人教版必修一《弹力》WORD教案9

人教版必修一《弹力》WORD 教案9

三、弹力(下)

【教学要求】

⒈明白什么是弹力以及弹力产生的条件.

⒉明白压力、支持力、绳的拉力差不多上弹力，能在力的图示（力的示意图）中正确画出它们的方向.

⒊明白形变越大，弹力越大. 明白弹簧的弹力跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比. 说明：

关于弹力，中学时期经常遇到大差不多上支持物的支持力（或对支持物的压力）和绳的拉力，教材着重讲解这两种情形. 至于这两种情形中弹力的大小在解题中往往是未知的，需要列出动力学方程（或平稳方程）方能解出，因此那个地点一样不涉及求解支持力和拉力的较复杂的题目. 作为专门情形，可显现应用二力平稳求解的题目.

【教学器材】

教学三角板，彩色粉笔，弹簧秤

【知识建构】

引子：上节课我们重点学习了弹力方向的判定. 本节课研究弹簧弹力大小的运算. ⒉胡克定律：

⑴公式：kx F = 其中，k 为劲度系数；x 是拉伸或压缩的形变量（长度改变量）. ⑵条件：弹簧在弹性限度内受到外力的作用发生的形变.

⑶图象：用描点作图法求得x F -图象. 详细说明见《学生实验：探究弹力和弹簧伸长的关系》. 2

4

6

0.20.30.1F/N

x/m O -0.2-0.1

-2-1

▲某弹簧，受到拉力为N 10时，弹簧长度为cm 35；受到拉力为N 20时，弹簧长度为cm 40。求该弹簧的倔强系数k 和原长0L .

解：

拉力为N 10时，有)35.0(100L k -=

拉力为N 20时，有)40.0(200L k -=

故解得：⎩⎨⎧==)

(30.0)/(2000m L m N K

▲某弹簧秤，不挂重物时，示数为N 2；挂N 100重物时，示数为N 92（仍在弹性限度范畴之内），则当示数为N 20时，所挂物体的实际重力为多少？

解：据胡克定律有：2211

x F x F ∆=∆ ，即2

20292100-=-x ；解得：)(20N x = ▲如图，大弹簧比小弹簧长2.0米，当压缩此组合弹簧（弹簧组）时，测得图象x

F -图如图所示，求两个弹簧的劲度系数1k 和2k .

解：依照坐标点来列方程

0.2m

12 2

4

60.20.30.1F/N

X/m

O

即：⎩⎨⎧⨯+⨯=⨯=1.03.052.022

11k k k ⎩⎨⎧==∴)/(20)/(1021m N k m N k 点拔：关键是深刻明白得：“在弹性限度范畴内，弹簧的形变量与所受外力成正比”. ▲如图所示，A 、B 是两个相同的轻弹簧，原长cm L 100=，劲度系数m N k /500=，假如图中悬挂的两个物体质量均为kg m 1=，则两个弹簧的总长度为( )

A ．22 cm

B ．24 cm

C ．26 cm

D ．28 cm 答案：略.

【课后摸索】

⒈判定：在轻绳下吊一个小铁球，则球对绳的拉力是绳子形变产生的吗？

答案：不是；而是铁球形变产生的.

点评：物体的形变方向与那个形变产生的弹力方向相同；物体的形变方向与引起那个形

变的外力方向相反。即：

向

这个形变产生的弹力方形变方向向引起这个形变的弹力方反向关系同向关系−−−→←−−−→←

练习：光滑平面，球压缩弹簧的过程中，弹簧对球的力使球减速，此力是弹簧发生形变而产生的。判定：

⑴弹力的方向总与那个弹力的施力物体的弹性形变方向相反（√）

⑵弹力的方向总与那个弹力的受力物体的弹性形变方向相同（√）

⑶相互作用的两个弹力因其方向相反，故彼此产生形变方向也相反（√）

【课后扩展】

弹簧的等效劲度系数

⒈并联弹簧的等效劲度系数 如下面左图所示，设有n 根劲度系数为0k 的相同弹簧并在一起，两端受拉力F 时，每根弹簧的伸长量均为：0

0/nk F k n F x ==.

把这n 根弹簧的并联组合看成一根弹簧，受同样拉力F 伸长同样长度x 时，则并

k F x = 因此，n 根相同弹簧并联的等效劲度系数为0nk k =并,即增大为一根弹簧的n 倍． ⒉串联弹簧的等效劲度系数

如上面右图所示，设有n 根劲度系数为0k 的相同弹簧串联在一起，受拉力F 时，每根弹簧的弹力均为F ，伸长量均为0

k F x =

∆，n 根弹簧的总伸长量为n k F k nF x n x /00==∆=

把这n 根弹簧的串联组合看成一根弹簧，受同样拉力F 伸长同样长度x 时，则串k F x = 因此，n 根相同弹簧串联的等效劲度系数为n

k k 0=

串 劲度系数(k )的决定因素

劲度系数不同于比热、密度等反映物质特性的物理量，它反映的是某根具体弹簧的力学特性．

研究说明，物体受到外力作用发生伸长形变时，由于内部各质点的相对位置发生变化，各质点间会

产生附加内力，即弹力(F )．单位面积上的内力跟相对伸长(0l x ∆)成正比，即 0l x S F ∆∝或表示为0

l x E S F ∆=. 那个关系称为胡克定律．式中E 由材料性质决定的量，称为弹性模量. 变换上式，得发生伸长形变时的弹力x k x l ES F ∆=∆=0，式中0

l ES k =称为劲度系数. 它不仅跟材料有关，还跟材料的横截面积S 和原长0l 有关. 因此，一根弹簧被截成几段，由于原长不同，每段的k 值会发生变化.

结语：前面我们着重学习了弹簧弹力的大小运算，注意：关键是深刻明白得：“在弹性限度范畴内，弹簧的形变量与所受外力成正比”。