1、高考资源网（） 您身边的高考专家3.1 探究形变与弹力的关系【学习目标】（1） 知识与技能理解形变与弹力的关系；通过探究形变与弹力的关系的实验操作，实验操作技能；会应用科学作图法分析实验数据。（2） 过程与方法在探究形变与弹力的关系的实验过程中，培养细心严谨的实验习惯；在实验过程中，初步学会“实验现象分析归纳结论”的科学探究方法。（3） 情感态度与价值观了解我国东汉时期科学家郑玄发现弓弦与重物的定量关系的历史，和胡克发现胡克定律的历史，对比这两个中外故事，认识到学习物理不能停留在局部应用上，而就上升到理论高度，总结出定律规律，才能使其被更广泛应用。在探究过程中，体验成功的喜悦，体会合作 的快乐
2、，同时培养合作学习的习惯。【学习重点】亲历探究“形变与弹力的关系”的过程，理解形变与弹力的定量关系【知识要点】形变当物体受到力的作用时会发生形状的改变。形变有拉伸、压缩、弯曲、扭转等不同形式，物体受力发生形变，外力停止作用，物体可恢复原状。弹力施力物体施力物体与受力物体直接接触；施力物体发生了弹性形变。弹力发生的两个条件：（1）施力物体与受力物体必须直接接触；（2）施力物体必须发生了弹性形变。弹力的方向总是指向施力物体，既物体形变恢复的方向。与形变的方向相反。胡克定律 ：F=Kxx: 弹簧的伸长（或缩短）量K: 弹簧的劲度系数F: 弹簧的弹力归纳：(1)弹力的方向总是沿着施力物体形变恢复的方向
3、;(2)对于弹力的大小，通过实验与探究，学生分组实验，分析总结得胡克定律的数学表达式：F=Kx。注意：该定律适用于发生弹性形变的弹簧。【问题探究】任何两个接触的物体间是否都存在弹力?如何判断?解答：两接触物体间是否存在弹力作用的判断是个难点，尤其是对一些微小形变的分析当弹力的存在与否难以直接判断时可采用假设法即假设弹力不存在，若运动状态不变则此处不存在弹力；若运动状态变，则此处存在弹力 如：如图1-1-1所示的四种情况，小球A均静止，各接触面均光滑(A中线竖直) 由假设法不难看出：A、B、D三图中球A只受一个弹力，而图C中的球受到两个弹力作用【疑难解析】【典型例题】例1图1-1-2中a、b、c
4、为三个物块，MN为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态则 ( ) A有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态 B有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态 C有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态 D有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态解析 本题可选物块为研究对象，先假设绳的拉力情况，再根据平衡条件判断M、N两弹簧弹力的大小和方向 以物块为研究对象，它受到重力G的作用，是否受到轻绳向上的拉力F和弹簧M的弹力F的作用，可用假设法判断 (1)假设受到轻绳向上的拉力F的作用，则弹簧N必定处于拉伸状态当FGa时，M必处于压缩状态，故A选项正确；当FGa时，弹簧M处于不伸不缩状
5、态故D选项正确；当FGa时，弹簧M处于伸长状态 (2)假设不受轻绳向上的拉力F的作用，弹簧N处于不伸不缩状态，M必处于压缩状态，对有向上的弹力，故C选项错误 绳不能产生压力，弹簧N处于压缩状态是不可能的，故B选项错误【答案】AD点评：本题以物体平衡设立情景，考查对弹簧弹力的大小和方向的判断，是一开放性试题，考查学生受力分析的多向思维能力随着中学课程改革的深入，研究性学习的地位将进一步提高，这一类开放性、探索性的试题在高考中所占比例越来越大【规律总结】1区别杆、绳对物体的作用力，绳对物体的作用力一定沿绳，但杆对物体的作用力不一定沿杆 2弹力大小的计算方法：一般物体之间的弹力，要利用平衡条件或牛顿
6、第二定律来计算 弹簧的弹力，由胡克定律(Fkx)计算【当堂反馈】1、表示劲度系数分别为、的两根弹簧，；a和b表示质量分别为和的两个小物块，将弹簧与物块按图1-17所示的方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最短，则应使（ ）A在上，a在上B在上，b在上C在上，a在上D在上，b在上2一铁块放在桌面上，下列关于铁块和桌面受力的论述中，正确的是（ ）A铁块和桌面之间有弹力作用，其原因是桌面发生了形变，铁块并未发生形变B桌面受到向下的弹力，是由于铁块发生了形变C桌面受到向下的弹力，是由于桌面发生了形变D铁块受到向上的弹力，是由于铁块发生了形变3如图1-18所示，光滑小球的质量为3 kg，则竖直挡板对小球
7、的作用力为_N，斜面对小球的支持力为_N。4在劲度系数为k的一根弹簧下端与中点各固定一个等质量的小球，弹簧上端固定于天花板上，静止时，上下两段弹簧的伸长量之和是_。（小球质量为m）。5用两个完全相同的轻弹簧的一端拉住一重量为G的小球A，将弹簧的另一端分别固定在同一竖直线上的MN两点，MN距离恰为2倍弹簧原长，如图1-19所示，小球A的大小不计。当A静止时，则两弹簧的劲度系数为_。6画出图1-20中物块A或匀质球B所受的重力和弹力。7如图1-21所示，一个重600N的人，用200N的力通过绳子和光滑定滑轮拉一个静止在地面上重400N的物体M，则地面对M的弹力（支持力）有多大？【参考答案】1A 考
8、虑上弹簧的伸长量时，应将两物体和下弹簧一起为研究对象，所受到的重力与上弹簧的拉力是一对平衡力；考虑下弹簧伸长量时，则只考虑下面物体的重力与下弹簧对它的拉力是一对平衡力。这样处理可以很快地确定弹簧伸长量的关系。要使两根弹簧的总长度最短，则应位两弹簧的伸长量最小。两物的总重力要由上弹簧承担，故上弹簧一定要劲度系数大的弹簧，即弹簧在上，下弹簧要承担下面物体的重力，则为了使弹簧的形变量小，则应使物体重力小的在下面，即b物体在下面，则a物体在上。2B因为：弹力产生时两个物体同时发生形变，形变物体是施力物体，而与形变物体接触的另一物体是受力物体。3 提示：有挡板时小球的重力产生的两个效果是：对挡板的压力、
9、对斜面的压力。分解时的平行四边形如图所示，由此解得：，。43mg/2k提示：弹簧截断后或几个弹簧串、并联后，其劲度系数要改变。本题中将原弹簧分成完全相同的两半来看，每一半的劲度系数将变为2k，因而对上半段弹簧由胡克定律得：对下半段弹簧由胡克定律得： 由、得，即为解。5提示：对A进行受力分析如图所示，并设弹簧原长，A受重力mg，的拉力，的拉力。根据平衡条件：，。6示意图如图所示。此题不是全面的受力分析，只分析了重力和弹力。由于物体为刚体（形变可忽略不计）。故可用一个质点来表示物体受力的作用点。7对M力分析如图所示。人通过定滑轮和绳子对M施加力的作用。M受绳的拉力。由平衡力关系知。即地面对M的弹力
10、是200N。【达标训练】1.物体在力的作用下发生的 叫做形变，在外力停止作用后能够恢复原状的形变叫做 形变.2.弹力发生在 且发生 的物体之间.放在水平桌面上的物体所受的支持力是 ，它的方向总是 支持面；吊在绳子下的物体所受的拉力是 ，它的方向总是 的方向.3.关于弹力的产生下列说法正确的是( )A.两个相互接触的物体间一定产生弹力B.只要发生形变一定产生弹力C.只有发生弹性形变的物体才产生弹力D.一切相互吸引的物体间就产生弹力4.用弹簧悬挂小球处于静止状态时，下列说法正确的是( )A.小球对弹簧的拉力就是小球的重力B.弹簧对小球的拉力就是小球的重力C.小球拉弹簧的力和弹簧拉小球的力是一对平衡
11、力D.小球对弹簧的拉力数值上等于小球的重力5.如图3-7，画出小球或杆受到的支持力和方向.6.重5N的物体挂在弹簧上，保持静止，这时物体受到 个力的作用，它们的性质分别是 ，它们的施力物体分别是 ，它们的大小分别为 N。7.汽车停在马路上，轮胎对地面产生的压力是由于 发生形变而产生的。地面对轮船的支持力是由于 发生形变而产生的。8.如图3-8所示，一个光滑的均匀圆球搁放在台阶和竖直墙之间，试作出该球受到的弹力和重力(O为球心)。9.在一根弹簧下端悬挂重15N的重物，静止时弹簧长20cm，由此你能求得这根弹簧的劲度系数吗? 。当这根弹簧下端悬挂重21N的重物静止时，弹簧长度为22cm，则此弹簧原
12、长为 cm，劲度系数为 N/m。(均在弹性限度内)10.如图3-9所示，两根原长都是10cm的弹簧，劲度系数都是100N/m，小球A、B的质量相等，均为100g，若不计弹簧质量，而且两小球的直径不计，则悬点O到B之间的弹簧总长度是 cm。(g取10N/kg)11.如图3-10所示，一个重600N的人，用200N的力通过绳子和定滑轮拉一个静止在地面上重600N的物体M，则人受到 力、 力和 力的作用，其大小分别为 N、 N和 N.12.如图3-11所示，甲、乙两弹簧秤长度相同，串联起来系住一个400N重物.两弹簧秤量程不同：甲量程为500N，乙量程为1000N.这时两弹簧秤读数大小应当 ，两弹簧秤簧伸长长度相比较，应当是 【达标训练参考答案】1.形状改变 弹性 2.直接接触 弹性形变 弹力 垂直 弹力 指向绳收缩 3.C 4.D 5.略 6.两 重力和弹力 地球和弹簧 5N、5N 7.轮胎 地面 8.略 9.不能 15 300 10.23cm11.重 支持 拉 600 400 200 12.相等且为400N 甲大于乙【反思】收获疑问高考资源网版权所有，侵权必究！
