1、3.1重力与弹力重力与弹力 第第2课时课时 推推 拉拉 提提 举举 日常生活中的很多相互作用日常生活中的很多相互作用 接触力：物体与物体接触时发生的力。接触力：物体与物体接触时发生的力。 接触力：物体与物体接触时发生的力接触力：物体与物体接触时发生的力 接触力接触力 非接触力：非接触力： 力力 重力、万有引力、磁场力、电场力重力、万有引力、磁场力、电场力 弹力：弹力： 摩擦力：摩擦力： 弹簧弹力、拉力、压力、支持力弹簧弹力、拉力、压力、支持力 静摩擦力、动摩擦力静摩擦力、动摩擦力 物体在力的作用下的物体在力的作用下的形状形状或或体积体积会发生改变。会发生改变。形形 变变： 一、弹力一、弹力 也
2、是会发生形变的，因为有力的作也是会发生形变的，因为有力的作 用在该物体上了，满足形变的发生条件。用在该物体上了，满足形变的发生条件。 只不过有时物体的形变很小，不易被觉只不过有时物体的形变很小，不易被觉 察。察。 结论：任何物体受力时都会产生形变结论：任何物体受力时都会产生形变 一块剖面为三角形的有机玻璃一块剖面为三角形的有机玻璃 压在另一块有机玻璃上，发生的形压在另一块有机玻璃上，发生的形 变肉眼不能看出。但是形变后，当变肉眼不能看出。但是形变后，当 特殊的光通过有机玻璃不同部位时，特殊的光通过有机玻璃不同部位时， 产生的花纹会发生变化，利用仪器产生的花纹会发生变化，利用仪器 需要通过仪器才
3、能观察到需要通过仪器才能观察到 可以看到这种差异。可以看到这种差异。 演示演示 在一张大桌子上放两个平面镜在一张大桌子上放两个平面镜M和和N，让一束光依次被这两，让一束光依次被这两 面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点。按压两镜之间的桌面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点。按压两镜之间的桌 面，观察墙上光点位置的变化。这个现象说明了什么？面，观察墙上光点位置的变化。这个现象说明了什么？ 桌子发生了微小形变桌子发生了微小形变 弹力：弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物 体会产生力的作用。体会产生力的作用。 注意：注意：弹力不是指弹力不是指
4、“弹簧产生的力弹簧产生的力”。某一弹力的产生。某一弹力的产生 是施力物发生弹性形变产生的。是施力物发生弹性形变产生的。 施力物体施力物体 受力物体受力物体 F F 放在地板上的物体，它对地板的压力以及地板对它放在地板上的物体，它对地板的压力以及地板对它 的支持力，都是弹力，其方向是跟接触面垂直的；的支持力，都是弹力，其方向是跟接触面垂直的； 压力（支持力）压力（支持力） 绳子的拉力，也是弹力，其方向是沿着绳子而指绳子的拉力，也是弹力，其方向是沿着绳子而指 向绳子收缩的方向。向绳子收缩的方向。 拉力拉力 F拉 拉 这个花瓶，太不经敲，碎了。这个花瓶，太不经敲，碎了。 问：还有弹力吗？问：还有弹力
5、吗？ 如果形变过大，超过一定如果形变过大，超过一定 的限度，撤去作用力后物体不的限度，撤去作用力后物体不 能完全恢复原来的形状，这个能完全恢复原来的形状，这个 限度叫作限度叫作弹性限度弹性限度。 物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状， 这种形变叫作这种形变叫作弹性形变弹性形变。不能够回复原状的叫作塑性形。不能够回复原状的叫作塑性形 变。变。 弹力产生的条件：弹力产生的条件：直接接触挤压，发生弹性形变。直接接触挤压，发生弹性形变。 二、胡克定律二、胡克定律 弹簧在形变时产生的弹力与弹簧的伸长量是有弹簧在形变时产生的弹力与弹簧的伸长量是有 关系
6、的。那么，弹簧在弹性限度内，弹力大小与其关系的。那么，弹簧在弹性限度内，弹力大小与其 伸长量有什么关呢？伸长量有什么关呢？ 实验实验 数据处理数据处理 为了找出弹簧弹力与形变量的关系，我们以弹簧的弹力为了找出弹簧弹力与形变量的关系，我们以弹簧的弹力F为纵为纵 轴、弹簧伸长的长度轴、弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系。根据表格中的实验为横轴建立直角坐标系。根据表格中的实验 数据，在坐标纸上描点，作出数据，在坐标纸上描点，作出F-x图像。图像。 由由F-x图像，你得出了什么结论？图像，你得出了什么结论？ 探究弹簧弹力与形变量的关系（阅读）探究弹簧弹力与形变量的关系（阅读） 实验思路实验思路 探究
7、弹簧弹力与形变量的关系，需要测量多组弹簧弹力和形变探究弹簧弹力与形变量的关系，需要测量多组弹簧弹力和形变 量的数据，如何测量？说出你的想法。量的数据，如何测量？说出你的想法。 进行实验进行实验 要完成这个实验探究，我们可以通过如图所示的装置进行实要完成这个实验探究，我们可以通过如图所示的装置进行实 验。把弹簧上堆固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下验。把弹簧上堆固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下 端在刻度尺的位置。端在刻度尺的位置。 在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同弹力下伸在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同弹力下伸 长的长度长的长度(弹簧弹力等于钩码的重力）
8、。弹簧弹力等于钩码的重力）。 实验实验 探究弹簧弹力与形变量的关系（阅读）探究弹簧弹力与形变量的关系（阅读） k 称为劲度系数，单位称为劲度系数，单位 N/m，由弹簧的材料，粗细，由弹簧的材料，粗细， 长度等自身性质决定。长度等自身性质决定。 既适用于弹簧拉伸，也适用于弹簧压缩，既适用于弹簧拉伸，也适用于弹簧压缩， x 是弹簧的是弹簧的 形变量（压缩或伸长）。形变量（压缩或伸长）。 弹性限度内，弹力大小与形变量成正比弹性限度内，弹力大小与形变量成正比 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时， 弹力弹力 F的大小的大小 跟弹簧伸长（或缩短）的长跟弹簧伸长（或缩短）的长
9、 度度 x 成正比，即：成正比，即： F = k x 例例1：某同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码，做实验研究弹力与弹簧某同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码，做实验研究弹力与弹簧 伸长量的关系。他将实验数据记录在表格中。实验时弹力始终未伸长量的关系。他将实验数据记录在表格中。实验时弹力始终未 超过弹性限度超过弹性限度，g取取10N/kg。 课课 堂堂 练练 习习 （1）根据实验数据在坐标纸上作出弹力）根据实验数据在坐标纸上作出弹力F跟弹簧伸长量跟弹簧伸长量x关系的关系的 F-x图像。图像。 （2）根据计算弹簧的劲度系数。）根据计算弹簧的劲度系数。 （1）在本实验中，弹簧弹力与）在本实验中，弹簧弹力与 钩码
10、重力大小相等。根据表格，可钩码重力大小相等。根据表格，可 知道弹簧的原长为知道弹簧的原长为6.0cm，由钩码质，由钩码质 量和量和G=mg，可得相应的弹簧弹力大，可得相应的弹簧弹力大 小。在原有的表格基础上有：小。在原有的表格基础上有： 解：解： 弹力弹力0 00.30.30.60.60.90.91.21.21.51.5 钩码质量钩码质量0 0303060609090120120150150 弹簧总长度弹簧总长度cmcm6.06.07.27.28.38.39.59.510.610.611.811.8 弹簧伸长量弹簧伸长量m m0 00.0120.012 0.0230.023 0.0350.03
11、5 0.0460.046 0.0580.058 根据数据绘图如下：根据数据绘图如下： （2）由胡克定律可知，劲度系）由胡克定律可知，劲度系 数数 mN x F k/25 06. 0 5 . 1 生活中说有的弹簧生活中说有的弹簧“硬硬”，有的的弹簧，有的的弹簧“软软”,指的就指的就 是它们的劲度系数不同。是它们的劲度系数不同。 接触力：物体与物体接触时发生的力 接触力 非接触力： 力 重力、万有引力、磁场力、电场力 弹力： 摩擦力： 弹簧弹力、拉力、压力、支持力 静摩擦力、动摩擦力 物体在力的作用下的形状或体积会发生改变。形 变： 一、弹力 任何物体受力时都会产生形变 弹力：发生形变的物体，要恢
12、复原状，对与它接触的物体会产 生力的作用。 施力物体是发生形变的物体，受力物体是与它接触的物体。 注意：弹力不是指“弹簧产生的力”。某一弹力的产生是施力物 发生弹性形变产生的。 压力（支持力）的方向是跟接触面垂直。 拉力的方向是沿着绳子而指向绳子收缩的方向。 物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形 变叫作弹性形变。不能够回复原状的叫作塑性形变。 如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完 全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。 弹力产生的条件：直接接触挤压，发生弹性形变。 二、胡克定律 k 称为劲度系数，单位 N/m，由弹簧的材料，粗细，长度等自 身性质决定。 既适用于弹簧拉伸，也适用于弹簧压缩， x 是弹簧的形变量 （压缩或伸长）。 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力 F的大小 跟弹 簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比，即： F = k x
