2020-2021学年第三章 相互作用2 弹力学案

这是一份2020-2021学年第三章 相互作用2 弹力学案，共6页。学案主要包含了学习目标，教学内容，当堂反馈、效果评价，课后作业等内容，欢迎下载使用。

1.知道形变的概念，能区分弹性形变和非弹性形变.
2.知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方向.
3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题．
【教学内容】
一、形变和弹力
1．形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化．
2．形变的分类
(1)弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变．
(2)非弹性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变．(塑性形变)
3．弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度．
二、弹力的概念
(1)定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力．
(2)产生的条件：①两物体直接接触；②发生弹性形变．
【例1】（单选）杂技演员有高超的技术，能轻松地顶接从高处落下的坛子，如图关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是( )
A．坛的形变
B．头的形变
C．物体受到的重力
D．人受到的重力
【例2】（单选）关于弹力的产生，下列说法正确的是( )
A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的
B．木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力
C．拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的
D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的
三、弹力方向的确定：从施力物体指向受力物体，与施力物体形变的方向相反。
1．“支撑面”就是两物的接触面。弹力方向：垂直于支撑面指向受力物体。
2．绳子拉力(绳子对所拉物体的弹力)的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
3．弹簧的弹力的方向：当弹簧压缩时，表现为推力或支撑力；当弹簧伸长时表现为拉力。
4．杆子的弹力：
(1)形变沿杠子时：当杠子压缩时，表现为推力或支撑力；当杠子伸长时表现为拉力。
(2)形变不沿杠子时：动力学方程求解（如一对平衡力）。
【例3】在如图所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态．
【例4】（单选）体育课上一同学将足球踢向斜台,如图所示。下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( )
A.沿v1的方向 B.沿v2的方向
C.先沿v1的方向后沿v2的方向 D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向
【例5】（单选）如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态。则关于弹性杆对小球的弹力,下列结论正确的是( )
A.大小为2 N,方向平行于斜面向上
B.大小为1 N,方向平行于斜面向上
C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上
D.大小为2 N,方向竖直向上
三、弹力有无的判断方法： 假设法 移物法
【例6】(多选)如图所示，图中的物体A均处于静止状态，受到弹力作用的说法正确的是( )
A．图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力
B．图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，A对两斜面均有压力的作用
C．图丙中A受到斜面B对它的支持力的作用
D．图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用
四、弹力的大小
1．在弹性限度范围内：形变越大，弹力越大；形变越小，弹力越小；形变消失，弹力消失；
2．具体的弹力大小通常可以根据动力学方程求解
五、胡克定律
1．内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．
2．公式：F＝kx.k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米．
3．胡克定律的理解
(1)成立条件：在弹性限度内．
(2)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度．
(3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关．
(4)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.
(5)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.
(6) 两根劲度系数分别为k1，k2的弹簧串联后的劲度系数可由=+求得，并联后劲度系数为k=k1+k2.
【例7】弹簧的原长为10 cm，它下面挂一个重为4 N的物体时，弹簧长为12 cm，则该弹簧的劲度系数为________ N/m.若在它下面挂一个重为6 N的物体，则弹簧的伸长量为________ cm.
【例8】（单选）探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图如图所示,下列说法正确的是( )
A.弹簧的劲度系数是2 N/m
B.弹簧的劲度系数是2×103 N/m
C.当弹簧受F2=800 N的拉力作用时,弹簧总长度为x2=40 cm
D.当弹簧伸长量为x1=2 cm时,弹簧产生的拉力是F1=400 N
【例9】如图所示，A、B是两个相同的轻弹簧，原长都是l0＝10cm，劲度系数k＝500N/m，如果图中悬挂的两个物体质量均为m，现测得两个弹簧的总长为26 cm，则物体的质量m是多少？(取g＝10 N/kg)
【当堂反馈、效果评价】
1．（单选）足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱．如图所示为三种与足球有关的情景．下列说法正确的是( )
A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B．乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C．丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变
D．丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
2．（单选）一物体静止在水平桌面上，则下列说法正确的是( )
A．桌面的形变产生了对物体的支持力 B．物体对桌面的压力使物体产生了形变
C．桌面对物体的支持力使桌面产生形变 D．物体对桌面的压力就是重力
3．(弹力方向的判断)在图中画出物体A所受弹力的示意图．
4．（单选）一根轻质弹簧,当它上端固定,下端挂一重力为G的物体时,长度为l1;当它下端固定在水平面上,上端压一重力为G的物体时,长度为l2,则该弹簧的劲度系数为( )
A.B.C.D.
5．（多选）如图所示，轻弹簧的两端各受10 N拉力F作用，弹簧平衡时伸长了5 cm(在弹性限度内)，那么下列说法中正确的是( )
A．该弹簧的劲度系数k＝200 N/m
B．该弹簧的劲度系数k＝400 N/m
C．根据公式k＝eq \f(F,x)，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
D．弹簧的弹力为10 N
6．一同学在实验室尝试修复一个坏的量程为0～100 N的弹簧秤，在更换了内部的弹簧后，该同学进行了如下测试，不挂重物时，示数为1 N；挂100 N的重物时，示数为91 N(弹簧仍在弹性限度内)。
(1)当示数为100 N时，所挂重物所受的重力是多少？
(2)当所挂重物为50 N时，示数是多少？
【课后作业】
1．（单选）如图所示，球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法正确的是( )
A. 球A仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上
B．球A受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下
C．球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上
D．球A受三个弹力作用，一个水平向右，一个重直斜面向上，一个竖直向下
2．（单选）如图所示，锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 cm，某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m，则( )
A．人的每只手受到拉力器的拉力为300 N
B．每根弹簧产生的弹力为150 N
C．每根弹簧的劲度系数为93.75 N/m
D．每根弹簧的劲度系数为500 N/m
3．(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是( )
A．由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比
B．由k＝eq \f(F,x)可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量成反比
C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关
D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小
4. （多选）玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是( )
A．桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变
B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了形变
D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
5． (多选)下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)( )
6．(多选)弹簧原长为10 cm，当挂上一个50 g的钩码时，弹簧的长度变为12 cm，当在原钩码下再挂一个同样的钩码时，弹簧仍处于弹性限度内，下列说法中正确的是(取g＝10 m/s2)( )
A．弹簧长度变为24 cm B．弹簧劲度系数为25 N/m
C．弹簧伸长了4 cm D．弹簧伸长了2 cm
7．(多选)如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是200 N/m
D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变
8．一根大弹簧内套一根小弹簧，小弹簧比大弹簧长0.2 m，它们的一端齐平并固定在地面上，另一端自然放置，如图甲所示。当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图象如图乙所示，求两根弹簧的劲度系数k1和k2。