1、第2節(jié)彈力學(xué)習(xí)目標(biāo)核心提煉1.知道形變、彈性形變、彈性限度的概念。4個(gè)概念彈性形變、彈力、彈性限度、勁度系數(shù)1個(gè)定律胡克定律2種計(jì)算彈力的方法平衡法、公式法1種思想方法微小形變放大法2.知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會(huì)分析彈力的有無(wú)。3.掌握胡克定律計(jì)算彈簧彈力的方法。4.理解彈力產(chǎn)生的條件，會(huì)分析彈力的方向并能正確畫出彈力的示意圖。一、彈性形變和彈力閱讀教材第5455頁(yè)“彈性形變和彈力”部分，了解彈性形變的概念，結(jié)合課本圖3.23體會(huì)彈力產(chǎn)生的原因。1彈性形變(1)形變：物體在力的作用下形狀或體積會(huì)發(fā)生改變的現(xiàn)象。(2)彈性形變：物體在形變后撤去作用力能夠恢復(fù)原狀的形變。2彈力：發(fā)生形

2、變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力的作用。3彈性限度：當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度叫做彈性限度。思維拓展如圖1所示，雜技演員具有高超的技術(shù)，他能輕松地頂住從高處落下的缸，他頂缸時(shí)頭頂受到的壓力施力物體是哪個(gè)物體？壓力是怎樣產(chǎn)生的？答案壓力的施力物體是缸，是由于缸發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的。圖1二、幾種彈力及方向閱讀教材第55頁(yè)“幾種彈力”部分，結(jié)合課本圖3.24和圖3.25體會(huì)彈力的方向。常見彈力彈力方向壓力垂直于物體的接觸面，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收縮的方向思維拓展(1)一鐵塊放在海綿上，鐵塊和海綿都發(fā)生了形

3、變，從而在它們之間產(chǎn)生了彈力，如圖2所示。海綿對(duì)鐵塊的支持力是如何產(chǎn)生的？方向怎樣？鐵塊對(duì)海綿的壓力是怎樣產(chǎn)生的？方向怎樣？圖2(2)如圖3所示，用橡皮繩斜向右上拉放在水平面上的物塊。橡皮繩對(duì)物塊的拉力是怎樣產(chǎn)生的？方向怎樣？圖3提示(1)海綿對(duì)鐵塊的支持力：海綿發(fā)生彈性形變，對(duì)與它接觸的鐵塊產(chǎn)生力的作用，方向垂直于接觸面向上(如圖甲)。鐵塊對(duì)海綿的壓力：鐵塊發(fā)生彈性形變，對(duì)與它接觸的海綿產(chǎn)生力的作用，方向垂直接觸面向下(如圖乙)。(2)由于橡皮繩發(fā)生形變，對(duì)與它接觸的物塊產(chǎn)生力的作用，方向沿繩指向繩收縮的方向(沿繩斜向右上)。三、胡克定律閱讀教材第56頁(yè)“胡克定律”部分，知道胡克定律的內(nèi)容，

4、了解勁度系數(shù)的意義。1內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比，即Fkx。2勁度系數(shù)：其中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位為牛頓每米，符號(hào)N/m。是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量。思維判斷(1)在彈性限度內(nèi)，同一根彈簧被拉的越長(zhǎng)彈力越大，彈力大小與彈簧長(zhǎng)度成正比。()(2)在彈性限度內(nèi)，兩根彈簧被拉長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度，彈力的大小一定相等。()(3)在彈性限度內(nèi)，同一根彈簧被拉伸長(zhǎng)度x和被壓縮長(zhǎng)度x，彈力的大小相等。()(4)只有在一定條件下，胡克定律才成立。()預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你疑惑的問(wèn)題記錄在下面的表格中問(wèn)題1問(wèn)題2問(wèn)題3彈力有無(wú)的判斷要點(diǎn)歸納1產(chǎn)生彈力必備的兩個(gè)條件(1

5、)兩物體間相互接觸。(2)發(fā)生彈性形變。2判斷彈力有無(wú)的兩種常見方法(1)直接判斷：對(duì)于形變較明顯的情況，可根據(jù)彈力產(chǎn)生條件直接判斷。圖4(2)“假設(shè)法”判斷：對(duì)于形變不明顯的情況，可用“假設(shè)法”進(jìn)行判斷，如圖4所示判斷a、b兩接觸面對(duì)球有無(wú)彈力。常見以下三種情形：三種情形具體方法結(jié)果結(jié)論解除接觸面去除接觸面a球保持靜止a對(duì)球無(wú)彈力去除接觸面b球下落b對(duì)球有彈力假設(shè)有彈力a對(duì)球有彈力球向右滾動(dòng)a對(duì)球無(wú)彈力b對(duì)球有彈力球仍保持靜止b對(duì)球有彈力精典示例例1 (2017哈爾濱高一檢測(cè))圖中物體a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)，a、b間一定有彈力的是()思路探究在A、B、C、D各項(xiàng)中，若拿走b，a能否保持原來(lái)的靜

6、止?fàn)顟B(tài)？解析A圖中對(duì)物體a而言受重力、豎直向上的拉力，如果b對(duì)a有彈力，方向水平向左，那么a受到的三力不能平衡，與a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)矛盾，故A錯(cuò)誤；B圖中對(duì)物體a而言受重力，斜向上的拉力，如果b對(duì)a沒(méi)有彈力，那么a受到的二力不能平衡，與a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)矛盾，故B正確；C圖中若水平地面光滑，對(duì)b而言受重力，豎直向上的支持力，如果a對(duì)b有彈力，方向水平向右，那么b受到的三力不能平衡，與a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)矛盾，故C錯(cuò)誤；D圖中對(duì)b而言受重力，豎直向上的拉力，如果a對(duì)b有彈力，方向垂直斜面向下，那么b受到的三力不能平衡，與a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)矛盾，故D錯(cuò)誤。答案B判斷彈力有無(wú)的兩個(gè)誤區(qū)(1)誤

7、認(rèn)為兩物體只要接觸就一定存在彈力作用，而忽視了彈力產(chǎn)生的另一條件發(fā)生彈性形變。(2)誤認(rèn)為有形變一定有彈力，而忽視了彈性形變和非彈性形變的區(qū)別。針對(duì)訓(xùn)練1 下列各圖中，所有接觸面都是光滑的，P、Q兩球都處于靜止?fàn)顟B(tài)。P、Q兩球之間不存在彈力的是()答案D彈力方向的判斷要點(diǎn)歸納1彈力的方向：彈力的方向總是跟引起物體形變的外力方向相反，跟該物體的形變方向相反。2彈力方向的判定方法類型方向圖示接觸方式面與面垂直于公共接觸面指向被支持物體點(diǎn)與面過(guò)點(diǎn)垂直于面點(diǎn)與點(diǎn)垂直于切面輕繩沿繩并指向繩收縮的方向輕桿可沿桿可不沿桿輕彈簧沿彈簧形變的反方向精典示例例2 請(qǐng)?jiān)趫D5中畫出桿或球所受的彈力。圖5解析甲圖中桿在

8、重力作用下對(duì)A、B兩處都產(chǎn)生擠壓作用，故A、B兩處對(duì)桿都有彈力，彈力方向與接觸點(diǎn)的平面垂直。如圖甲所示。乙圖中桿對(duì)C、D兩處都有擠壓作用，因C處為曲面，D處為支撐點(diǎn)，所以C處彈力垂直于圓弧切面指向球心，D處彈力垂直于桿斜向上。如圖乙所示。丙圖中球擠壓墻壁且拉緊繩子，所以墻對(duì)球的彈力與墻面垂直；繩子對(duì)球的彈力沿繩子向上。如圖丙所示。丁圖中當(dāng)重心不在球心處時(shí)，彈力作用線也必通過(guò)球心，如圖丁所示。應(yīng)注意不要錯(cuò)誤地認(rèn)為彈力作用線必定通過(guò)球的重心。答案見解析圖易錯(cuò)的是丁圖，易誤認(rèn)為彈力的作用線必過(guò)重心。實(shí)際上“點(diǎn)”和“球面”接觸處的彈力，方向垂直于過(guò)該點(diǎn)的切面，沿該點(diǎn)和球心的連線即過(guò)球心，與重心位置無(wú)關(guān)

9、。針對(duì)訓(xùn)練2 在圖6中畫出物體P受到的各接觸點(diǎn)或面對(duì)它的彈力的示意圖，其中甲、乙中物體P處于靜止?fàn)顟B(tài)，丙中物體P(即球)在水平面上勻速滾動(dòng)。圖6解析甲中屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上，如圖甲所示；乙中A、B兩點(diǎn)都是球面與平面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且必過(guò)球心，所以A處彈力方向水平向右，B處彈力垂直于斜面向左上方，且都過(guò)球心，如圖乙所示；丙中小球P不管運(yùn)動(dòng)與否，都屬于平面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且過(guò)球心，即向上，如圖丙所示。答案見解析圖彈力大小的計(jì)算要點(diǎn)歸納1應(yīng)用胡克定律的四個(gè)關(guān)鍵(1)彈簧發(fā)生形變時(shí)必須在彈性限度內(nèi)。(2)x是彈簧的形變量，不是彈簧的原長(zhǎng)，

10、也不是彈簧形變后的長(zhǎng)度。(3)其Fx圖象為一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，圖象斜率表示彈簧的勁度系數(shù)。同一根彈簧，勁度系數(shù)不變。(4)一個(gè)有用的推論：Fkx。2計(jì)算彈力大小的兩種方法(1)公式法：利用公式Fkx計(jì)算，適用于彈簧、橡皮筋等物體的彈力的計(jì)算。(2)平衡法：如果懸掛在豎直細(xì)繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，求解細(xì)繩的拉力時(shí)，可用二力平衡得到拉力的大小等于物體重力的大小。精典示例例3 如圖7所示的裝置中，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì)，一切摩擦忽略不計(jì)，平衡時(shí)各彈簧的彈力分別為F1、F2、F3，其大小關(guān)系是()圖7AF1F2F3BF1F2F3CF1F3F2DF3F1F2解析第一個(gè)圖中，以彈簧下

11、面的小球?yàn)檠芯繉?duì)象，第二個(gè)圖中，以懸掛的小球?yàn)檠芯繉?duì)象，第三個(gè)圖中，以任意一小球?yàn)檠芯繉?duì)象。第一個(gè)圖中，小球受豎直向下的重力mg和彈簧向上的彈力，二力平衡，F(xiàn)1mg；后面的兩個(gè)圖中，小球受豎直向下的重力和細(xì)線的拉力，二力平衡，彈簧的彈力大小均等于細(xì)線拉力的大小，則F2F3mg，故三圖中平衡時(shí)彈簧的彈力相等。答案A例4 如圖8所示，不計(jì)滑輪的摩擦，將彈簧C的右端由a點(diǎn)水平拉到b點(diǎn)時(shí)，彈簧B剛好沒(méi)有形變。求a、b兩點(diǎn)間的距離。已知彈簧B、C的勁度系數(shù)分別為k1、k2，鉤碼的質(zhì)量為m，彈簧C的右端在a點(diǎn)時(shí)剛好沒(méi)有形變。圖8思路探究(1)彈簧C的右端在a點(diǎn)時(shí)，剛好沒(méi)有發(fā)生形變說(shuō)明什么問(wèn)題？(2)由a點(diǎn)

12、拉到b點(diǎn)時(shí)，彈簧B剛好沒(méi)有形變，說(shuō)明什么問(wèn)題？解析當(dāng)彈簧C的右端位于a點(diǎn)，彈簧C剛好沒(méi)有發(fā)生形變時(shí)，彈簧B壓縮的長(zhǎng)度xB，當(dāng)將彈簧C的右端拉到b點(diǎn)，彈簧B剛好沒(méi)有形變，彈簧C伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度xC，a、b兩點(diǎn)間的距離xxBxCmg()。答案mg()針對(duì)訓(xùn)練3 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，在彈性限度內(nèi)，懸掛15 N重物時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為0.16 m，懸掛20 N重物時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為0.18 m，則彈簧的原長(zhǎng)L0和勁度系數(shù)k分別為 ()AL00.02 mk500 N/mBL00.10 mk500 N/mCL00.02 mk250 N/mDL00.10 mk250 N/m解析根據(jù)胡克定律，有：F1k(L1L0)F

13、2k(L2L0)代入數(shù)據(jù)，有：15k(0.16L0)20k(0.18L0)聯(lián)立解得：L00.10 m，k250 N/m。答案D1書靜止放在水平桌面上時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A書對(duì)桌面的壓力就是書受的重力B書對(duì)桌面的壓力是彈力，是由于書的形變而產(chǎn)生的C桌面對(duì)書的支持力是彈力，是由于桌面的形變而產(chǎn)生的D書和桌面都發(fā)生了微小形變解析壓力屬于彈力，重力屬于萬(wàn)有引力，性質(zhì)不同，不能說(shuō)壓力就是書受的重力，故A錯(cuò)誤；書靜止于水平桌面上，桌面受到豎直向下的彈力是由于書發(fā)生向上的形變，要恢復(fù)原狀產(chǎn)生向下的彈力，B正確；書受到向上的彈力，是因?yàn)樽烂嫦蛳滦巫?，要恢?fù)原狀產(chǎn)生向上的彈力，故C正確；書和桌面都發(fā)生了微小

14、形變，故D正確。答案A2(多選)如圖9所示，一物體A靜止在斜面上，關(guān)于彈力，下列說(shuō)法正確的是()圖9A斜面對(duì)A的支持力豎直向上BA對(duì)斜面的壓力豎直向下C斜面對(duì)A的支持力垂直斜面向上DA對(duì)斜面的壓力垂直斜面向下解析斜面對(duì)A的支持力是彈力，與接觸面垂直，故垂直斜面向上，故A錯(cuò)誤，C正確；A對(duì)斜面的壓力是彈力，與接觸面垂直，故垂直斜面向下，故B錯(cuò)誤，D正確。答案CD3關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)的說(shuō)法中正確的是()A因胡克定律可寫成k，由此可知彈力越大，勁度系數(shù)越大B在彈性限度內(nèi)，彈簧拉長(zhǎng)一些后，勁度系數(shù)變小C在彈性限度內(nèi)，無(wú)論彈簧拉長(zhǎng)或縮短勁度系數(shù)都不變D勁度系數(shù)大的彈簧能夠產(chǎn)生更大的彈力解析彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的因