1、3.1 探究形变与弹力的关系 学案（粤教版必修1）1形变：物体在力的作用下_发生改变的现象2弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够完全_的形变3弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复_，这个限度叫弹性限度4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5弹力的产生条件(1)两物体_；(2)发生_6常见弹力平时所说的_、_和_都是弹力，绳中的弹力通常称为_7弹力的方向(1)压力和支持力的方向_于两物体的接触面(2)绳的拉力方向沿着绳且指向绳_的方向8胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与_成正比(2)公式：_，其中k为弹簧的_，单位：牛顿每米，符号
2、：_，它的大小反映了弹簧的软硬程度9物理学中用一带有_的线段来表示力，_的方向表示力的方向，得到的图称为_；用线段的长度表示力的大小，线段的箭头指向力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点，得到的图叫做_一、弹性形变问题情境1压缩弹簧、海绵，用手弯曲竹片，我们能明显地观察到什么现象？ 2我们用力拉弹簧直到不能再伸长会看到什么现象？ 要点提炼1物体在力的作用下形状或_发生改变的现象，叫做形变2物体发生形变后在撤去外力时能够恢复原状，这种形变叫做_形变3弹性限度：如果形变过大，超过了一定的限度，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弹簧在使用过程中不能超过其弹性限度二弹力问
3、题情境你用扁担挑过水吗？打过弹弓吗？玩过蹦蹦床吗？练过拉力器吗？总结一下，在这些活动中你感受到了什么样的作用力？在物理学中把它们叫做什么力？ 要点提炼1定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力2弹力产生的条件：(1)物体直接相互_；(2)物体发生_3弹力的方向：跟物体恢复形状的方向_(1)一般情况：凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力；支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体(2)一般情况：凡是一根线(或绳)对物体的拉力，都是这根线(或绳)因为发生形变而对物体产生的弹力；拉力的方向总是沿线(或绳)的方向(3)弹力
4、方向的特点：由于弹力的方向跟接触面垂直，面面接触、点面接触时弹力的方向都是垂直于接触面的弹力的大小：与形变大小有关一般来说形变越大，弹力越大三、胡克定律要点提炼1胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的_成正比，即Fkx，其中k是弹簧的劲度系数，单位的符号是N/m.2注意的问题(1)胡克定律的成立是有条件的，就是弹簧发生“_”，即必须在弹性限度内(2)Fkx中的x是弹簧的_，是弹簧的伸长(或缩短)的长度，而不是弹簧的长度(3)Fkx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，与弹力的大小_(4)在应用Fkx时，要把各物理量的单位统一到国际单位制中(5)公式
5、Fkx可作为胡克定律的推论使用，式中F、x分别表示弹力变化量和形变变化量(6)判断弹簧弹力的方向时，要注意弹簧是被拉伸还是被压缩或两者均有可能，计算弹簧弹力大小的方法一般是根据胡克定律，有时也根据平衡条件来计算.例1 关于弹力的产生，下列说法正确的是( )A只要两物体相接触就一定产生弹力B只要两物体相互吸引就一定产生弹力C只要物体发生形变就一定产生弹力D只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用听课记录 例2 如图1所示，一个球放在“V”形两光滑面AC和AB上，处于静止状态，请画出球所受的弹力图1变式训练1 如图2所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直
6、墙和桌边之间试画出小球所受弹力图2例3 竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm；挂重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm，则弹簧原长为_ cm，劲度系数为_ N/m.听课记录 图3变式训练2 如图3所示，A、B两物体的重力分别是GA3 N，GB4 NA用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧中的弹力F2 N，则细线中的张力FT及B对地面的压力FN的可能值分别是( )A5 N和6 N B5 N和2 NC1 N和6 N D1 N和2 N图4例4 如图4所示，叠放的物体A、B静止于水平地面上，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图图5例5 如图5
7、所示，一个质量分布均匀的球放在互成120角的两块光滑平面之间，保持静止状态，球与水平面AB相切于a点，与倾斜面AC相切于b点，试分析球的受力情况，画出球的受力示意图图6变式训练3 如图6所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，小球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有( )A1个 B2个C3个 D4个【即学即练】1下列有关弹力的一些说法中，正确的是( )A只有弹簧才有可能施加弹力B施加弹力的物体一定有形变C墨水瓶放在课桌上，墨水瓶对课桌施加了弹力，但墨水瓶并没发生形变D压力就是竖直向下压的力2将一本书放在水平桌面上静止，则下面说法中正确的是( )A书对桌面的压力就是书受的重力，施力物体
8、是地球B书对桌面的压力是弹力，在数值上等于书受的重力C书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的D书能静止，是由于书的重力大于桌面对书的支持力3下列叙述中错误的是( )A压力、支持力和拉力都是弹力B压力和支持力的方向总垂直于接触面C轻绳、轻杆上产生的弹力总是在沿绳、杆的直线上D轻杆不同于轻绳，弹力的方向可以不在沿杆的直线上4画出图中小球或杆所受弹力的示意图参考答案课前自主学习1形状 2.恢复原状 3.原来的形状4弹性形变 5.(1)接触 (2)弹性形变6压力 支持力 拉力 张力7(1)垂直 (2)收缩8(1)弹簧的伸长(或缩短)量x (2)Fkx 劲度系数 N/m9箭头 箭头 力的示意图
9、力的图示核心知识探究一、问题情境1观察到形状或体积发生了改变2弹簧被拉直后不能恢复原长要点提炼1体积 2.弹性二、问题情境它们是压力、拉力、支持力等，都是接触力，在物理学中叫弹力日常生活中，推、拉、提、压是弹力常见的表现形式要点提炼2(1)接触 (2)弹性形变 3.相同三、要点提炼1伸长(或缩短)量x2(1)弹性形变 (2)形变量 (3)无关解题方法探究例1 D例2 如下图所示解析 由于球受到竖直向下的重力作用，一定与AB面和AC面相互挤压，所以球一定受到两斜面的弹力作用，弹力的方向与斜面形变的方向相反，分别垂直于AB面和AC面指向球体此题也可以用假设法判断，假设去掉其中一个斜面则球都不能静止
10、，由此可知两斜面对球都有弹力作用变式训练1 如图所示解析 由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F1应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心O；在B点弹力F2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O.例3 10 200解析 弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律得知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即Fkx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于伸长后总长度L减去原长L0，即xLL0.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G14 N的重物时弹簧的长度为L1，挂G26 N的重物时弹簧的长度为L2，则L
11、112 cm，L213 cm，由胡克定律得：G1k(L1L0)G2k(L2L0)代入数据解得：L010 cm，k200 N/m即弹簧原长为10 cm，劲度系数为200 N/m.变式训练2 BC例4 见解析解析 (1)画力的图示：选定标度：此题用2 mm长的线段表示2 N的力从作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示，从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(即10 mm)的线段；在线段上加箭头表示力的方向(2)画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明FN10 N即可，如图
12、丙所示例5 见解析解析 解法一 放在水平面上的球，由于受到重力的作用而挤压水平面，使水平面和球同时发生微小形变水平面AB由于发生微小的压缩形变后要恢复原状，对球产生垂直于水平面向上的弹力Fa.球与倾斜面AC相切于b点，球是否受到AC面对它的弹力作用呢？假设把AC面轻轻地从左侧拆除，将观察到球仍保持静止状态现球与AC面虽然在b点接触，但不相互挤压，不发生形变，故AC面对球没有弹力作用综上所述，球受到重力G和水平面AB对它的支持力Fa两个力的作用，保持静止状态，满足二力平衡的条件，FaG，受力示意图如图甲所示 甲 乙解法二 假设法假设所有与研究对象接触的物体都施加了弹力，画出假设状态下的受力图，判断受力情况与原有状态是否矛盾若矛盾，说明假设不正确，则两者间无弹力产生；若不矛盾，说明假设正确，则有弹力产生现用这种思路再分析上例假设AC面和水平面AB对球体都产生弹力，分别为Fb和Fa.对球体进行受力分析如图乙所示由图可知，Fb的存在显然不能使球体处于静止状态，与题设条件(球体静止)相矛盾故AC面对球体无弹力变式训练3 B即学即练1B 2.BC 3.C4如图所示