粤教版高中物理必修1 同步学习第3章 第1节 探究形变与弹力的关系.doc

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第一节探究形变与弹力的关系

学习目标

知识脉络

1.了解常见的形变和弹性形变．

2.知道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,会分析弹力的方向,能正确画出力的图示及示意图．(重点)

4.理解胡克定律,会用F＝kx分析、解决有关问题．(难点)

一、认识形变、弹性与弹性限度

1．认识形变

(1)形变：物体形状发生变化．

(2)形变的种类：压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等．

2．弹性与弹性限度

(1)弹性：弹簧具有恢复原状的性质．

(2)弹性形变：撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变．

(3)弹性限度：如果外力过大,撤去外力后物体形状不能完全恢复,我们称这种现象超过了物体的弹性限度．

二、探究弹力

1．弹力：产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生的力的作用,这种力称为弹力．

2．弹力的方向：(1)压力方向垂直于支持面指向被压的物体；

(2)支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体；

(3)绳子对物体的拉力方向指向绳子收缩的方向．

3．胡克定律

(1)内容：在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比．

(2)公式：F＝kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位：N/m,读作牛顿每米．不同的弹簧,其劲度系数不同．

三、力的图示

1．力的示意图：用一带箭头的线段表示力的方向和作用点的线段．

2．力的图示：线段按一定比例(标度)画出,线段的长度表示力的大小,线段的箭头指向力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点．

1．思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)所有形变在撤去外力后都能恢复原来的形状． (×)

(2)物体在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫弹性形变． (√)

(3)两个接触的物体,若它们间有弹性形变,则一定有弹力的作用． (√)

(4)弹簧的劲度系数与弹力的大小无关． (√)

(5)力的图示只能表示力的大小和方向． (×)

2．下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是()

A．有弹力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后,形变完全消失

B．有弹力作用在物体上,物体不一定发生形变

C．弹力作用在硬物体上,物体不发生形变；弹力作用在软物体上,物体才发生形变

D．一切物体受到弹力都要发生形变,撤去弹力后,形变不一定完全消失

D[力是物体间的相互作用,弹力的施力物体和受力物体都会发生形变,故B项错误；发生形变的物体,当撤去外力后,有些能完全恢复原状,有些不能完全恢复原状,A项错误,D项正确；不管是硬物体还是软物体,只要有弹力作用,都会发生形变,C项错误．]

3．如图所示为两个力的图示,则以下说法中正确的是()

A．F1＝F2,是因为表示两个力的线段一样长

B．F1F2,是因为表示F1的标度大

C．F1F2,是因为F1具有两个标准长度,而F2有三个标准长度

D．无法比较,是因为两图示没有标明一个标准长度所表示的力的大小是多少

D[因两图都没有标明标度的大小,所以无法确定力的大小．]

认识形变、弹性与弹性限度

1.形变：物体在外力作用下形状或体积的变化叫作形变．如果外力撤去后物体能够完全恢复原状,这种形变叫作弹性形变,不能完全恢复原状的形变叫作非弹性形变．一般情况下,若无特别说明,形变通常指的是弹性形变．

2．产生弹力的条件：(1)两个物体直接接触；(2)接触面上发生弹性形变．

【例1】(多选)下列各种形变属于弹性形变的是()

A．物体放在水平桌面上,移去物体后,桌面恢复原状

B．弹簧不挂重物时长10cm,挂重物后再移去,弹簧长度变为10.8cm

C．用弹簧秤称量一重物完毕后,指针位于零刻度处

D．细钢丝被弯成弹簧

AC[区分弹性形变和塑性形变的关键是看物体受力后能不能恢复到原来的形状,题中A、C均可恢复是弹性形变；B、D不能恢复是塑性形变．]

观测物体形变的方法

(1)形变明显的,如弹簧伸长或缩短,橡皮条被拉长等,可以直接观察和测量．

(2)有的形变量非常少,我们很难观察到,可以通过放大来观察微小的形变．

1．如图中的两个实验所体现出的共同的物理思想方法是()

A．极限法 B．放大法

C．控制变量法 D．等效替代法

B[图甲是利用光的多次反射将微小形变放大；图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变,故为放大法,B正确．]

探究弹力

1.产生弹力必备的两个条件

(1)两物体相互接触．

(2)发生弹性形变．

2．判断弹力有无的三种常见方法

(1)直接判断：对于形变较明显的情况,可根据弹力产生条件直接判断．

(2)利用“假设法”判断

对形变不明显的情况,可假设与研究对象接触的物体接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变．若运动状态不变,则此处不存在弹力；若运动状态改变,