2017秋(粤教版)高中物理必修一课件：3.1探究形变与弹力的关系

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【例 1】 (多选)如图所示的四个图中球和接触面间均存在弹力的 是( )
思路分析对此类问题可采用假设法.假设其他物体有弹力,看该物 体是否保持原状态,也可以假设不受弹力作用,看该物体是否能保持原 状态. 解析: 选项 A 中由于球受到重力,与 a 面一定有挤压,但与 b 面不产 生挤压(如果与 b 面挤压,则球不会静止),A 项错误;选项 B 中若撤去 a 面或 b 面,球均不能静止,故球与 a、b 面均产生挤压,B 项正确;选项 C 中球与面间不挤压,如果挤压,弹力方向垂直于斜面,则球不会处于图中 竖直位置,必使绳偏离竖直方向,故 C 项错误,D 项正确. 答案:BD
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二、弹性与弹性限度 1.弹簧具有恢复原状的性质称为弹性. 2.任何物体受到外力作用后都会产生形变,撤去外力后,物体能完 全恢复原状的形变,称为弹性形变. 3.物体发生弹性形变的最大形变量叫做弹性限度.
奥运会上进行的蹦床项目比赛中,所用蹦床发生的是什么形变? 提示:弹性形变.
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轻绳
沿绳收缩方向 灯受绳的弹力 可沿杆
轻杆 可不沿杆 杆对球的弹力 轻弹簧 沿弹簧形变的反方向
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在半球形光滑碗内斜放一根筷子,如图所示,筷子与碗的接触点分 别为 A、B,则碗对筷子 A、B 两点处的作用力方向分别为( A.均竖直向上 B.均指向球心 O C.A 点处指向球心 O,B 点处竖直向上 D.A 点处指向球心 O,B 点处垂直于筷子斜向上 )
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二、弹力方向的判断
弹力的方向一般总是跟引起物体形变的外力方向相反、跟物体 形变的方向相反.常见的几种弹力方向如下表所示: 类型 方向 图示
面与面
垂直公共接触面 物块受斜面弹力
点与面
过点垂直于面 杆受竖直墙壁弹力
点与点
垂直于切面 右上球受左下球弹力
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三、探究弹力 1.弹力的概念:发生形变的物体由于要恢复原状,就会对与它接触 的物体产生力的作用,这种力叫做弹力. 2.弹力的方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反,与施 力物体要恢复原状的方向相同.绳子对物体的拉力(即绳子产生的 弹力)方向总是指向绳子收缩的方向;压力的方向垂直于接触面指 向被压的物体;支持力的方向垂直于接触面指向被支持的物体. 3.弹力的大小——胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹 簧的形变量成正比.其表达式为F=kx,比例系数k叫做弹簧的劲度系 数,单位:N/m;x为弹簧的形变量,单位:m.
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一、如何判断弹力的存在 1.弹力产生的原因
弹力产生的条件是物体接触且有形变.我们分析和判断物体所受 的弹力,首先要看物体跟哪几个物体有接触,只有和这个物体直接 接触的物体才有可能给它以弹力的作用;然后看和这个物体接触的 那些物体有没有发生形变,只有发生形变的物体才能产生弹力.
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一、认识形变 1.物体形状发生变化称为形变.形变可分为拉伸形变、压缩形变、 弯曲形变和扭曲形变等. 2.显示微小形变的方法有多种,常用的有机械放大法、光学放大 法等.
弹簧和橡皮筋发生形变时有什么区别? 提示:橡皮筋只能发生拉伸形变,弹簧既能发生拉伸形变,也能发 生压缩形变.
第一节 探究形变与弹力的关系
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1.知道常见形变和弹性形变. 2.能记住弹力产生的原因和条件. 3.知道压力、支持力和拉力都是弹力,会分 学习目 析弹力的方向,能正确画出力的图示及示意 标 图. 4.能记住胡克定律,会用 F=kx 分析、解决有 关问题. 重点:1.弹力有无的判断和方向的判断. 重点难 2.弹力大小的计算. 点 难点:弹力有无的判断及方向的判断.
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如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另 一端固定一个重力为2 N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对 小球的弹力( ) A.大小为2 N,方向平行于斜面向上 B.大小为1 N,方向平行于斜面向上 C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上 D.大小为2 N,方向竖直向上 答案:D 解析:小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态,由二力 平衡知识可知,杆对小球的弹力与重力等大、反向,故选D.
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(多选)如图所示,a 的质量是 2 kg,b 的质量是 1 kg.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( )
答案:CD 解析: 图 A、 B 中物体 a 和 b 尽管接触,但两者并不挤压,所以 a 和 b 之间不产生弹力,a 受的弹力只有地面的支持力;图 C 中 a 受到地面的支 持力和 b 的压力两个弹力的作用;图 D 中因为 b 的质量小于 a 的质量, 因此 a 受到地面的支持力和绳子的拉力两个弹力的作用 .
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思路分析：分清弹力产生的类型,然后根据接触方式判断弹力的 方向. 解析:碗对筷子A、B两点处的作用力属于弹力,而接触处的弹力 总是垂直于接触面,因而寻找接触面便成为确定弹力方向的关键. 在A点处的接触面是球面在该点的切面,此处的弹力与切面垂直,即 指向球心O.在B点处的接触面与筷子平行,此处的弹力垂直于筷子 斜向上,正确选项为D. 答案:D
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2.弹力有无的判断方法 (1)直接法:对于形变比较明显的情况,可以根据弹力产生的条件 判断:①物体间相互接触;②发生弹性形变.两个条件必须同时满足 才有弹力产生. (2)假设法:接触的地方不一定有形变,也就不一定有弹力.由于有 些形变不容易看出,可以用“假设法”来判断弹力的有无,即假设 凡是跟物体接触的地方都有弹力,看物体能否在原位置保持原状态, 或假设去掉这些接触物,看物体能否在原位置保持原状态.
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若把两个弹簧串接起来作为一个弹簧使用,其劲度系数会变大还 是变小? 提示:串接的弹簧在受到相同的拉力时,伸长量等于两个弹簧伸长 之和,因此劲度系数变小了.
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四、力的图示 1.力的示意图:用一条带箭头的线段表示力.箭头指向力的方向, 箭尾(或箭头)表示力的作用点. 2.力的图示:用线段的长度表示力的大小,箭头指向力的方向,箭 尾(或箭头)表示力的作用点.