物理必修ⅰ沪科版32形变的力课件.ppt

1、13.2变形的力课件变形的力课件 1 3.2 变形的力课件 2课标定位：课标定位：应用：应用：1.分析弹力的方向分析弹力的方向2利用胡克定律进行简单计算利用胡克定律进行简单计算理解：理解：1.弹力产生的条件弹力产生的条件2胡克定律胡克定律认识：认识：1.弹性形变的概念及种类弹性形变的概念及种类2弹力的概念，判断弹力是否存在的方法弹力的概念，判断弹力是否存在的方法2 课标定位：3第第三三节节核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位3第三节核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案课4课前自主学案课前自主学案一、物体的形

2、变一、物体的形变1形变：物体形变：物体_或或_的变化的变化2弹性形变：撤去外力作用后物体弹性形变：撤去外力作用后物体_的形变的形变弹性限度：能够完全弹性限度：能够完全_的物体的形变量的物体的形变量的最大限度的最大限度3范性形变：撤去外力后物体的形变或多或少范性形变：撤去外力后物体的形变或多或少仍有保留而不能仍有保留而不能_的形变的形变形状形状体积体积能恢复原状能恢复原状恢复形状恢复形状复原复原4 课前自主学案一、物体的形变形状体积能恢复原状恢复形状复原5二、什么是弹力二、什么是弹力1 定 义：发 生 弹 性 形 变 的 物 体 由 于 要 定 义：发 生 弹 性 形 变 的 物 体 由 于 要

3、_，对与它接触的物体产生的作用，对与它接触的物体产生的作用力力2 方 向：与 引 起 形 变 的 作 用 力 的 方 向 方 向：与 引 起 形 变 的 作 用 力 的 方 向_3产生条件：物体间产生条件：物体间_且接触处且接触处_恢复原状恢复原状相反相反直接接触直接接触发生形变发生形变5 二、什么是弹力恢复原状相反直接接触发生形变6思考感悟思考感悟相互接触的物体间一定存在弹力作用吗？相互接触的物体间一定存在弹力作用吗？提示：提示：弹力产生的条件有两个：相互接触和相弹力产生的条件有两个：相互接触和相互挤压，这两个条件必须同时具备才能产生弹互挤压，这两个条件必须同时具备才能产生弹力因此两个相互接

4、触的物体，如果不能判断力因此两个相互接触的物体，如果不能判断它们是否相互挤压，则无法判断它们之间是否它们是否相互挤压，则无法判断它们之间是否一定存在弹力作用一定存在弹力作用6 思考感悟7三、常见的弹力三、常见的弹力1 压 力 和 支 持 力：方 向 垂 直 于 物 体 的 压 力 和 支 持 力：方 向 垂 直 于 物 体 的_2绳的拉力：方向沿着绳而指向绳绳的拉力：方向沿着绳而指向绳_的方的方向向3弹力的大小：与弹性形变的大小有关，弹弹力的大小：与弹性形变的大小有关，弹性形变越大，弹力也性形变越大，弹力也_，形变消失，弹，形变消失，弹力随着力随着_4实验探究：弹力与弹簧伸长的关系实验探究：弹

5、力与弹簧伸长的关系接触面接触面收缩收缩越大越大消失消失7 三、常见的弹力接触面收缩越大消失8(1)实验器材：铁架台、弹簧、实验器材：铁架台、弹簧、_、钩码若干、坐标纸钩码若干、坐标纸(2)实验过程实验过程将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度，即原用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度，即原长长如图如图231所示，将已知质量的钩码挂在弹所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测出弹簧的总长簧的下端，在平衡时测出弹簧的总长l并计算钩并计算钩码的重力码的重力F及对应的伸长量及对应的伸长量x，填写在记录表格，填写在记录

6、表格里里毫米刻度尺毫米刻度尺8(1)实验器材：铁架台、弹簧、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _、9图图2319 图2 3 11012345F/Nl/mx/m(ll0)以弹力以弹力F(大小等于所挂钩码的重力大小等于所挂钩码的重力)为为_坐标，以弹簧的伸长量坐标，以弹簧的伸长量x为为_坐标，用描点坐标，用描点法作图连接各点，得出弹力法作图连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量随弹簧伸长量x变化的图线变化的图线纵纵横横1 0 1 2 3 4 5 F/N l/mx/m以弹力F(大小等于所挂钩码11分析图像得出结论分析图像得出结论(3)胡克定律胡克定律内容：在内容：在_内，弹力和弹簧形变大内，

7、弹力和弹簧形变大小小(伸长或缩短的量伸长或缩短的量)成成_公式：公式：Fkx，其中，其中k称为弹簧的称为弹簧的_，单位是牛顿每米，符号是单位是牛顿每米，符号是N/m.弹性限度弹性限度正比正比劲度系数劲度系数1 1 分析图像得出结论弹性限度正比劲度系数12核心要点突破核心要点突破一、弹力是否存在的判断方法一、弹力是否存在的判断方法1根据弹力产生的条件来判断，弹力产生的根据弹力产生的条件来判断，弹力产生的条件有两个：物体间相互接触并且发生弹性条件有两个：物体间相互接触并且发生弹性形变，两个条件必须同时满足才有弹力产形变，两个条件必须同时满足才有弹力产生生2对于形变不明显的情况，可用以下两种方对于形

8、变不明显的情况，可用以下两种方法来判断法来判断(1)利用假设法判断利用假设法判断1 2 核心要点突破一、弹力是否存在的判断方法13可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉看可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉看此物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保此物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用有弹力作用(2)利用力的作用效果分析利用力的作用效果分析如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或使受力物体发生形变或改变受力物作用效果，或使受力物体发生形变

9、或改变受力物体的运动状态，看物体的受力是否与物体的运动体的运动状态，看物体的受力是否与物体的运动状态相符合，从而确定物体所受弹力的有无状态相符合，从而确定物体所受弹力的有无1 3 可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉看此物体还能否在14特别提醒：特别提醒：相互接触是产生弹力的首要条件，相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力，只有但相互接触的物体间不一定存在弹力，只有两个物体接触并产生弹性形变时，两物体间两个物体接触并产生弹性形变时，两物体间才有弹力产生才有弹力产生1 4 特别提醒：相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体15即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即

10、时突破，小试牛刀)1.下面关于弹力的说法中正确的是下面关于弹力的说法中正确的是()A两物体直接接触就一定有弹力作用两物体直接接触就一定有弹力作用B不直接接触的物体间一定没有弹力作用不直接接触的物体间一定没有弹力作用C直接接触的物体之间发生了弹性形变就直接接触的物体之间发生了弹性形变就一定有弹力产生一定有弹力产生D只要物体发生弹性形变就一定有弹力产只要物体发生弹性形变就一定有弹力产生生答案：答案：BC1 5 即时应用(即时突破，小试牛刀)16二、弹力方向的确定二、弹力方向的确定弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在受力物体上，几种常见情况如下表：在受力物体

11、上，几种常见情况如下表：1 6 二、弹力方向的确定17类型类型方向方向图示图示接触接触方式方式面与面面与面垂直公共接触垂直公共接触面面点与面点与面过点垂直于面过点垂直于面点与点点与点垂直于切面垂直于切面1 7 类型方向图示接触面与面垂直公共接触面点与面过点垂直于面点18类型类型方向方向图示图示轻绳轻绳沿绳收缩方向沿绳收缩方向轻杆轻杆可沿杆可沿杆可不沿杆可不沿杆轻弹簧轻弹簧沿弹簧形变的反方向沿弹簧形变的反方向1 8 类型方向图示轻绳沿绳收缩方向轻杆可沿杆可不沿杆轻弹簧19特别提醒：特别提醒：判断弹力方向的方法是：先明确判断弹力方向的方法是：先明确两物体之间作用的类型，再根据各种类型的两物体之间作

12、用的类型，再根据各种类型的特点来判断弹力的方向特点来判断弹力的方向1 9 特别提醒：判断弹力方向的方法是：先明确两物体之间作用的类20即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2.如图如图232球球A在斜面上，被竖直挡板挡住而在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法所受的弹力，以下说法正确的是正确的是()图图2322 0 即时应用(即时突破，小试牛刀)21AA物体仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜物体仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上面向上BA物体受两个弹力作用，一个水平向左，一个物体受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面

13、向下垂直斜面向下CA物体受两个弹力作用，一个水平向右，一个物体受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上垂直斜面向上DA物体受三个弹力作用，一个水平向右，一个物体受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下垂直斜面向上，一个竖直向下解析：解析：选选C.球球A受重力竖直向下，与竖直挡板和斜受重力竖直向下，与竖直挡板和斜面都有挤压斜面给它一个支持力，垂直斜面向面都有挤压斜面给它一个支持力，垂直斜面向上；挡板给它一个支持力，水平向右，故选项上；挡板给它一个支持力，水平向右，故选项C正确正确2 1 A A 物体仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上22三、弹力大小的计算三、弹力大

14、小的计算1弹簧的弹力弹簧的弹力(1)应用胡克定律应用胡克定律Fkx求解求解其中其中x为弹簧的形变量为弹簧的形变量(可能为伸长量，也可能可能为伸长量，也可能为缩短量为缩短量)，k为弹簧的劲度系数，只与弹簧本为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定数等因素决定(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用弹力与弹簧伸长量的关系可用Fx图像表图像表示，如图示，如图233，图线的斜率即为弹簧的劲，图线的斜率即为弹簧的劲度系数度系数2 2 三、弹力大小的计算23图图2332 3 图2 3 324(3)弹簧上弹力的变化量弹簧上弹力的变化量F

15、与形变量的变化量与形变量的变化量也成正比关系，即也成正比关系，即Fkx.2除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理算，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解比如悬挂在竖直细绳上的物体处于规律求解比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉力和重力作静止状态时，物体受绳向上的拉力和重力作用根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物用根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小体重力的大小2 4(3)弹簧上弹力的变化量 F 与形变量的变化量也成正比关系25即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀

16、)3.如图如图234所示，一劲度系数为所示，一劲度系数为k、原长为、原长为l0的轻弹簧，上端固定在天花板上，下端悬挂的轻弹簧，上端固定在天花板上，下端悬挂一个质量为一个质量为m的小球，小球处于静止状态弹的小球，小球处于静止状态弹簧的形变在弹性限度内已知重力加速度为簧的形变在弹性限度内已知重力加速度为g.下列判断正确的是下列判断正确的是()2 5 即时应用(即时突破，小试牛刀)26图图2342 6 图2 3 4272 728课堂互动讲练课堂互动讲练弹力有无的判断弹力有无的判断 判断图判断图235甲、乙、丙中小球是否受到甲、乙、丙中小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体弹力作用，若受到

17、弹力，请指出其施力物体图图2352 8 课堂互动讲练类型一弹力有无的判断 判29【思路点拨思路点拨】从弹力的产生条件和效果分析从弹力的产生条件和效果分析【精讲精析精讲精析】用用“消除法消除法”来判断小球是否受斜来判断小球是否受斜面的弹力，若将三个图中的斜面去掉，则甲图中面的弹力，若将三个图中的斜面去掉，则甲图中小球无法在原位置静止，乙和丙两图中小球仍静小球无法在原位置静止，乙和丙两图中小球仍静止，甲图中小球受到斜面的弹力，施力物体是斜止，甲图中小球受到斜面的弹力，施力物体是斜面，同时受细绳的弹力，施力物体是细绳；乙图面，同时受细绳的弹力，施力物体是细绳；乙图中小球只受到细绳的弹力，不受斜面的弹

18、力；丙中小球只受到细绳的弹力，不受斜面的弹力；丙图中小球只受水平面的弹力，不受斜面的弹力图中小球只受水平面的弹力，不受斜面的弹力2 9【思路点拨】从弹力的产生条件和效果分析30【答案答案】甲图中小球受到绳的拉力和斜面的支甲图中小球受到绳的拉力和斜面的支持力；乙图中小球受到绳的拉力；丙图中小球受持力；乙图中小球受到绳的拉力；丙图中小球受到水平面的支持力到水平面的支持力【方法总结方法总结】在处理弹力问题时，判断接触面在处理弹力问题时，判断接触面间是否挤压间是否挤压(或拉伸或拉伸)是判断弹力有无的重要方是判断弹力有无的重要方法一般地，判断接触面间是否存在挤压法一般地，判断接触面间是否存在挤压(或拉或

19、拉伸伸)的条件，也经常采用的条件，也经常采用“假设法假设法”，即如果物体，即如果物体间有挤压间有挤压(或拉伸或拉伸)，则受到某一弹力，当受到这，则受到某一弹力，当受到这一弹力后物体能否处于当时的状态，如果不能，一弹力后物体能否处于当时的状态，如果不能，则此弹力不存在则此弹力不存在3 0【答案】甲图中小球受到绳的拉力和斜面的支持力；乙图中小31变式训练变式训练1在图在图236中，中，A、B两球间一定两球间一定有弹力作用的是有弹力作用的是()图图2363 1 变式训练1 在图2 3 6 中，A、B 两球间一定有弹力作用32解析：解析：选选B.在具体判断有没有挤压时，我们用在具体判断有没有挤压时，我

20、们用“拿去法拿去法”进行判断，在进行判断，在A中，若拿去中，若拿去A球，则球，则B球球静止不动，故静止不动，故A、B间没有挤压，故间没有挤压，故A、B间没有间没有弹力在弹力在B中，若拿去中，若拿去A球，则球，则B球向左动，故球向左动，故A、B间存在相互挤压，存在弹力在间存在相互挤压，存在弹力在C中，若拿去中，若拿去A球，则球，则B球静止，故球静止，故A、B间没有挤压，没有弹间没有挤压，没有弹力在力在D中，若拿去中，若拿去A球及容器壁，则球及容器壁，则B球向右动，球向右动，故故B对容器右壁有挤压，而对对容器右壁有挤压，而对A球没有挤压，球没有挤压，A、B间没有弹力间没有弹力3 2 解析：选B.在

21、具体判断有没有挤压时，我们用“拿去法”进行33弹力方向的判断弹力方向的判断 在图在图237所示图中画出物体所示图中画出物体P受到的各受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙、接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体丙中物体P处于静止状态，丁中物体处于静止状态，丁中物体P(即球即球)在水在水平面上匀速滚动平面上匀速滚动图图2373 3 例2 类型二弹力方向的判断 在图2 334【思路点拨思路点拨】判断弹力方向应把握以下三种情判断弹力方向应把握以下三种情况：况：(1)当面当面(或曲面或曲面)接触，弹力垂直于面接触，弹力垂直于面(2)绳上弹力沿绳并指向绳收缩方向绳上弹力沿绳并指向绳

22、收缩方向(3)与球面接触的弹力方向延长线或反向延长线与球面接触的弹力方向延长线或反向延长线过球心过球心3 4【思路点拨】判断弹力方向应把握以下三种情况：35【精讲精析精讲精析】甲属于绳的拉力，应沿绳指向甲属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，必过球心的切面斜向上，必过球心O，B点属于点与杆相点属于点与杆相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上；丙中接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直两点都是球面与

23、平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以于平面，且必过球心，所以A处弹力方向水平处弹力方向水平向右，向右，B处弹力垂直于斜面向左上方，且都过处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中小球球心；丁中小球P不管运动与否，都是属于平不管运动与否，都是属于平面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球心，即竖直向上心，即竖直向上3 5【精讲精析】甲属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因36它们所受弹力的示意图如图它们所受弹力的示意图如图238所示所示图图238【答案答案】见精讲精析见精讲精析3 6 它们所受弹力的示意图如图2 3 8 所示【答案】见精讲37

24、如图如图239所示，两木块质量分别为所示，两木块质量分别为m1和和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和和k2，上面，上面木块压在上面的弹簧上木块压在上面的弹簧上(但不拴接但不拴接)，整个系统处，整个系统处于平衡状态试求两弹簧的压缩量于平衡状态试求两弹簧的压缩量x1和和x2.胡克定律的应用胡克定律的应用3 7 如图2 3 9 所示，两木块质量分别为38图图2393 8 图2 3 939【思路点拨思路点拨】解答此类问题时，应先根据物解答此类问题时，应先根据物体的受力情况求出弹簧的弹力，然后再根据胡体的受力情况求出弹簧的弹力，然后再根据胡克定律求出弹簧的形变量克定律求出

25、弹簧的形变量3 9【思路点拨】解答此类问题时，应先根据物体的受力情况求出404 041【方法总结方法总结】(1)本题在求解的过程中用到了本题在求解的过程中用到了二力平衡和二力平衡和“整体法整体法”受力分析的知识，要注意受力分析的知识，要注意这些知识的灵活应用这些知识的灵活应用(2)公式公式Fkx中，中，x指的是弹簧的伸缩量，不是指的是弹簧的伸缩量，不是弹簧的长度，也不是弹簧长度的变化量弹簧的长度，也不是弹簧长度的变化量4 1【方法总结】(1)本题在求解的过程中用到了二力平衡和“42变式训练变式训练2 如图如图2310所示，所示，A、B是两个相是两个相同的弹簧，原长同的弹簧，原长x010 cm，

26、劲度系数，劲度系数k500 N/m，如果图中悬挂的两个物体均为如果图中悬挂的两个物体均为m1 kg，则两个，则两个弹簧的总长度为弹簧的总长度为()图图23104 2 变式训练2 如图2 3 1 0 所示，A、B 是两个相同的43A22 cmB24 cmC26 cm D28 cm解析：解析：选选C.对下面物体受力分析，由二力平衡得：对下面物体受力分析，由二力平衡得：kxBmg，求出，求出xB0.02 m2 cm，把两个物体，把两个物体看成一个整体，由二力平衡得：看成一个整体，由二力平衡得：kxA2mg，求，求出出xA0.04 m4 cm，所以两个弹簧的总长度为：，所以两个弹簧的总长度为：x0 xAx0 xB26 cm.故只有故只有C项正确项正确.4 3 A 2 2 c mB 2 4 c m44本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目点此进入课件目录录按按ESC键退出全屏播键退出全屏播放放谢谢使用谢谢使用4 4 本部分内容讲解结束点此进入课件目录按E S C 键退出全屏播放