(学习方略)高中物理弹力新人教版必修详解.ppt

【变式训练】三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均相同的光滑圆球a、b、c,支点P、Q在同一水平面上。a的重心位于球心,b、c的重心分别位于球心的正上方和正下方,如图,三球皆静止,试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力方向是怎样的? 【解析】三种情况都是点与点接触,圆球所受弹力的方向都是 垂直于圆球的切面指向球心,即沿半径指向球心,如图所示,弹 力的方向与重心的位置无关。 答案:见解析 三 弹力大小的计算　 1.对胡克定律的理解 (1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内。 (2)x是弹簧的形变量,不是弹簧形变后的实际长度。 (3)F-x图像为一条经过原点的倾斜直线,图像斜率表示弹簧的劲度系数,对于同一根弹簧来说,劲度系数是不变的。 (4)由于F1=kx1,F2=kx2,故ΔF=F2-F1=kx2-kx1=kΔx。因此,弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比关系。 2.弹力大小的计算 (1)公式法:利用公式F=kx计算(适用于弹簧这样的弹性体弹力的计算)。 (2)平衡法:如果悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态,求解细绳的拉力时,可用二力平衡得到拉力的大小等于物体重力的大小(目前主要分析二力平衡的情况)。 【特别提醒】(1)无论是应用胡克定律计算弹簧弹力大小还是判断弹簧弹力方向,都要注意弹簧是被拉伸,还是被压缩。 (2)物体不处于平衡状态时,物体所受的拉力或支持力不等于物体所受的重力。 【典例3】(2010·新课标全国卷)一根轻质弹簧一端固定,用大 小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的 力拉弹簧,平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内, 该弹簧的劲度系数为(　　) A. B. C. D. 【解题探究】(1)弹簧拉伸时，形变量x=_________-_________ __。 (2)弹簧压缩时，形变量x=__________-_________。 (3)胡克定律的表达式可以写成：F=kx=________。 【标准解答】选C。根据胡克定律有：F1=k(l0-l1)，F2=k(l2- l0)，由两式可解得：k= ,故C正确。 弹簧长度l 弹簧原长 l0 弹簧原长l0 弹簧长度l k｜l-l0｜ 【互动探究】此弹簧分别受到F3的拉力和压力时各为多长(弹 簧的拉伸或压缩均在弹性限度内)？ 【解析】由例题中式子可得： 设弹簧受F3 的拉力时长度为l3,受F3的压力时长度为l3′。 根据胡克定律：F3=k(l3-l0) F3=k(l0-l3′) 可得：l3= l3′= 答案： * 2 弹　　力 1.力的作用效果 (1)使物体的_________发生变化; (2)使物体_________。 2.力的三要素 _____、方向和_______。 运动状态 发生形变 大小 作用点 3.二力平衡的条件 二力作用在同一物体,且在同一条直线上,大小_____,方向 _____。 4.关系 两个物理量x、y之间的关系式如果可表示成y=kx的函数,我们 就说y跟x成_____。 相等 相反 正比 一、弹性形变和弹力 1.形变 (1)定义:物体在力的作用下_____或_____发生的改变。 (2)弹性形变:撤去作用力后能够_________的形变。 (3)弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体__ (A.能　 B.不能)完全恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度。 形状 体积 恢复原状 B 2.弹力 (1)定义:发生_____的物体,由于要_________,对与它接触的物 体会产生力的作用。 (2)产生条件: ①两物体_____;　②发生_________。 形变 恢复原状 接触 弹性形变 二、几种弹力及方向 沿着绳子指向绳子_____的方向 绳的拉力 支持力 _____于物体的接触面,指向被压或被支持的物体 压　力 弹力方向 常见弹力 垂直 收缩 三、胡克定律 1.胡克定律 弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x成_____,即F=___。 2.劲度系数 公式中的k称为弹簧的劲度系数,单位是_________,单位的符号 是____。它的大小反映弹簧的_________。 正比 kx 牛顿每米 N/m 软硬程度 【思考辨析】 1.判断正误 (1)所有形变在撤去外力后都能够恢复原来的形状。(　　) (2)两个接触的物体间一定存在弹力。(　　) (3)若两物体间存在弹力,则它们一定接触。(　　) (4)支持力的方向垂直于物体的接触面。(　　) (5)弹簧的弹力总是与其形变量成正比。(　　) 提示:(1)×。弹性形变在撤去外力后能够恢复原来的形状,非弹性形变不能完全恢复原来的形状。 (2)×。由弹力的产生条件可知,物体接触且发生形变才能产生弹力,若两