沪科版必修一3.2形变的力01

合集下载

沪科版物理必修1课件：3.2

为20 N.
栏目导引
第3章
力与相互作用
【答案】
见精讲精析
在物理学中经常用图像处理
【规律总结】
物理问题，应用图像的好处是：直观、方便. 应用图像处理问题，要注意：(1)图像斜率的意义(或曲线切线斜率的意义)；(2)图像与纵轴、横轴交点的物理意义．
栏目导引
第3章
力与相互作用
变式训练 3．某同学在做“研究弹簧的伸长量与弹力的关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F
栏目导引
第3章
力与相互作用
答案：如图所示
栏目导引
第3章
力与相互作用
要点三
探究胡克定律
学案导引 1．弹簧弹力的大小与什么因素有关？满足什么关系？ 2．弹簧的劲度系数与弹簧的弹力成正比，与弹簧的伸长量成反比吗？
栏目导引
第3章
力与相互作用
1.探究弹簧伸长量与弹力的关系 (1)实验器材：铁架台、下端带挂钩的弹簧、
栏目导引
第3章
力与相互作用
例2 画出图甲(G为重心)、乙、丙、丁中球
与杆所受到的弹力示意图．
栏目导引
第3章
力与相互作用
【思路点拨】
解此题关键有两点：
(1)判断两物体间有无弹力．
(2)根据接触方式或物体的特点判断弹力的方
向．
栏目导引
第3章
力与相互作用
【精讲精析】
(1)接触面处的弹力垂直于接
间弹力的有无？
栏目导引
第3章
力与相互作用
方法
思路假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发假设生改变，若运动状法态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力

【同步导学】2012高中物理课件 3.2 形变的力课件沪科版必修1

一、弹性形变
● 重点解读
(1)定义：物体的形状或体积的改变叫形变． (2)形变的种类：形变有拉伸形变(或压缩形变)、弯曲形变、扭转形变等．本节主要讨论拉伸(或压缩)形变． (3)弹性形变：物体在外力作用下发生形变，如果撤去外力后，形变能完全恢复，这种形变叫弹性形变．
(4)弹性限度：如果外力使物体的形变过大，超过一定限度，在撤去外力后，形变不能完全恢复，这个限度就叫弹性限度．
对弹力的理解及其有无的判断如右图所示，物体 A 静置于水平桌面上，下列关于物体所受作用力的说法中正确的是( ) A．桌面受到的压力就是物体的重力 B．桌面受到的压力是由它本身发生了微小的形变而产生的 C．桌面由于发生了微小形变而对物体产生了垂直于桌面的支持力 D．物体由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力
【解析】在此，压力大小和方向都与重力相同，但不能说压力就是重力，它们的施力物体和受力物体都不同，性质也不同．桌面受到的压力是由物体下表面发生微小形变而产生的．故C、D正确．【答案】 CD
1—1 (2010 年济南省级示范高中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ考)如右图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，小车在水平面上做直线运动，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法正确的是( )
如右图所示，绳吊起电灯，由于灯的重力作用，使绳发生微小形变，对与它接触的电灯产生弹力 F1，即绳对灯有向上的拉力，方向沿绳向上．由于灯把的微小形变，对与它接触的吊绳产生了弹力 F2，即灯对绳的拉力，方向沿绳向下．
● 难点突破关于弹力方向的判定 (1)物体所受弹力的方向总是指向该物体发生形变的方向，弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点共切面的垂直方向．大致有以下几种情形：

高中物理第3章第2节形变的力教学参考沪教版必修1(1)

形变的力-教学参考思路分析形变的力又称为弹力，掌握弹力的方向是本节课的重点．要突破这一难点要充分利用弹力的产生条件——两个物体之间相互接触并发生形变，方向指向形变恢复的方向．通过对常见的弹力的分析，例如绳子的弹力、弹簧的弹力、橡皮筋的弹力等，掌握弹力方向的分析．对于弹力的大小问题要充分利用物体的受力特点，利用物体的受力情况分析物体的弹力大小．知识总结假设法是高中物理中用于解决无法直接判定问题的常用方法，在应用假设法时，应注意假设的对象要简单易行，从而可以比较容易地得到正确的结果．物理中的假设法又不同于数学中的假设法，在物理中的假设要符合实际生活，不能漫无边际，不符合实际情况．这一点大家在应用数学观点和方法解决物理问题时应特别注意．相关链接无处不在的弹簧在我们的日常生活中，弹簧形态各异，处处都在为我们服务．常见的弹簧是螺旋形的，叫螺旋弹簧．做力学实验用的弹簧秤、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧．螺旋弹簧有长有短、有粗有细：扩胸器的弹簧就比弹簧秤的粗且长；在抽屉锁里，弹簧又短又细，约几毫米长；有一种用来紧固螺母的弹簧垫圈，只有一圈，在紧固螺丝螺母时都离不开它．螺旋弹簧在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力，而且在弹性限度内，形变越大，产生的弹力也越大；一旦外力消失，形变也消失．有的弹簧制成片形的或板形的，叫簧片或板簧．在口琴、手风琴里有铜制的发声簧片，在许多电器开关中也有铜制的簧片，在玩具或钟表里的发条是钢制的板簧，在载重汽车车厢下方也有钢制的板簧．它们在弯曲时会产生恢复原来形状的倾向，弯曲得越厉害，这种倾向越强．有的弹簧像蚊香那样盘绕，例如。

实验室的电学测量仪表（电流计、电压计）内。

机械钟表中都安装了这种弹簧．这种弹簧在被扭转时也会产生恢复原来形状的倾向，叫做扭簧．形形色色的弹簧在不同场合下发挥着不同的功能：1．测量功能我们知道，在弹性限度内，弹簧的伸长（或压缩）跟外力成正比．利用弹簧这一性质可制成弹簧秤．2．紧压功能观察各种电器开关会发现，开关的两个触头中，必然有一个触头装有弹簧，以保证两个触头紧密接触，使导通良好．如果接触不良，接触处的电阻变大，电流通过时产生的热量变大，严重的还会使接触处的金属熔化．卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好；至于螺口灯头的中心金属片以及所有插座的接插金属片都是簧片，其功能都是使双方紧密接触，以保证导通良好．在盒式磁带中，有一块用磷青铜制成的簧片，利用它弯曲形变时产生的弹力使磁头与磁带密切接触．在订书机中有一个长螺旋弹簧，它的作用一方面是顶紧订书钉，另一方面是当最前面的钉被推出后，可以将后面的钉送到最前面以备订书时推出。

新沪科版高中物理必修一课件3.2.1 形变的力 (共21张PPT)

③关于重心的概念可用二力平衡的知识来理解。如拿一根细棍，提问学生：重力作用在哪里？再用线吊起细棍使棍保持水平，让学生分析棍受二个力：重力和线的拉力。由二力平衡可知重力和拉力一定作用在同一条直线上，大小相等，方向相反，从而得出悬点就是重力的作用点。实际上细棍各部分都受重力作用，但这些作用可以等效看成集中于一点，这一点就是重心。重心的概念比较抽象，等效替代又是物理学中的一个重要方法，建议在教学中既要体现等效的思想，又要通过实例让学生感知重心的位置。
4、综合使用实验设施和多媒体、网络等教学资源，采用多样化的教学方式，给学生更多空间，培养学生自主探究、自主学习的能力，促使其逐步形成科学的态度和科学的方法。
本章结构及重难点分析
11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2021/11/62021/11/6November 6, 2021 14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2021年11月2021/11/62021/11/62021/11/611/6/2021 18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2021/11/62021/11/6
清华大学搭载了新型生物材料、生物燃料、医药和食品的重要微生物菌种，主要用于“工业生物技术”研究领域。中国科学院搭载了用于空间生命科学实验的南芥、番茄等材料，主要用于空间微重力对高等植物基因表达影响的研究，实验研究结果将为今后载人航天事业的空间保障系统的建立提供科学依据。中国林科院搭载了多种林草类种子，将用于国家“863”计划、国家自然科学基金等项目的研究工作，其研究成果对城市园林绿化的植物配置、对恶劣生态环境的生物恢复等有着相当广泛的应用前景。卫生部纳米生物技术重点实验室搭载了用于医学领域研制抗恶性肿瘤的纳米药物生物原料等多种重要植物品种，可望筛选出具有更高活性和合成能力的抗恶性肿瘤的优良菌株，将产生相当大的经济效益。

2、形变的力-沪科教版必修一教案

2、形变的力-沪科教版必修一教案教学目标1.了解形变的概念和原理。

2.掌握弹性变形和塑性变形的区别。

3.理解应力、应变、弹性模量等物理量的定义，并能够运用公式解决相关问题。

4.通过实验，观察和测量不同材料在受力下的变形情况，加深对力和形变之间关系的认识。

教学内容1.形变的概念和原理2.弹性变形和塑性变形的区别3.应力、应变、弹性模量等物理量的定义及公式4.不同材料在受力下的变形实验教学过程导入（10分钟）老师通过展示一些自己带着的物体（如橡皮球、泡沫）问学生这些物体在被挤压、拉伸等动作后有什么变化。

引导学生思考，并帮助学生回归学习：力可以造成物体的形变。

讲授（40分钟）1.形变的概念和原理：形变是指物体由于外力作用而发生的形状变化。

通过提问和实验，让学生掌握物体在力的作用下会发生形变，并了解形变的概念和原理。

2.弹性变形和塑性变形的区别：固体的形变分为弹性变形和塑性变形。

弹性变形是指物体的形变随着外力的消失而恢复原状；而塑性变形是指物体受到外力后的形变是永久的。

通过实际例子和视频展示，让学生容易理解这两种形变方式并掌握它们的区别。

3.应力、应变、弹性模量等物理量的定义及公式：应力是指物体单位面积上承受的力，应变是指物体在应力下产生的比例变化，弹性模量是指物体在弹性变形时所需的应力与应变比值。

通过讲解和公式导出，让学生掌握这些物理量的定义及公式。

实验（40分钟）1.准备不同材料（如钢丝、铜丝、塑料丝）制成的弹性棒。

2.悬挂弹性棒，通过添加重物使其产生弯曲形变，测量并记录不同重量下的形变情况。

3.让学生按不同的组合方式进行实验，让学生体验并观察不同材料在受力下的变形情况。

教学总结通过本次教学，学生们了解到形变的概念和原理，掌握了弹性变形和塑性变形的区别，理解了应力、应变、弹性模量等物理量的定义和公式，并通过实验观察和测量了不同材料在受力下的变形情况。

同时，通过展示实际例子和视频，学生们更容易理解并记忆这些物理概念和原理。

物理必修沪科版3.2形变的力课件.

5
做一做课本本课时“问题与练习”中下图所示的实验, 由这个实验你想到了什么? 弹力的作用可以使物体发生形变,尽管我不能直接观察到玻璃瓶容积的变化,但玻璃瓶发生的微小形变能使水在塑料管中升降,由于管子直径非常细,所以升降变化十分明显.由此看来再坚硬的物体在外力作用下也能发生形变,只不过这种形变有时非常微小,不易被人察觉罢了. 这项实验用的装置只要加上刻度就可以做成一支简易的测力计,找你的朋友们来比比看谁的手劲更大?
8
用;而如果竖直墙壁对球A有弹力作用,此力会使球A向右运动,球不会静止,故可判定竖直墙壁对球A没有弹力产生.由以上分析可得地面对球A有弹力作用而竖直墙壁对球A无弹力作用(假如去掉竖直墙壁,球A仍会保持原来的静止状态,由此也可判定竖直墙壁对球A无弹力作用).
1. 如图甲、图乙所示,已知小球静止,甲中的细线竖直,乙中的细线倾斜,试判断图中小球所受弹力的施力物体及方向.
3. 如图所示，静止的弹簧测力计受到大小都为4 N的拉力F1、F2的作用，弹簧测力计的示数为( ) A. 0 B. 4 N C. 8 N D. 无法确定
15
【解析】弹簧测力计受到的拉力即为弹簧测力计的示数,因此为4 N. 【正解】 B
弹力是接触力，但接触不一定有弹力.弹力是按力的性质命名的，常见的弹力有支持力、压力、拉力、浮力等.弹簧的劲度系数是弹簧本身的性质，与弹簧弹力、形变量无关. 【例】（2010· 济南模拟）如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端均受大小为F的拉力作用，而左端的情况各不相同.
6
一、弹力是否存在的判断方法
1. 根据弹力产生的条件来判断,弹力产生的条件有两个:物体间相互接触并且发生形变,两个条件必须同时满足才有弹力产生. 2. 利用假设法判断可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉,看物体能否在原位置保持原来的状态,若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用;否则有弹力作用.

高中物理 3.2 弹力(一)课件沪科版必修1

答案 (dá
由于橡皮绳发生(fāshēng)形变，对与它接触的物块产生力的作用
àn)
方向:沿绳的收缩方向(沿绳斜向右上)．
第十页，共21页。
【要点(yàodiǎn)提炼】
1．压力(yālì)、支持力的方向：总是垂_直__(_c_h_u_í_z于hí)接触面，若接触面是曲面，则垂直于____接__触__面_的__切__线_____；若接触面是球面，弹力方向延长线或反向延长线过_____球__心__.
弹力的方向与重心的位置无关．
解析 (jiě xī)
三种情况(qíngkuàng)都是点与点接触弹力的方向:垂直于接触面指向球心，即沿半径指向球心
第二十页，共21页。
再见(zà
第二十一页，共21页。
D．只要物体发生形变就一定有弹力
施力物体、受力物体和
力的性质均不一样
产生
地面对物体的支持力
由于地面被挤压，发生形变而产生
第十三页，共21页。
二、弹力的方向
例2：画出图中静止(jìngzhǐ)物体A 所受弹力的示意图．
支持力:与接触面垂直指向(zhǐ xiànɡ)被支持物体
压力:与接触面垂直指向被压的物体
2．绳的拉力方向：总是___沿__着__绳___并指向绳收缩的方向．
第十一页，共21页。
【延伸(yánshēn)思考】
如图所示，把一个球形物体A 放在半球形容器(róngqì)B 内，在图中画出A 受到的弹力．
答案(dá àn)
A 受到的弹力垂直于两接触面的切线(弹力方向的延长线过球心)
N
第十二页，共21页。
N
答案 (dáàn)
(1)海绵对铁块的支持力：海绵发生弹性形变，对与它

物理ⅰ沪科版3.2形变的力练习

物理ⅰ沪科版3.2形变的力练习(时间：45分钟分值：100分)1.某实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，得到弹力与弹簧长度关系的图象如下图，那么：(1)弹簧的原长为________cm.(2)弹簧的劲度系数为________N/cm.(3)假设弹簧的长度为2l 2－l 1时仍在弹簧的弹性范围内，如今弹簧的弹力为________、解析：此题考查图象以及弹簧弹力与形变量的关系、(1)F ＝0时对应的弹簧长度即为弹簧的原长、(2)在F —l 图象中，图线的斜率即为弹簧的劲度系数、(3)由数据可知，弹簧的形变量为2l 2－l 1－l 1＝2(l 2－l 1)，故如今弹簧的弹力为2F 0.答案：(1)l 1(2)F 0l 2－l 1(3)2F 02.某小组在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验时测出数据如(1)试求三位同学所作图象的函数关系式，并比较三个函数关系式的适用条件及区别；(2)三个函数关系式中的比例系数各有什么物理意义，其单位是什么？解析：(1)甲同学所作图象的函数关系式为F ＝100x ，在x 为[0,0.02m]内适用；乙同学所作图象的函数关系式为F ＝100(l －0.025)，在l 为[0.025m,0.040m]内适用；丙同学所作图象的函数关系式为x＝1100F，在F为[0,2.0N]内适用、三位同学所列函数关系式的区别在于选择的自变量和因变量不同，甲和丙同学得到的函数为正比例函数，应用比较简便；乙同学得到的函数为一次函数，使用不简便、甲同学的函数关系式为胡克定律、(2)甲、乙同学的函数关系式中比例系数表示：弹簧伸长1m所需拉力的大小，单位是N/m；丙同学函数关系式的比例系数表示：1N 的力作用在弹簧上，弹簧能伸长的长度，单位是m/N.3.橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度范围内，伸长量x与弹力F 成正比，即F＝kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都说明k＝Y SL，其中Y是一个由材料本身性质决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量、(1)在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是()A、N B.mC、N/mD、Pa(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如下图的实验装置能够测量出它的杨氏模量Y的值、首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L＝20.00cm，再利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D＝4.000mm.那么测量工具a应该是__________，测量工具b应该是__________、(3)下面的表格是用图所示装置得到的橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录、1.6 3.2 4.7请作出F－x图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k＝__________N/m.(4)这种橡皮筋的杨氏模量Y 等于__________、解析：(1)在弹性限度范围内，弹力F 与伸长量x 成正比有F ＝kx ，又由题意知k ＝YS /L ，那么F ＝kx ＝Y S L ·x ，得出杨氏模量Y ＝FL xS ，各物理量取国际单位可得杨氏模量的单位是N/m 2，即Pa.答案：D.(2)依照精确度判断，毫米刻度尺精确度为1mm ，螺旋测微器精确度为0.01mm ，即a 是毫米刻度尺，b 是螺旋测微器、(3)作图如下图、依照图线斜率的物理意义表示劲度系数k ，得k ＝F x ≈3.1×102N/m.(4)依照Y ＝kL /S 求得Y ≈5×106Pa.4.某同学用如下图装置做探究弹力和弹簧伸长量关系的实验、他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度g ＝9.8m/s 2)度x 与砝码质量m 的关系曲线、(2)依照所测得的数据和关系曲线能够判断，在__________范围内，弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律、这种规格弹簧劲度系数为__________N/m.思路点拨：(1)在坐标纸上描点，然后依照各点的分布与走向，用平滑的曲线(或直线)连接各点、(2)满足胡克定律的应是图线中的直线部分、解析：(1)如下图(2)依照图线能够看出，当m ≤5.00×102g ＝0.5kg 时，标尺刻度x 与砝码质量m 成一次函数关系，因此当F ＝mg ≤4.9N 范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律、k ＝25N/m.5.通过“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验，我们明白在弹性限度内，弹簧弹力F 的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x 成正比，同时不同的弹簧，其劲度系数不同、一根原长为L 0、劲度系数为k 1的长弹簧A ，现把它截成长为23L 0和13L 0的B 、C 两段，设B 段的劲度系数为k 2、C 段的劲度系数为k 3，关于k 1、k 2、k 3的大小关系，同学们做出了如下猜想：甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，因此，k 1＝k 2＝k 3 乙同学：同一根弹簧截成的两段，越短劲度系数越大，因此，k 1<k 2<k 3丙同学：同一根弹簧截成的两段，越长劲度系数越大，因此k 1>k 2>k 3(1)为了验证猜想，能够通过实验来完成、实验所需的器材除铁架台外，还需要的器材有__________、(2)简要写出实验步骤、(3)如图是实验得到的图线、依照图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎么样的关系？解析：此题考查探究弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系的实验、依照胡克定律和该实验的原理，能够得出正确答案、答案：(1)刻度尺、质量且质量相等的钩码(或弹簧测力计)(2)实验步骤：A 、将弹簧B 悬挂在铁架台上，用刻度尺测量其长度L B .B 、在弹簧B 的下端挂上钩码，记下钩码的个数(如n 个)，并用刻度尺测量弹簧的长度L 1.C 、由F ＝mg 计算弹簧的弹力；由x ＝L 1－L B 计算出弹簧的伸长量、由k ＝F x 计算弹簧的劲度系数、D 、改变钩码的个数，重复实验步骤b 、c ，并求出弹簧B 的劲度系数k 2的平均值E 、按实验步骤a 、b 、c 、d 求出弹簧C 的劲度系数k 3的平均值、 f 、比较k 1、k 2、k 3得到结论、(3)从同一根弹簧上截下的几段，越短的劲度系数越大(或越长的劲度系数越小)6.几个同学合作用如图甲所示装置探究“弹力和弹簧伸长的关系”，他们先读出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度(图中标尺等分刻度只是示意图)，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，依次读出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下(弹簧弹力始终未超过弹性限度，重力加速度g ＝2标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线、(2)依照作出的关系曲线，能够求得这种规格弹簧的劲度系数为__________N/m(结果保留三位有效数字)、(3)从装置示意图可看出，弹簧不挂砝码时，刻度尺的“0”刻度与弹簧的上端没有对齐，这对准确测出劲度系数是否有妨碍？__________(填“有妨碍”或“无妨碍”)、答案：(1)如下图(2)24.5(24.5～25.0均可)(3)无妨碍7.[2018·山东安丘一中]以下是一名同学做“探究形变与弹力的关系”的实验、(1)以下实验步骤是这名同学预备完成的，请你帮他按操作的先后顺序，将各步骤的顺序号写在横线上__________、A、以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B、记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度l0；C、将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D、依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码；E、以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式；F、解释函数表达式中常数的物理意义、(2)下表是这名同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：②在坐标纸上作出F－x图象、③写出曲线的函数表达式：__________.(x以cm为单位)④函数表达式中常数的物理意义：__________.解析：(1)C，B，D，A，E，F(2)③F＝0.43x④函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数，表示使弹簧每伸长或压缩0.01m(1cm)所需的拉力大小为0.43N。