資源簡介

(共41張PPT)
3.1.2 彈 力
人教版（2019） 高一上
力的作用效果：
①改變物體的運動狀態(動力效果)
②使物體發生形變（靜力效果）
【產生加速度】
復習:
物體受到力，是否一定發生形變？
思考
一定發生形變，只是有的形變明顯（明顯形變），有的不明顯（微小形變）。
微小形變放大
微小形變放大
1、接觸力:
物體與物體直接接觸才發生的力。例如：彈力、摩擦力
2、非接觸力：物體與物體不接觸就可發生的力。例如：重力、電場力、磁場力
（所有場力都是非接觸力、四類基本相互作用都是非接觸力）
接觸力與非接觸力
（1）按形變的形式分類：
一、形變:
拉伸形變
壓縮形變
彎曲形變
扭轉形變
物體在力的作用下形狀或體積發生改變叫做形變。
（2）按形變程度分
（3）按形變效果分
（可否恢復）
明顯形變:肉眼可直接觀察到
微小形變:肉眼不易直接觀察到
塑性形變（非彈性形變）：
例如橡皮泥、保險絲
彈性形變：
例如彈簧
發生形變的物體在停止受力后，能恢復原狀的形變稱為彈性形變
彈性限度
如果形變過大，超過一定限度，即使撤去作用力，物體也不能完全恢復原來的形狀，這個限度叫彈性限度
形變
形變：物體在力作用下形狀或體積發生改變
任何物體都有形變嗎？
彈性形變：有些物體在力的作用下發生形變，力撤消后又能夠恢復原狀。
非彈性形變：生活中還有些物體發生形變并撤消力以后不能恢復原狀，如橡皮泥。
觀察各種現象的共性與區別？
發生形變的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體會產生力的作用，這種力稱為彈力。
1.定義
二、彈力
施力物體
受力物體
牛刀小試
A對B的彈力是因為誰發生了形變？
2.產生條件
(1)相互接觸
(2)發生形變
（發生擠壓）
判斷方法：撤除比較法
牛刀小試
判斷光滑小球有幾處形變。
把與研究對象相互接觸的物體撤除
比較撤去接觸物后研究對象的狀態是否變化，
若有變化就有形變，若無變化就沒有形變
課堂練習：彈力的有無判斷
在下列各圖中，a、b均處于靜止狀態，且接觸面均光滑，a、b間一定有彈力的是( )
A. B.
C. D.
B
彈力產生過程
彈力產生過程：
力→形變→在恢復原狀→對接觸物體生作用
桌面發生彈性形變在恢復時
物體受到支持力
FN
物體發生彈性形變在恢復時
FN
物體受到支持力
桌面受到壓力
桌面受到的壓力
3.常見彈力（拉力、壓力、支持力）的方向
壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面指向受力物體.
彈力的方向
彈力的方向指向物體恢復形變的方向
彈力的方向與物體的形變方向相反
放在地板上的物體對地板的壓力和受到地板的支持力屬于彈力嗎？力的作用方向分別向哪里？
繩子的拉力屬于彈力嗎？力的作用方向分別向哪里？
思考
例題:
分析書放在桌面或傾斜木板上時,書和木板所受的彈力
書
木板
書
板
N1
N1
N2
N2
末受到拉力時
繩子形變方向
拉力
受到拉力時繩子變長
繩子產生的拉力（彈力）方向：沿著繩子而指向繩收縮方向
討論：下列彈簧產生的彈力方向
Ａ
B
結論：沿彈簧的軸線指向彈簧恢復原狀的方向。
☆關于彈力產生的原因
1、下列說法正確的是：( )
A、木塊放在桌面上受到向上的支持力，這是木塊 發生微小形變而產生的。
B、用一根細竹竿撥動水中的木頭，木頭受 到竹竿的推力，這是由于木頭發生形變而產生的。
C、繩對物體的拉力方向總是豎直向上。
D、掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是由于電線發生微小形變而產生的 。
D
鞏固練習
☆彈力產生的條件
2、已知物體甲和乙之間有彈力的作用，那么（ ）
A、物體甲和乙必定直接接觸，且都發生形變
B、物體甲和乙不一定直接接觸，但必定都發生形變
C、物體甲和乙必定直接接觸，但不一定都發生形變
D、物體中和乙不一定直接接觸；也不一定都發生形變
A
☆對彈力的理解
3、關于彈力的下列說法中,正確的是：( )
A、只有發生彈性形變的物體，才會對它接觸的物體產生彈力。
B、只有受彈簧作用的物體才受到彈力。
C、通常所說的壓力、支持力和繩子的拉力都是彈力。
D、壓力和支持力的方向總是垂直接觸面。
CD
彈簧彈力和伸長量的關系怎樣？
三、胡克定律
彈簧的彈力大小與形變量有什么關系
兩者在量的大小上有定量關系
由待測參量設計實驗并組裝儀器
探究彈簧的彈力和形變量大小的關系
測量并記錄彈力F與形變量x大小
提出問題
大膽猜想
設計實驗
進行實驗
處理數據
得出結論
建立F-x坐標系，描點、連線
提出問題
大膽猜想
設計實驗
進行實驗
處理數據
得出結論
在彈簧的彈性限度內，
彈力F與形變量x的大小成正比關系。
即：F=kx （胡克定律）
提出問題
大膽猜想
設計實驗
進行實驗
處理數據
得出結論
比較胡克定律中不同彈簧的k值是否相同
※不同彈簧的k值不同是因為彈簧的軟硬不同。
※ k為彈簧的勁度系數，由彈簧自身結構決定，單位是N/m。
提出問題
大膽猜想
設計實驗
進行實驗
處理數據
得出結論
交流合作
注意事項：
（１）標尺要豎直且靠近指針，每次改變鉤碼后要待系統穩定后讀數．　　　　　　
（２）讀指針刻度時，應估讀到下一位.
（３）不能超過彈性限度.
胡克定律
1、內容：
彈簧發生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。
2、公式： F ＝ k x
(彈性限度內)
彈簧的勁度系數
單位：牛每米
符號：N/m
彈簧的形變量（伸長量或壓縮量）
X=∣l-l0∣
△F=K△X
公式中x為彈簧的形變量[可能為伸長量(l－l0)，也可能為縮短量(l0－l)]；
k為彈簧的勁度系數，只與彈簧本身有關，由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數等因素決定，它反映了彈簧的軟硬程度，k越大，彈簧越硬，其長度越難改變．
★對公式F＝kx的理解
1．胡克定律的成立條件：彈簧的形變必須在彈性限度內．
2．彈簧的勁度系數k：它表示彈簧固有的力學性質，大小由彈簧本身的物理條件，如材料、長度、截面積等決定．
3．彈簧的形變量x：指彈簧的伸長量或縮短量，而不是彈簧的長度．
特別提醒
4.彈簧秤的示數不顯示合力，只顯示一端的拉力。
【學以致用】
判斷下列說法的正誤.
(1)發生形變后的物體撤去外力后都能夠恢復原狀.(　　)
(2)海綿受擠壓會發生形變，桌面受擠壓不會發生形變.(　　)
(3)靜止在水平地面上的物體受到向上的彈力是因為地面發生了形變.(　　)
(4)由F＝kx可知，在彈性限度內彈力F的大小與彈簧的長度成正比.(　　)
×
√
×
×
例、有一根彈簧的長度是15 cm，在下面掛上0.3 kg的重物后長度變成了18 cm，求彈簧的勁度系數
L0
x=3 cm
mg
F=kx
kx=mg
根據胡克定律：F=kx
單位
例. 豎直懸掛的彈簧下端， 掛一重為4 N的物體時彈簧長度為12 cm,掛重為6 N的物體時，彈簧的伸長長度為13 cm,則彈簧原長為________cm,勁度系數是______N/cm .
解析：根據胡克定律：F=kx
k(L1-x0)=m1 g
k(L2-x0)=m2 g
k(12-x0)=4
k(13-x0)=6
k=2 N/cm
x0=10 cm
10
2
例：一根彈簧受到10N的拉力時，它的長度12cm，當它受到16N拉力時，它的長度是14cm，則：
（1）該彈簧的原長和勁度系數分別是多少？
（2）彈簧受到20N的拉力時，仍在彈性限度內，則此時彈簧的長度為多少？
例：如圖所示，兩木塊的質量分別為m1和m2，兩輕質彈簧的勁度系數分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個系統處于平衡狀態.現緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧.在這過程中下面木塊移動的距離為（　　）
C
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3.1.2 彈 力
人教版（2019） 高一上
一、彈力有無的判斷
1．產生彈力必備的兩個條件：
(1)相互接觸；
(2)發生形變。
2．判斷彈力有無的常見方法：
(1)直接判定：對于發生明顯形變的物體(如彈簧、橡皮條等)，可根據彈力產生的條件由形變直接判斷。
②找形變(或擠壓)
①尋找接觸面(一般有幾個接觸面就可能有幾個彈力)
(2)對于形變不明顯的情況，通常用以下方法來判定：
a．假設法：假設將與研究對象接觸的物體撤去，判斷研究對象的運動狀態是否發生改變，若運動狀態不變，則此處不存在彈力；若運動狀態改變，則此處一定存在彈力。
b．替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產生明顯形變的物體來替換，看能不能維持原來的力學狀態。如將側壁、斜面用海綿來替換，將硬桿用輕彈簧(橡皮條)或細繩來替換。
c．狀態法：因為物體的受力必須與物體的運動狀態相吻合，所以可以依據物體的運動狀態由相應的規律(如二力平衡知識等)來判斷物體間的彈力。
解答本題應把握以下兩點：
(1)假設彈力不存在，看是否能保持原來狀態．
(2)假設彈力存在，看是否改變原來的狀態．
【例題】判斷圖甲、乙、丙中小球是否受到彈力作用，若受到彈力，請指出其施力物體．(接觸面光滑)
.
例：
(1)
是否發生了擠壓形變？
可采用假設法
假設沒有這面墻
球動了么？
能否保持原狀？
F
只有支持力
F
假設沒有下
面的墻呢
.
F
(2)
例：
采用假設法:
F1
把墻拆了。。。
F2
說明受到了墻的彈力
如果抽掉斜面呢？
說明受到了斜面的彈力
F1
球受到墻和斜面兩個彈力的作用
說明只受繩子的拉力
0
例：
假設去掉斜面
0點有彈力么？
球保持原狀
說明0點……
假設繩子斷開
“垂直于接觸面”
曲面與平面接觸
N
N
N`
曲面與平面間彈力方向：
過接觸點垂直平面指向受力物體
二、各種接觸面間的彈力方向判斷:
點與平面接觸
N
N`
點與平面間彈力方向：
過接觸點垂直平面指向受力物體
光滑斜面
A
B
NA
NB
點與曲面接觸
點與曲面間彈力方向：
與過接觸點的切面垂直并指向受力物體
N1
N2
半球形的碗
A
B
NA
NB
曲面與曲面接觸
曲面與曲面間彈力方向：
與過接觸點的公切面垂直并指向受力物體
半球形的碗
N
A
B
N
NB對A
課堂練習：畫出以下彈力方向
練習：判斷下列支持面對物體彈力的方向
平面與平面接觸，彈力垂直平面。
點與平面接觸，彈力通過接觸點而垂直平面。
曲面和曲面接觸，彈力通過接觸點垂直于公切面。（相當于點與點）
點和曲面接觸，彈力通過接觸點垂直于切面
點和線接觸，彈力通過接觸點垂直于線
例、試判斷下列各情況小球的受力情況。
例：三個相同的支座上分別擱著三個質量和直徑都相等的光滑圓球a，b，c，支點P、Q在同一水平面上，a球的重心O，位于球心，b球和c球的重心Ob和Oc分別位于球心的正上方和球心的正下方，如圖所示，三球均處于平衡狀態，支點P對a球的彈力為Na，對b球和c球的彈力分別為Nb和Nc則下列說法正確的是（ ）
A.彈力Na、Nb、Nc的方向均由P 點指向球心
B.彈力Na、Nb、Nc的方向均由P 點指向重心
C.彈力Na、Nb、Nc的方向都豎直向上
A
b

Oa




Ob
Oc
P
P
P
Q
Q
Q
a
c
總結：繩上彈力方向總是沿著繩而指向繩子收縮的方向
繩子的拉力也是彈力，那么繩子的拉力的方向如何呢？
輕繩的受力特點：
1、只能拉不能壓（只能產生拉力不能產生支持力）；
2、輕繩的拉力一定沿繩方向；
3、同一根繩子張力（彈力）處處相等。
三、輕繩和輕桿的彈力:
討論：下列繩子產生的彈力方向
結論：繩子產生的彈力方向沿繩子指向繩收縮方向
輕桿受力特點：
物體受到輕桿的給力特點：
1、可拉可壓（既能產生拉力也能產生支持力）；
2、桿所受的力不一定沿桿的方向；可能沿任意方向
輕桿的含義：
不計質量的桿
輕桿的彈力：
F支
F壓
F拉
拉伸、壓縮形變：沿著桿
F支
G
彎曲形變：不沿桿
輕桿有鉸鏈（轉軸）時，彈力方向又有什么特點？
輕桿有鉸鏈（轉軸）時，彈力方向一定沿桿
例題：
D
我們對彈力方向做一個總結
4、彈簧兩端的彈力方向，指向彈簧恢復原狀方向
2、輕繩對物體的彈力方向，沿繩指向繩收縮的方向
1、接觸時的彈力方向，過接觸點，而指向受力物體，垂直于接觸面（或切線方向）。　
3、輕桿對物體的彈力方向：可能沿任意方向
彈簧與繩子彈力的異同點：
彈簧或繩子的拉力方向，與彈簧或繩子的收縮（恢復形變）方向相同。
相同點：
彈簧可以被壓縮，繩不能。
形變不同，彈簧的彈力不會立即消失，繩子屬于微小形變，恢復快，可以立即消失。
不同點：
四、輕繩和輕彈簧的彈力:
A
A
B
B
輕繩只能產生拉力，方向沿繩指向繩收縮的方向，形變屬于微小形變，繩斷瞬間，力也瞬間消失
彈簧產生的壓力或拉力方向沿彈簧的軸線，形變屬于明顯形變，繩斷瞬間，力不會馬上消失。
繩斷瞬間
即：輕繩的彈力可以發生突變，輕彈簧的彈力不能發生突變。
Ａ
Ｂ
Ｂ
Ｃ
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ａ
Ｂ
Ａ
Ｎ１
Ｎ２
Ｎ１
Ｎ２
Ｎ２
Ｎ１
Ｎ１
Ｎ２
討論：下列Ａ、Ｂ、Ｃ三個物體間的彈力方向
例1 關于彈力的產生下列說法（ ）
A、只要兩物體接觸就一定產生彈力
B、只要兩物體相互吸引就一定產生彈力
C、只要兩物體發生形變就一定產生彈力
D、只有發生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產生彈力作用
A
B
C
例2、分析A對C有無彈力作用
D
G
Ta
Tb
a
b
例
A
A
畫出小球的受力示意圖
G
F2
F1
G2
F5
F4
F3
G1
F1
F2
畫出下列各圖中球或桿所受的彈力
F2
F1
F1
F2
F1
F2
F1
F2
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