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高中物理人教版 (新课标)必修12 弹力示范课课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (新课标)必修12 弹力示范课课件ppt，共16页。PPT课件主要包含了基础梳理等内容，欢迎下载使用。
课前导航 芦苇、大树和橡皮 一根高2 m的芦苇，直径不足1 cm，其高度与直径的比超过200∶1.细长的芦苇在大风中也难以折断，这得益于它中空的结构．大诗人杜甫笔下有一棵大树“霜皮溜雨四十围，黛色参天二千尺”，经过科学家沈括考证，四十围的周长折合成直径是7尺，这棵树的高度与直径的比竟高达286∶1，无怪乎沈括惊叹“无乃太细长乎？”看来诗人笔下的这棵大树的结构也应像芦苇一样，大概也是中空的，起码这棵树的中间结构应是十分疏松的，高达300 m的法国埃菲尔铁塔，也是中空的．
找一块长条橡皮，在橡皮的侧面画上几个等间距的格子，弯曲橡皮，方形的格子变成了扇形，外层伸长里层压缩了(如图13-1所示)．注意观察正中间的格子，几乎不伸长也不压缩，也就是说中间的格子几乎没有形变，没有形变就没有弹力，看来中间这一层对于抵抗弯曲没有作用，只是白白地增加了重量，还不如把它去掉，于是大自然这位高明的“设计师”就“创造”了空心芦苇． 图13-1 请你思考： 1．弹力产生的条件是什么？ 2．形变与弹力的关系是怎样的？
知识精析 一、弹力存在的判定 判断弹力的有无一般有以下三种方法： 1．根据弹力产生的条件来判断：看物体是否存在弹性形变及弹性形变的方向． 2．利用假设法判断 可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，看物体还能否在原位置保持原来的状态，从而判断该物体是否受弹力作用． 例如：如图13－2所示，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，故甲球受斜面的弹力，乙球不受斜面的弹力． 图13－2
3．利用力的作用效果分析 如图13－3所示，光滑水平面上的球靠在竖直面上静止，竖直面是否对球产生力的作用？假设竖直面对球产生了力的作用，由力的作用效果可知，球不会静止，故可判定没有水平弹力产生． 图13－3
二、弹力方向的确定 弹力是接触力，不同的物体，不同的接触方式，弹力方向的判断方法也有所不同，具体比较见下表所示：
三、弹力大小的计算 对弹力大小的计算可分为弹簧弹力和非弹簧弹力两种情况： 1．弹簧弹力的大小：应用胡克定律F＝kx求解． 其中x是弹簧的形变量(可能是拉伸量，也可能是压缩量)，x＝|现长－原长|；k是比例常数，它是一个反映弹簧形变难易程度的物理量，是由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等条件决定的． 2．非弹簧弹力的大小：与物体的形变程度有关，一般要借助于物体所遵循的物理规律求解． 如静止在桌面上的物体受到桌面向上的弹力和自身的重力作用，由二力平衡可知，弹力的大小等于物体重力的大小．
方法指导 一、形变与弹力 例1 关于弹力，下列说法正确的是( ) A．拉力、压力、支持力在性质上均为弹力 B．物体由于发生了弹性形变，会对使其发生弹性形变的物体施加弹力作用 C．对于同一根弹簧，弹性形变越大，弹力越大 D．许多物体可以在不发生形变的条件下对物体施以弹力作用
解析 准确掌握弹力产生的条件、弹力大小的相关因素是解答此问题的关键，具体分析见下表所示： 答案 ABC
二、弹力方向的判定 例2 三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a的重心位于球心，b和c的重心位于球心的正上方和正下方，如图13－4甲所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力方向是怎样的．图13-4甲
解析 相互作用的物体属于点与曲面接触，弹力的方向垂直于曲面的过接触点的切面，且指向球心，与重心位置无关，故三种情况下弹力方向是一致的．如图13-4乙所示． 图13-4乙 点评 在分析弹力时要先判断弹力是否存在，弹力的方向可用如下方法判定： (1)若接触面之一为平面，则弹力一定垂直于该平面． (2)若接触面之一为球面，则弹力一定过球心． (3)若接触面为曲面，则弹力一定垂直于曲面的过接触点的切面． (4)若接触处之一为直线，则弹力一定垂直于该直线．
变式训练1 画出图13-5中物体A所受弹力的示意图．图13-5 解析 弹力的方向应垂直于接触面，指向受力物体，丙图中注意分析A球上方接触点处无弹力，而甲图中上方绳的拉力的方向沿绳向上． 答案 如图甲、乙、丙所示
三、胡克定律及应用 例3 如图13－6所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．试求两弹簧的压缩量x1和x2. 图13-6
课前导航 芦苇、大树和橡皮 一根高2 m的芦苇，直径不足1 cm，其高度与直径的比超过200∶1.细长的芦苇在大风中也难以折断，这得益于它中空的结构．大诗人杜甫笔下有一棵大树“霜皮溜雨四十围，黛色参天二千尺”，经过科学家沈括考证，四十围的周长折合成直径是7尺，这棵树的高度与直径的比竟高达286∶1，无怪乎沈括惊叹“无乃太细长乎？”看来诗人笔下的这棵大树的结构也应像芦苇一样，大概也是中空的，起码这棵树的中间结构应是十分疏松的，高达300 m的法国埃菲尔铁塔，也是中空的．
找一块长条橡皮，在橡皮的侧面画上几个等间距的格子，弯曲橡皮，方形的格子变成了扇形，外层伸长里层压缩了(如图13-1所示)．注意观察正中间的格子，几乎不伸长也不压缩，也就是说中间的格子几乎没有形变，没有形变就没有弹力，看来中间这一层对于抵抗弯曲没有作用，只是白白地增加了重量，还不如把它去掉，于是大自然这位高明的“设计师”就“创造”了空心芦苇． 图13-1 请你思考： 1．弹力产生的条件是什么？ 2．形变与弹力的关系是怎样的？
知识精析 一、弹力存在的判定 判断弹力的有无一般有以下三种方法： 1．根据弹力产生的条件来判断：看物体是否存在弹性形变及弹性形变的方向． 2．利用假设法判断 可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，看物体还能否在原位置保持原来的状态，从而判断该物体是否受弹力作用． 例如：如图13－2所示，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，故甲球受斜面的弹力，乙球不受斜面的弹力． 图13－2
3．利用力的作用效果分析 如图13－3所示，光滑水平面上的球靠在竖直面上静止，竖直面是否对球产生力的作用？假设竖直面对球产生了力的作用，由力的作用效果可知，球不会静止，故可判定没有水平弹力产生． 图13－3
二、弹力方向的确定 弹力是接触力，不同的物体，不同的接触方式，弹力方向的判断方法也有所不同，具体比较见下表所示：
三、弹力大小的计算 对弹力大小的计算可分为弹簧弹力和非弹簧弹力两种情况： 1．弹簧弹力的大小：应用胡克定律F＝kx求解． 其中x是弹簧的形变量(可能是拉伸量，也可能是压缩量)，x＝|现长－原长|；k是比例常数，它是一个反映弹簧形变难易程度的物理量，是由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等条件决定的． 2．非弹簧弹力的大小：与物体的形变程度有关，一般要借助于物体所遵循的物理规律求解． 如静止在桌面上的物体受到桌面向上的弹力和自身的重力作用，由二力平衡可知，弹力的大小等于物体重力的大小．
方法指导 一、形变与弹力 例1 关于弹力，下列说法正确的是( ) A．拉力、压力、支持力在性质上均为弹力 B．物体由于发生了弹性形变，会对使其发生弹性形变的物体施加弹力作用 C．对于同一根弹簧，弹性形变越大，弹力越大 D．许多物体可以在不发生形变的条件下对物体施以弹力作用
解析 准确掌握弹力产生的条件、弹力大小的相关因素是解答此问题的关键，具体分析见下表所示： 答案 ABC
二、弹力方向的判定 例2 三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a的重心位于球心，b和c的重心位于球心的正上方和正下方，如图13－4甲所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力方向是怎样的．图13-4甲
解析 相互作用的物体属于点与曲面接触，弹力的方向垂直于曲面的过接触点的切面，且指向球心，与重心位置无关，故三种情况下弹力方向是一致的．如图13-4乙所示． 图13-4乙 点评 在分析弹力时要先判断弹力是否存在，弹力的方向可用如下方法判定： (1)若接触面之一为平面，则弹力一定垂直于该平面． (2)若接触面之一为球面，则弹力一定过球心． (3)若接触面为曲面，则弹力一定垂直于曲面的过接触点的切面． (4)若接触处之一为直线，则弹力一定垂直于该直线．
变式训练1 画出图13-5中物体A所受弹力的示意图．图13-5 解析 弹力的方向应垂直于接触面，指向受力物体，丙图中注意分析A球上方接触点处无弹力，而甲图中上方绳的拉力的方向沿绳向上． 答案 如图甲、乙、丙所示
三、胡克定律及应用 例3 如图13－6所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．试求两弹簧的压缩量x1和x2. 图13-6
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