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1、 學(xué)案2　彈力 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.知道形變的概念，并會(huì)區(qū)分某種形變是彈性形變還是非彈性形變.2.知道彈力的定義及產(chǎn)生的條件，會(huì)判斷兩個(gè)物體間是否存在彈力，并會(huì)判斷彈力的方向.3.掌握胡克定律并能用此定律解決有關(guān)問題． 一、形變和彈力 1．彈力：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，就會(huì)對(duì)跟它接觸使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力． 2．彈性形變：作用在物體上的外力撤去后，物體能恢復(fù)原狀的形變． 3．范性形變：外力撤去后，物體不能恢復(fù)原狀的形變． 二、胡克定律 1．內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比． 2．公式：F＝kx其中k為彈簧

2、的勁度系數(shù)，單位是牛頓每米，符號(hào)是N/m，它反映了彈簧的一種力學(xué)性質(zhì)． 三、彈力的方向 1．平板狀物體受壓彎曲后產(chǎn)生的彈力，方向一定垂直于平板，指向壓它的物體． 2．繩索的彈力方向一定沿著繩索，指向繩索收縮的方向. 一、彈性形變和彈力 [問題設(shè)計(jì)] (1)如圖1所示，取一個(gè)圓玻璃瓶，里面盛滿水，用穿有透明細(xì)管的橡皮塞封口，使水面位于細(xì)管中，用手捏玻璃瓶，會(huì)看到什么現(xiàn)象？說明什么？ 圖1 (2)用手壓橡皮泥，橡皮泥發(fā)生形變；腳踩在松軟的土地上，留下了深深的腳印(形變)，這兩種形變與玻璃瓶的形變有什么不同？ (3)用手拉彈簧，彈簧會(huì)對(duì)手產(chǎn)生一個(gè)拉力(如圖2所示)，這個(gè)拉力是如

3、何產(chǎn)生的？ 圖2 1 / 11 答案　(1)手捏玻璃瓶，管中水面上升．說明受壓時(shí)玻璃瓶發(fā)生形變，體積變小了． (2)橡皮泥、泥土受力后發(fā)生的形變，在撤去外力后不能恢復(fù)原狀(非彈性形變)，玻璃瓶的形變?cè)诔啡ネ饬竽芑謴?fù)原狀(彈性形變)． (3)彈簧受到拉力后發(fā)生形變(伸長)，發(fā)生形變的彈簧要恢復(fù)原狀，對(duì)手就產(chǎn)生了拉力． [要點(diǎn)提煉] 1．彈力的成因：當(dāng)兩個(gè)物體相互擠壓或拉伸產(chǎn)生彈性形變時(shí)，由于物體要恢復(fù)原狀，才在接觸位置對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生彈力，所以彈力產(chǎn)生的直接原因是由受力物體發(fā)生形變引起的． 2．彈力產(chǎn)生的條件：(1)兩物體相互接觸；(2)發(fā)生彈性形變． 二、胡克定

4、律 [問題設(shè)計(jì)]　如圖3所示，為一彈簧測(cè)力計(jì)．彈簧測(cè)力計(jì)的刻度是否均勻？這說明什么？ 答案　均勻．說明彈簧測(cè)力計(jì)的彈力與彈簧的形變量成正比． 圖3 [要點(diǎn)提煉] 1．內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比． 2．公式：F＝kx. 3．說明 (1)應(yīng)用條件：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，而不是彈簧形變后的長度． (3)F－x圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜直線(如圖4所示)，直線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k. 圖4 (4)彈簧彈力的變化量ΔF與形變量的變化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx. 三、彈力的方向 [問題設(shè)

5、計(jì)] 1.一鐵塊放在海綿上，鐵塊和海綿都發(fā)生了形變，從而在它們之間產(chǎn)生了彈力，如圖5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5 答案　(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)． 　 甲　　　　　　　　　乙 (2)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.如圖6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6 答案　由于橡皮繩發(fā)生形變，對(duì)與它接觸

6、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)． [要點(diǎn)提煉] 1．壓力、支持力的方向：總是垂直于接觸面，若接觸面是曲面，則垂直于接觸面的切線；若接觸面是球面，彈力方向延長線或反向延長線過球心． 2．繩的拉力方向：總是沿著繩并指向繩收縮的方向． [延伸思考] 如圖7所示，把一個(gè)球形物體A放在半球形容器B內(nèi)，在圖中畫出A受到的彈力． 圖7 答案　A受到的彈力垂直于兩接觸面的切線(彈力方向的延長線過球心)，如圖所示． 一、彈力的產(chǎn)生 例1　下列關(guān)于彈力的幾種說法，其中正確的是(　　) A．只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力 B．靜止在水平面上的物體所受重力

7、就是它對(duì)水平面的壓力 C．靜止在水平面上的物體受到向上的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變 D．只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生 解析　兩物體接觸并發(fā)生彈性形變才會(huì)產(chǎn)生彈力，A、D錯(cuò)誤．靜止在水平面上的物體所受重力的施力物體是地球，而壓力的施力物體是該物體，受力物體是水平面，兩力不同，B錯(cuò)誤，C正確． 答案　C 二、彈力的方向 例2　畫出圖8中靜止物體A所受彈力的示意圖． 圖8 解析　支持力、壓力的方向都要與接觸面垂直并指向被支持或被壓的物體，A物體所受彈力的示意圖如圖所示． 答案　見解析圖 針對(duì)訓(xùn)練　分別畫出圖9甲、乙中小球、丙中桿的受力示意圖．(甲中小球用細(xì)繩掛在

8、光滑的墻壁上，乙中小球用細(xì)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) 圖9 答案　受力示意圖如圖所示 三、胡克定律 例3　由實(shí)驗(yàn)測(cè)得某彈簧所受彈力F和彈簧的長度L的關(guān)系圖像如圖10所示，求： 圖10 (1)該彈簧的原長為多少？ (2)該彈簧的勁度系數(shù)為多少？ 解析　解法一：(1)彈簧不產(chǎn)生彈力時(shí)的長度等于原長，由題圖可知該彈簧的原長為L0＝15 cm. (2)據(jù)F＝kx得勁度系數(shù)：k＝＝，由圖線可知，該彈簧伸長ΔL＝(25 cm－15 cm)＝10 cm時(shí)，彈力ΔF＝50 N．所以k＝＝ N/m＝500 N/m. 解法二：根據(jù)

9、胡克定律得F＝k(L－L0)，代入圖像中的兩點(diǎn)(0.25,50)和(0.05，－50)． 可得50＝k(0.25－L0) －50＝k(0.05－L0) 解得L0＝0.15 m＝15 cm，k＝500 N/m. 答案　(1)15 cm　(2)500 N/m 彈力 1.(彈力的產(chǎn)生)下列有關(guān)物體所受的彈力及形變的說法正確的是(　　) A．有彈力作用在物體上，物體一定發(fā)生形變，撤去此力后，形變完全消失 B．有彈力作用在物體上，物體不一定發(fā)生形變 C．彈力作用在硬物體上，物體不發(fā)生形變；彈力作用在軟物體上，物體才發(fā)生形變 D．一切物體受到彈力都要發(fā)生形變，撤去彈力后，形變不一定

10、完全消失 答案　D 解析　力是物體間的相互作用，彈力的施力物體和受力物體都會(huì)發(fā)生形變，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生形變后的物體，當(dāng)撤去外力后，有些能完全恢復(fù)原狀，有些不能完全恢復(fù)原狀，A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；不管是硬物體還是軟物體，只要有彈力作用，都會(huì)發(fā)生形變，C項(xiàng)錯(cuò)誤． 2．(彈力的產(chǎn)生)雜技演員具有高超的技術(shù)，如圖11所示，他能輕松地頂住從高處落下的缸，關(guān)于他頂缸時(shí)頭頂受到的壓力產(chǎn)生的直接原因是(　　) 圖11 A．缸的形變 B．頭的形變 C．缸受到重力 D．人受到重力 答案　A 解析　頭頂受到的壓力的施力物體是缸，受力物體是頭頂，頭頂受到的壓力產(chǎn)生的直接

11、原因是缸的形變，間接原因是缸受到重力，A項(xiàng)正確． 3．(彈力的方向)三個(gè)相同的支座上分別放著三個(gè)質(zhì)量和直徑均相同的光滑圓球a、b、c，支點(diǎn)P、Q在同一水平面上．a(chǎn)的重心位于球心，b、c的重心分別位于球心的正上方和正下方，如圖12所示，三球皆靜止，試分析三種情況下支點(diǎn)P、Q對(duì)球的彈力方向是怎樣的？ 圖12 答案　見解析 解析　三種情況都是點(diǎn)與點(diǎn)接觸，圓球所受彈力的方向都是垂直于接觸面指向球心，即沿半徑指向球心，如圖所示，彈力的方向與重心的位置無關(guān)． 題組一　形變及彈力的產(chǎn)生 1．下列各種情況中，屬于彈性形變的有(　　) A．撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員起跳中，撐竿的形變 B．當(dāng)你坐在椅

12、子上時(shí)，椅面發(fā)生的微小形變 C．細(xì)鋼絲被繞制成彈簧 D．鋁桶被砸扁 答案　AB 解析　“撐竿的形變”、“椅面發(fā)生的微小形變”均能恢復(fù)原狀，是彈性形變；“細(xì)鋼絲被繞制成彈簧”不能恢復(fù)原狀，“鋁桶被砸扁”不能恢復(fù)原狀，是范性形變．故選項(xiàng)A、B正確，C、D錯(cuò)誤． 2．關(guān)于彈性形變，下列說法正確的是(　　) A．物體形狀的改變叫彈性形變 B．一根鋼筋用力彎折后的形變就是彈性形變 C．物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原來形狀的形變，叫彈性形變 D．物體在外力停止作用后的形變，叫彈性形變 答案　C 解析　彈性形變指物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原狀的形變，C正確，A、D錯(cuò)誤；鋼

13、筋用力彎折后，無法恢復(fù)到原來的形狀，不屬于彈性形變，B錯(cuò)誤． 3.在日常生活及各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)中，有彈力出現(xiàn)的情況比較普遍，如圖1所示的跳水運(yùn)動(dòng)就是一個(gè)實(shí)例．請(qǐng)判斷下列說法正確的是(　　) 圖1 A．跳板發(fā)生形變，運(yùn)動(dòng)員的腳沒有發(fā)生形變 B．跳板和運(yùn)動(dòng)員的腳都發(fā)生了形變 C．運(yùn)動(dòng)員受到的支持力，是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的 D．跳板受到的壓力，是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的 答案　BC 解析　發(fā)生形變的物體，為了恢復(fù)原狀，會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用，發(fā)生形變的物體是施力物體．B、C正確． 題組二　彈力方向的判斷 4．下列關(guān)于彈力的敘述中錯(cuò)誤的是(　　) A．壓力、拉力、支持力都是

14、彈力 B．壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面 C．輕繩、輕桿上產(chǎn)生的彈力的方向總是在沿繩、桿的直線上 D．輕桿不同于輕繩，彈力的方向可以不沿桿 答案　C 解析　彈力包括壓力、拉力、支持力，其中繩的拉力總沿繩收縮的方向，壓力、支持力的方向總與接觸面垂直，故A、B正確；桿不同于繩，桿可以發(fā)生拉伸形變、壓縮形變和彎曲形變，所以桿的彈力方向不一定沿桿，要具體問題具體分析，C錯(cuò)誤，D正確． 5．體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺(tái)，如圖2所示，下列關(guān)于足球和斜臺(tái)作用時(shí)斜臺(tái)給足球的彈力方向的說法正確的是(　　) 圖2 A．沿v1的方向 B．沿v2的方向 C．先沿v1的方向后沿v2的

15、方向 D．沿垂直于斜臺(tái)斜向左上方的方向 答案　D 解析　足球與斜臺(tái)的作用是球面與平面的相互作用，足球所受彈力的方向垂直于斜臺(tái)指向足球，即斜向左上方，故D正確． 6．一只松鼠站在傾斜的樹枝上，則樹枝對(duì)松鼠的彈力的方向?yàn)?　　) A．豎直向上 B．豎直向下 C．垂直樹枝斜向上 D．沿樹枝方向 答案　C 解析　支持力的方向總是垂直于接觸面指向被支持的物體，選項(xiàng)C正確． 7．在圖3中畫出物體A所受彈力的示意圖． 圖3 答案　如圖所示 題組三　胡克定律 8．關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)k，下列說法中正確的是(　　) A．與彈簧所受的

16、拉力大小有關(guān)，拉力越大，k值也越大 B．由彈簧本身決定，與彈簧所受的拉力大小及形變程度無關(guān) C．與彈簧發(fā)生的形變的大小有關(guān)，形變?cè)酱螅琸值越小 D．與彈簧本身特性、所受拉力的大小、形變程度都無關(guān) 答案　B 9．如圖4甲、乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)線的重力及一切摩擦不計(jì)，物重G＝1 N，則彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù)分別為(　　) 圖4 A．1 N,0　　　　　　　 B．0,1 N C．2 N,1 N D．1 N,1 N 答案　D 解析　題圖中彈簧測(cè)力計(jì)A、B的受力情況是一樣的，都是左右兩端各受1 N的拉力，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)都是1 N．D正確． 10．一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為F1的力壓彈簧的另一端，平衡時(shí)長度為l1；改用大小為F2的力拉彈簧，平衡時(shí)長度為l2.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為(　　) A. B. C. D. 答案　C 解析　根據(jù)胡克定律有：F1＝k(l0－l1)，F(xiàn)2＝k(l2－l0)，由兩式可解得：k＝，故C正確． 希望對(duì)大家有所幫助，多謝您的瀏覽！