(重庆 学案)2017学年重庆高一物理学案：第3章《力与相互作用》2（沪科版必修一）.docVIP

学案2　弹力 [目标定位]　1.知道形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变.2.知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方向.3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题． 一、形变和弹力 [问题设计] (1)如图1所示，取一个圆玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？ 图1 (2)用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的土地上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？ (3)用手拉弹簧，弹簧会对手产生一个拉力(如图2所示)，这个拉力是如何产生的？ 图2 答案　(1)手捏玻璃瓶，管中水面上升．说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小了． (2)橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变)，玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变)． (3)弹簧受到拉力后发生形变(伸长)，发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力． [要点提炼] 1．弹性形变和弹力 (1)弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，就会对跟它接触使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫做弹力． (2)弹性形变：作用在物体上的外力撤去后，物体能恢复原状的形变． (3)范性形变：外力撤去后，物体不能恢复原状的形变． 2．弹力产生的条件：(1)两物体相互接触；(2)发生弹性形变． 二、胡克定律 [问题设计] 如图3所示，为一弹簧测力计．弹簧测力计的刻度是否均匀？这说明什么？ 图3 答案　均匀．说明弹簧测力计的弹力与弹簧的形变量成正比． [要点提炼] 1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比． 2．公式：F＝kx. 3．说明 (1)应用条件：弹簧发生形变时必须在弹性限度内． (2)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度． (3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关． (4)F－x图像是一条过原点的倾斜直线(如图4所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k. 图4 (5)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx. 三、弹力的方向 [问题设计] 1.一铁块放在海绵上，铁块和海绵都发生了形变，从而在它们之间产生了弹力，如图5所示．海绵对铁块的支持力是如何产生的？方向怎样？铁块对海绵的压力是怎样产生的？方向怎样？ 图5 答案　(1)海绵对铁块的支持力：海绵发生弹性形变，对与它接触的铁块产生力的作用，方向垂直于接触面向上(如图甲)． 　 甲　　　　　　　　　乙 (2)铁块对海绵的压力：铁块发生弹性形变，对与它接触的海绵产生力的作用，方向垂直接触面向下(如图乙)． 2.如图6所示，用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块．橡皮绳对物块的拉力是怎样产生的？方向怎样？ 图6 答案　由于橡皮绳发生形变，对与它接触的物块产生力的作用，方向沿绳指向绳收缩的方向(沿绳斜向右上)． [要点提炼] 1．压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，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． 2．绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向． [延伸思考] 如图7所示，把一个球形物体A放在半球形容器B内，在图中画出A受到的弹力． 图7 答案　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)，如图所示． 一、弹力的产生 例1　下列关于弹力的几种说法，其中正确的是(　　) A．只要两物体接触就一定产生弹力 B．静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力 C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变 D．只要物体发生形变就一定有弹力产生 解析　两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力，A、D错误．静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，B错误，C正确． 答案　C 二、弹力的方向 例2　画出图8中静止物体A所受弹力的示意图． 图8 解析　支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，A物体所受弹力的示意图如图所示． 答案　见解析图 针对训练　分别画出图9甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图．(甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上，乙中小球用细绳拴着静止在桌角上，丙中杆一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在墙壁上) 图9 答案　受力示意图如图所示 三、胡克定律 例3　竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm；挂一重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？ 解析　弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即F＝kx，其中k为劲度系数