第2節(jié)彈力課堂探究自主學習課堂達標自主學習學習目標1.知道形變和彈性形變,能識別常見的形變,知道常見的彈力種類。2.知道彈力的產生條件,會判斷彈力的有無及彈力的方向,能正確畫出彈力的方向。知道壓力、支持力、拉力、推力等都是彈力。3.知道胡克定律的表達式,了解勁度系數的單位、符號,能運用胡克定律進行有關計算。4.知道胡克定律的圖象表示,掌握利用圖象計算勁度系數的方法。5.知道“探究彈簧彈力大小與伸長量的關系”的實驗原理和方法。教材提煉一、彈性形變和彈力【問題導引】在運動場上跳遠時要用踏跳板,撐桿跳高時運動員用到撐桿,短跑運動員起跑時要用到起跑器都是利用彈力。踏跳板、撐桿、起跑器等在使用時有什么共同特征?答案:踏跳板、撐桿、起跑器等在使用時的共同特征是都有形變。【知識梳理】1.彈性形變(1)形變:物體在力的作用下

或體積會發(fā)生改變的現象。形狀(2)彈性形變:物體在形變后撤去作用力能夠

的形變。2.彈力:發(fā)生

的物體,由于要

,對與它接觸的物體產生的力的作用。3.彈性限度:當形變超過一定限度時,撤去作用力后,物體不能________原來的形狀,這個限度叫做彈性限度?；謴驮瓲钚巫兓謴驮瓲钔耆謴汀揪氁痪殹客婢咂囃Ｔ谀Ｐ蜆蛎嫔?如圖所示,下列說法正確的是(

)A.橋面受向下的彈力,是因為橋梁發(fā)生了彈性形變B.汽車沒有發(fā)生形變,所以汽車不受彈力C.汽車受向上的彈力,是因為橋梁發(fā)生了彈性形變D.汽車受向上的彈力,是因為汽車發(fā)生了形變解析:汽車與橋面相互擠壓都發(fā)生了形變,B錯;由于橋面發(fā)生彈性形變,所以對汽車有向上的彈力,C對,D錯;由于汽車發(fā)生了形變,所以對橋面產生向下的壓力,A錯.C二、幾種彈力及方向【知識梳理】常見彈力彈力方向壓力

于物體的接觸面,指向被壓縮或被支持的物體支持力繩的拉力沿著繩子指向繩子

的方向垂直收縮【練一練】按下列要求畫出彈力的方向:(1)擱在光滑豎直墻與粗糙水平地面間棒在A,B兩處受到的彈力(圖甲);(2)擱在光滑半球形槽內的棒在C,D兩處受到的彈力(圖乙);(3)用細繩懸掛、靠在光滑豎直墻上的小球受的彈力(圖丙)。解析:如圖。確定彈力方向的關鍵在于,抓住支持力或壓力的方向與接觸面垂直,當接觸情況是點與面接觸時,則彈力方向應與該接觸點處的切面方向垂直,而拉力方向則是沿著繩子方向。答案:見解析三、胡克定律【問題導引】你一定見過粗細、長短各不相同的彈簧,你知道這是為什么嗎?它們各有什么不同?答案:粗細、長短各不相同的彈簧能夠滿足不同的需要,不同的彈簧一般勁度系數不同。【知識梳理】1.內容:彈簧發(fā)生彈性形變時,彈力的大小F跟_______________________成正比,即F=

。2.勁度系數:其中k為彈簧的

,單位為

,符號N/m。是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量。彈簧伸長(或縮短)的長度xkx勁度系數牛頓每米【練一練】1.關于胡克定律,下列說法不正確的是(

)A.由F=kx可知,在彈性限度內彈力F的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比B.由k=

可知,勁度系數k與彈力F成正比,與彈簧的長度改變量成反比C.彈簧的勁度系數k是由彈簧本身的性質決定的,與彈力F的大小和彈簧伸長(或縮短)的長度x的大小無關D.彈簧的勁度系數在數值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時彈力的大小B解析:在彈性限度內,彈簧的彈力跟形變量遵守胡克定律,選項A正確;彈簧的勁度系數由彈簧本身的性質決定,與彈力F及形變量x無關,選項C正確,B錯誤;由k=,可理解為彈簧每伸長(或縮短)單位長度時彈力的值與k值相等,選項D正確。2.一輕彈簧上端固定,下端掛一8N的重物,平衡時彈簧伸長了4cm,此時再將重物向下拉1cm,則平衡時彈簧對重物的拉力為(

)A.8N B.9N C.10N D.11N解析:彈簧下端掛8N的重物時,由胡克定律得F1=kx1;再將重物向下拉1cm時,彈簧伸長的長度為x2=4cm+1cm=5cm=0.05m;由胡克定律得F2=kx2;聯立得=,解得F2=F1=×8N=10N。C要點一

彈力有無的判斷課堂探究【例1】

圖中小球均處于靜止狀態(tài),各板均光滑,都和小球接觸,且下板均在水平位置,試分析小球與接觸面或彈簧間是否存在彈力。解析:甲圖中,如將AC板撤去,則球不動;如將AB板撤去,則球下落,故可知a點有彈力,b點無彈力。乙圖中如將彈簧撤去,則球不動,故無彈力,而下板與球之間是有彈力的。丙圖中用假設法可判斷1板無彈力,2板有彈力。答案:見解析誤區(qū)警示判斷彈力有無的兩大誤區(qū)(1)誤認為只要有接觸一定存在彈力作用,而忽視了彈力產生的另一個條件——發(fā)生彈性形變。(2)誤認為有形變一定有彈力,忽視了彈性形變與非彈性形變(撤去外力后不能恢復原狀的形變)的區(qū)別。針對訓練1:在下列各圖中,A,B兩球間一定有彈力作用的是(

)解析:在具體判斷有沒有彈力時,我們用假設法進行判斷。在A圖中,若拿去A球,則B球仍靜止不動,故A,B間沒有擠壓,即A,B間沒有彈力。在B圖中,若拿去A球,則B球將向左運動,故A,B間存在相互擠壓,故A,B間存在彈力。在C圖中,若拿去A球,則B球靜止,A,B間沒有相互擠壓,即A,B間沒有彈力。在D圖中不能判斷A,B間有沒有彈力。因此選項B正確。B要點二彈力方向的確定【例2】分別畫出圖甲、乙中小球、丙中桿的受力示意圖。(甲中小球用細繩掛在光滑的墻壁上,乙中小球用細繩拴著靜止在桌角上,丙中桿一端放在光滑的半球形碗中,另一端靠在墻壁上)?思路探究?(1)在點與面接觸時,彈力方向如何確定?答案:彈力垂直于接觸面,且指向接觸面恢復形變的方向。(2)點與線接觸時,彈力方向如何確定?答案:彈力垂直于接觸線,且指向受力物體形變的方向。解析:受力示意圖如圖所示答案:見解析方法技巧幾種情況下彈力的方向平面與平面接觸時,彈力的方向與接觸平面垂直。點與平面接觸時,彈力的方向與接觸平面垂直。點與曲面接觸時,彈力與曲面的切平面垂直。針對訓練2:在下列四個圖中畫出物體A所受彈力的示意圖。答案:如圖所示要點三彈力大小的計算【例3】某課外活動小組對一勁度系數未知的彈簧進行研究,實驗發(fā)現:在彈性限度內,若在此彈簧下端掛一重20N的物體,靜止時彈簧長度為14cm,若在彈簧上端壓一重10N的物體,靜止時彈簧長度為8cm,試求該彈簧的勁度系數k和彈簧的原長x0。?思維導圖?

狀態(tài)1:彈簧被拉伸后的總長是14cm,狀態(tài)2:彈簧被壓縮后的總長是8cm。解析:由題意知:k(x1-x0)=G1,k(x0-x2)=G2,解得:k=500N/m,x0=10cm。答案:500N/m

10cm誤區(qū)警示使用胡克定律應注意的問題在使用胡克定律時,最容易混淆的就是彈簧的形變量Δx和彈簧的長度l。彈簧的原長l0、彈簧的長度l、彈簧的形變量Δx三個量之間的關系為Δx=|l-l0|。針對訓練3:如圖所示,重為10N的物體懸掛在彈簧的下端時,彈簧伸長了2cm,現換用另一個重為20N的物體懸掛在彈簧的下端(形變仍在彈性限度內),這時彈簧的彈力大小、勁度系數分別是(

)A.10N,500N/m B.10N,1000N/mC.20N,500N/m D.20N,1000N/m解析:由F=kx,得k==500N/m,掛20N的物體時,彈力與重力大小相等,彈簧的勁度系數不變,選項C正確。C課堂達標1.關于彈力下列說法不正確的是(

)A.靜止在水平面上的物體所受的重力就是它對水平面的壓力B.一個物體放在水平地面上,地面受到向下的彈力是因為物體發(fā)生了形變C.彈力的大小與物體的形變程度有關,在彈性限度內形變程度越大,彈力越大D.彈力的方向總是與施力物體恢復形變的方向相同解析:靜止在水平面上的物體所受的重力不是它對水平面的壓力,只是大小相等,方向相同,但性質不同,壓力屬于彈力,故選項A錯誤;一個物體放在水平地面上,地面受到向下的彈力是因為物體發(fā)生了形變,故選項B正確;彈力的大小與物體的形變程度有關,在彈性限度內形變程度越大,彈力越大,故選項C正確;彈力的方向總是與施力物體恢復形變的方向相同,故選項D正確。A解析:產生彈力的條件有兩個:一是接觸,二是發(fā)生彈性形變。本題中小球雖與斜面接觸,但沒有發(fā)生形變,故沒有彈力。也可以用反證法,如有斜面的彈力,則小球不可能處于平衡,故沒有彈力。2.如圖所示,細繩豎直拉緊,小球和光滑斜面接觸,則小球受到的力是(

)A.重力、繩的拉力B.重力、繩的拉力、斜面的彈力C.重力、斜面的彈力D.繩的拉力、斜面的彈力A3.如圖所示是我國的極地考察破冰船——“雪龍?zhí)枴?為滿足破冰航行的要求,其船體結構經過特殊設計,船體下部與豎直方向成特殊角度。則船體對冰塊的彈力示意圖正確的是(

)解析:點與面接觸,彈力方向與接觸面垂直,選項C正確。C4.一根