指示的刻度为x.逐个增加所挂钩码的个数,刻度x随挂钩上的钩码的重量F而变化,几次实验测得相应的F、x各点已描绘在图乙中.由图象得出弹簧的劲度系数kA=N/m.（结果取两位有效数字）；此弹簧的弹力大小F弹跟弹簧伸长量Δx的关系式为。（2）如果将指针固定在A点的下方P处,再作出x随F变化的图象,得出弹簧的劲度系数与kA相比,可能是（）A.大于kAB.等于kAB.C.小于kAD.无法确定（3）如果将指针固定在A点的上方Q处,再作出x随F变化的图象,得出弹簧的劲度系数与kA相比,可能是（）A.大于kAB.等于kAC.小于kAD.无法确定