高一物理教案：探究形变与弹力的关系教案

概要：6.压力支持力拉力张力7.(1)垂直(2)收缩8.(1)弹簧的伸长(或缩短)量x (2)F=kx劲度系数N/m9.箭头箭头力的示意图力的图示核心知识探究一、[问题情境]1.观察到形状或体积发生了改变.2.弹簧被拉直后不能恢复原长.[要点提炼]1.体积2.弹性二、[问题情境]它们是压力、拉力、支持力等，都是接触力，在物理学中叫弹力.日常生活中，推、拉、提、压是弹力常见的表现形式.[要点提炼]2.(1)接触(2)弹性形变3.相同三、[要点提炼]1.伸长(或缩短)量x2.(1)弹性形变(2)形变量(3)无关解题方法探究例1D例2 如下图所示.解析由于球受到竖直向下的重力作用，一定与AB面和AC面相互挤压，所以球一定受到两斜面的弹力作用，弹力的方向与斜面形变的方向相反，分别垂直于AB面和AC面指向球体.此题也可以用假设法判断，假设去掉其中一个斜面则球都不能静止，由此可知两斜面对球都有弹力作用.变式训练1所示.解析由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F1应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心O;在B点弹力F2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O.例310200解析弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律得知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即F=kx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于伸长后总长度L减去原长L0，即x=L-L0.改变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数.设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G1=4 N的重物时弹簧的长度为L

C.书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的

D.书能静止，是由于书的重力大于桌面对书的支持力

3.下列叙述中错误的是(　　)

A.压力、支持力和拉力都是弹力

B.压力和支持力的方向总垂直于接触面

C.轻绳、轻杆上产生的弹力总是在沿绳、杆的直线上

D.轻杆不同于轻绳，弹力的方向可以不在沿杆的直线上

4.画出图中小球或杆所受弹力的示意图.

参考答案

课前自主学习

1.形状　2.恢复原状　3.原来的形状

4.弹性形变　5.(1)接触　(2)弹性形变

6.压力　支持力　拉力　张力

7.(1)垂直　(2)收缩

8.(1)弹簧的伸长(或缩短)量x (2)F=kx　劲度系数　N/m

9.箭头　箭头　力的示意图　力的图示

核心知识探究

一、

[问题情境]

1.观察到形状或体积发生了改变.

2.弹簧被拉直后不能恢复原长.

[要点提炼]

1.体积　2.弹性

二、

[问题情境]

它们是压力、拉力、支持力等，都是接触力，在物理学中叫弹力.日常生活中，推、拉、提、压是弹力常见的表现形式.

[要点提炼]

2.(1)接触　(2)弹性形变　3.相同

三、

[要点提炼]

1.伸长(或缩短)量x

2.(1)弹性形变　(2)形变量　(3)无关

解题方法探究

例1　D

例2 如下图所示.

解析　由于球受到竖直向下的重力作用，一定与AB面和AC面相互挤压，所以球一定受到两斜面的弹力作用，弹力的方向与斜面形变的方向相反，分别垂直于AB面和AC面指向球体.

此题也可以用假设法判断，假设去掉其中一个斜面则球都不能静止，由此可知两斜面对球都有弹力作用.

变式训练1　所示.

解析　由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F1应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心O;在B点弹力F2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O.

例3　10　200

解析　弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律得知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即F=kx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于伸长后总长度L减去原长L0，即x=L-L0.改变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数.

设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G1=4 N的重物时弹簧的长度为L1，挂G2=6 N的重物时弹簧的长度为L2，则L1=12 cm，L2=13 cm，由胡克定律得：

G1=k(L1-L0)

G2=k(L2-L0)

代入数据解得：L0=10 cm，k=200 N/m

即弹簧原长为10 cm，劲度系数为200 N/m.

变式训练2　BC

例4　见解析

解析　 (1)画力的图示：

①选定标度：此题用2 mm长的线段表示2 N的力.

②从作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，甲所示，也可以乙所示，从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(即10 mm)的线段;

③在线段上加箭头表示力的方向.

(2)画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明FN=10 N即可，丙所示.

例5　见解析

解析　解法一　放在水平面上的球，由于受到重力的作用而挤压水平面，使水平面和球同时发生微小形变.水平面AB由于发生微小的压缩形变后要恢复原状，对球产生垂直于水平面向上的弹力Fa.球与倾斜面AC相切于b点，球是否受到AC面对它的弹力作用呢?假设把AC面轻轻地从左侧拆除，将观察到球仍保持静止状态.现球与AC面虽然在b点接触，但不相互挤压，不发生形变，故AC面对球没有弹力作用.综上所述，球受到重力G和水平面AB对它的支持力Fa两个力的作用，保持静止状态，满足二力平衡的条件，Fa=G，受力示意图甲所示.

甲　　　　　　　　　乙

解法二　假设法

假设所有与研究对象接触的物体都施加了弹力，画出假设状态下的受力图，判断受力情况与原有状态是否矛盾.若矛盾，说明假设不正确，则两者间无弹力产生;若不矛盾，说明假设正确，则有弹力产生.现用这种思路再分析上例.假设AC面和水平面AB对球体都产生弹力，分别为Fb和Fa.对球体进行受力分析乙所示.由图可知，Fb的存在显然不能使球体处于静止状态，与题设条件(球体静止)相矛盾.故AC面对球体无弹力.

变式训练3　B

即学即练

1.B　2.BC　3.C

4.所示

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