4.2-形变与弹力—鲁科版高中物理必修一课件(共42张PPT).pptx

1、观察以上各种现象的共性与区别？形形 变变定义：物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化称为形变 形变的原因形变的原因：形变的类型形变的类型：弹性形变：能够恢复原来形状的形变。范性形变：并不能够恢复的形变。受到受到外力外力的作用。的作用。观察其发生形观察其发生形变后的情况变后的情况注意：弹性也有一定限度的，以后重点研究弹性形变，不加说明形变就是指弹性限度内的弹性形变。弹性形变与范性形变的例子弹性限度（定义）：当弹性形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能恢复原状，这个值叫弹性限度。思考：用力压讲台桌面或者用力跺脚，用力压玻璃等。形变了吗？它又属于什么类型形变？ 演示演示 ：微小形变实验：（观察玻璃瓶微

2、小微小形变实验：（观察玻璃瓶微小形变）形变）看看它是什么样的形变？观察桌面微小形变观察玻璃瓶的微小形变提出问题 形变原因是物体受到了力，那么物体受到力后发生形变，形变后的物体又是如何呢？跟它接触物体又是如何呢？用手去感受压弹簧，拉弹簧 A A弹簧被压时，会产生什么样的情况呢？弹簧被拉时，会产生什么样的情况呢？思考要恢复原状！要往外弹！要往回缩！-就产生一个使物体恢复原状的力！这个力就是弹力！弹力（定义）：物体发生形变时，会产生一种使物体恢复原状的力，叫做弹力。思考（1）弹力产生的条件是什么？ （2）弹力的大小由什么决定？ （3）弹力的方向又是指向什么方向？ A弹力的条件：（1）要相互接触 （2

3、）发生弹性形变弹力的大小： 与物体发生弹性形变程度有关弹力的方向： 垂直于接触面，跟物体恢复形状方向有关（注意：接触面可以是“点线接触”、“点面接触”、“点与弧面接触”、所以均与过接触点的“切线”或“切面”垂直。）例子书放在桌面上，其受力如何？书对桌面：桌面对书：压力支持力提出问题书发生形变吗？为什么？压力怎么来的？桌子形变了吗？为什么？支持力怎么来的？分析 书要形变，要恢复原状，要向下恢复，所以向下产生弹力-压力 桌子要形变，要恢复原状，要向上恢复，所以向上产生弹力-支持力所以拉力、压力、支持力等都是弹力。弹力的方向指向物体要恢复的方向！巩固例子（分析）电线下吊着灯，其实两者都受到形变，都要

4、恢复原状；灯要恢复原状，表现为对电线产生拉力。电线要恢复原状，表现为对灯产生拉力。弹力弹力的方向的方向 a a支撑类：支撑类：支持力支持力( (压力压力) )垂直于支持面，垂直于支持面，指向被支持指向被支持( (被压）的物体被压）的物体总结：弹力的方向总与施力物恢复形变的方向相总结：弹力的方向总与施力物恢复形变的方向相同同c c弹簧的弹力弹簧的弹力弹簧被拉伸时弹力弹簧被拉伸时弹力沿收缩沿收缩的方向；的方向；弹簧被压缩时弹力弹簧被压缩时弹力沿伸长沿伸长的方向的方向b b绳索类：绳索类：绳拉力的方向绳拉力的方向总是总是沿绳收缩的方向沿绳收缩的方向2常见弹力的方向(1)点与面接触时的弹力方向，过接触

5、点垂直于接触面(或接触面切线方向)而指向受力物体如下图所示(2)面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体如图(1)所示(3)球与面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上而指向受力物体如图(2)所示(4)球与球相接触时弹力的方向，垂直于过接触点的分切面，通过两球球心而指向受力物体如图(3)所示(5)绳的弹力沿绳的方向且指向绳收缩的方向如图(4)所示(6)轻杆可受拉力也可受压力作用，可沿杆也可不沿杆，弹力的方向应视题意而定，常利用平衡条件或动力学规律来判断如图(5)所示弹力的方向：垂直于面(切面) 面面接触点面接触点曲面接触面曲面接触曲面曲面接触轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，

6、铁架台，重垂线，坐标纸，三角板。实验器材4 3 2 1 0实验: :探究弹力和弹簧伸长的关系 弹簧受到拉力的作用长度变大，改变拉力，长度也相应变化。竖直悬挂的物体，静止时拉力等于物体的重力。由此我们可以探究弹簧的伸长量与弹力的关系。实验原理我们该如何来做这个实验呢？请同学们先仔细观察，然后总结实验步骤1将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，记下弹簧下端的位置，从悬点到该点即为弹簧的原长实验步骤2如图所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时，记下弹簧下端的位置，从悬点到该位置即为弹簧变化之后的总长度L1，用刻度尺测量后，连同钩码的重力填写在记录表格里3.改变所挂钩码的个数，重复上述的实验

7、过程多次，把每次测得的长度、钩码的重力记入表格。1 12 23 34 45 5钩码总重力钩码总重力F/NF/N弹簧总长弹簧总长L/cmL/cm弹簧伸长量弹簧伸长量x/cmx/cm0.51.01.52.02.50.51.01.52.02.510.51111.51212.5测量数据4、以弹力F（大小等于所挂钩码的重力）为纵坐标，弹簧的伸长量（或原长）为横坐标，用描点法作图，得出关系图线。L/cm0F/N0F/Nx/cm在相应的坐标纸上作出图象0.51.01.52.02.52 4 6 8 10 12 140.50.51.01.01.51.52.02.0 2.52.5弹力与弹簧伸长量成正比。用公式来表

8、示： F=kx其中k与弹簧本身有关，由材料、形状和长度决定。得出结论1所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度要注意观察，适可而止2每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描出的点尽可能稀一些，这样作出的图线精确3测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差4描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧5记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位注意事项分析数据胡克定律（定义）：在弹性限度内，弹性体弹力的大小跟弹性体伸长（或缩短）的长度成正比。 即 Fkx比例系数k叫做弹性体的劲

9、度系数，简称劲度。在国际单位制中，k的单位是N/mX-为伸长量，注意不是本身长度。K跟弹性体的粗细、材料、本身长度等量有关，是弹性本身特性，与f、x无关。例题讲解一根轻弹簧在10.0N的拉力作用下，长度由原来的5.00cm伸长为6.00cm。那么，当这根弹簧伸长到6.80cm时，受到的拉力有多大？储存能量功能。 例如：拉满的弓可用于缓冲减震。 例如：火车减震弹簧；沙发床垫自动复位功能。应用于保护装置中。交流与讨论交流与讨论什么时候起跳最合适？是在跳板运动到最上端、中间位置、还是最下端？例如：将甲图中与小球接触的斜面去掉，小球无法在原位置保持静止，而把乙图中的斜面去掉，小球仍静止，故甲球受斜面的

10、弹力，乙球不受斜面的弹力(2)根据物体的运动状态判断例如：如右图所示，光滑球静止在水平面AC上且和AB面接触，静止的物体都处于受力平衡状态，这可以作为判断某个接触面上弹力是否存在的依据由于离开AC面上的弹力球将无法静止，故AC面上弹力是存在的但是如果AB面上有弹力，球就不能保持静止状态，与实际情况不符，故AB面对球的弹力是不存在的形 变定义：物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化称为形变弹力（定义）：物体发生形变时，会产生一种使物体恢复原状的力，叫做弹力。弹力的条件、弹力的大小、弹力的方向胡克定律画出弹力弹力的应用Fkx知识拓展：弹力是否存在的判定方法弹力产生需要的条件不是唯一的，相互接触的物体也不

11、一定真正存在弹力判断有无弹力一般有以下两种方法：(1)假设法判断物体在某一接触处是否受弹力作用，可假设把与物体接触的面去掉，看物体还能否在原位置保持原来的运动状态，从而判断该物体是否受弹力作用例题例题: 一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2 m,它们的下端平齐并固定,另一端自由,如图(甲)所示.当压缩此组合弹簧时,测得弹力与弹簧压缩量的关系如图(乙)所示.试求这两根弹簧的劲度系数k1和k2.解析:此物理过程中,压缩弹簧测得的力大小就等于弹簧的弹力,并遵守胡克定律.据题意,当压缩量在00.2 m的过程中,只有大弹簧发生形变,从图(乙)中读出x1=0.2 m,F1=2 N.由胡克定律知F1=k1x1,得k1= =10 N/m.组合弹簧形变量为0.3 m时,大弹簧的形变量为x1=0.3 m,小弹簧的形变量x2=0.1 m,F1+F2=5 N就有k1x1+k2x2=5 N,代入数据,解得k2=20 N/m.