课标解读 | 课标要求 | 素养要求 |
1.认识弹力 2.知道压力、支持力、拉力都是弹力 3.会根据弹力的产生条件,分析弹力的方向 | 2.科学思维:利用放大法观察微小形变,利用假设法、替代法判断弹力方向 3.科学态度与责任:从弹力在生产生活的应用中体会物理与生产生活的关系 |
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红外线烤箱
自主学习·必备知识
教材研习
教材原句
对于弹性形变,如果外力过大,撤去外力后,物体形状不能完全恢复,我们称这种现象为超过了物体的弹性限度^稻佳的 弹性限度 ①。 要点二 弹力
发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对与它 接触的物体 ②发生弹力的作用,这种力称为弹力。水辊清洗剂
要点三 胡克定律
在弹性限度内,弹簧弹力 的大小与弹簧的 伸长量(或压缩量) ③成正比。
自主思考
①虚拟架子鼓我们给一木棍两端施加一逐渐增大的力,木棍逐渐弯曲直至断裂,这一过程中,木棍的弹性限度在什么地方?
答案:提示断与不断的分界点处。
②小明坐在沙发上使之发生形变,小刚站在沙发旁接触沙发,沙发对与之接触的小刚有弹力吗?
答案:提示 没有,弹力是产生弹性形变的物体对使之产生弹性形变的物体的作用力。
③一根弹簧在没有外力作用时的长度为 ,现给它施加一大小为 的力,其长度变为 。则其伸长量为多少?
答案:提示 。
名师点睛
一、形变、形变分类与弹性限度
1.形变:物体发生形状或体积的变化。
2.形变分类:弹性形变和范性形变。
(1)弹性形变:撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变。
(2)范性形变:停止用力后,物体不能恢复原状的形变。
3.弹性限度:也称弹性极限,即能够发生的最大弹性形变量。
二、弹力
1.弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用。
2.弹力的方向
(1)压力方向垂直于支持面指向被压的物体;
(2)支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体;
(3)绳子对物体的拉力方向沿绳子指向绳子收缩的方向。
3.胡克定律
(1)内容:在弹性限度内,弹簧弹力 的大小与弹簧的伸长量(或压缩量) 成正比。
(2)公式: ,其中 为弹簧的劲度系数,单位: ,读作牛顿每米。不同的弹簧,其劲度系数一般不同。
互动探究·关键能力
探究点一 弹力的产生
情境探究
1.周末,小贾在家中打扫卫生时,发现了原来买的弹簧拉力器,于是他双手紧握弹簧拉力器的两把手,用力向两边拉。
刚开始弹簧处于自然状态和后期用力使拉力器拉伸两种情况下,双手的感受有什么不同?说明什么?
答案:提示 弹簧处于原长时,拉力器对手没有拉力的作用;双手使拉力器拉伸时,拉力器对手有拉力的作用,说明发生弹性形变的物体对与之接触的物体有弹力的作用。
探究归纳
1.弹力的产生条件:
(1)两物体直接接触;
(2)发生弹性形变。
2.判断弹力有无常用的方法
条件法 | 方法 | 根据物体间是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况 |
举例 | 图中弹力带与手直接接触,弹力带发生形变,手与弹力带之间一定存在弹力 | |
pm2.5监测假设法 t型槽铣刀 | 方法 | 无法确定是否发生形变的情况下,可假设两个物体问弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若状态不变,则此处不存在弹力;若状态改变,则此处定有弹力 |
举例 | 图中为用细线悬挂的小球,斜面是光滑的,因去掉斜面,小球的状态不变,故小球只受细线的拉力和重力,不受斜面的支持力 | |
状态法 | 方法 | 上路床无法确定是否发生形变的情况下,物体的受力必须与物体的运动状态相符合,依据物体的运动状态,由牛顿运动定律可知弹力的大小和方向(第四章会学到) |
举例 | 图中各接触面均光滑,小球处于静止状态,由二力平衡可知,地面对小球的支持力和小球的重力就可使小球处于平衡状态,因此竖直墙面对小球不产生弹力作用 | |
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探究应用
例 (2021山东菏泽高一上期末)如图所示,静止的小球分别与另一个物体(或面)接触,不计一切摩擦,小球受到两个弹力的是( )
A.B.C.D.
答案:
解析: 图中小球的重力和绳子的拉力平衡,斜面和球之间不可能产生弹力,否则,小球不可能平衡,A错误;B图中,小球只受重力和支持力,支持力是弹力,即只有一个弹力,B错误;C图中小球在绳子拉力、重力、斜面的支持力三力作用下处于平衡状态,因此小球受两个弹力作用,C正确;D图中竖直面对小球没有弹力作用,否则小球不会处于平衡状态,D错误。
迁移应用
1.(2021山东济南一中高一上期中)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。如图为四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所受的重力
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,踩在脚下且静止在水平草地上的足球受到2个弹力的作用
D.丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变
答案:
解析:甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力大小等于重力大小,但由于两者不是同一性质的力,所以不能说弹力就是重力,故A错误;乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球之间如果存在弹力,则每个足球在水平方向上所受合力不为零,不能处于静止状态,
所以两足球间没有弹力存在,故B错误;踩在脚下且静止在水平草地上的足球受到重力、支持力及人脚的压力的作用,所以足球受到2个弹力的作用,故C正确;由于网的形变,而使球受到了弹力,故D错误。
探究点二 弹力的方向
情境探究
1.某采石场正通过汽车向外运输石头。如图所示,一辆起重机正通过起重臂上的钢丝绳将一块石头“吊起”准备装车。这一过程中,钢丝绳和起重臂上是否都产生弹力?其方向如何?
答案:提示 都产生;钢丝绳上产生的弹力方向沿钢丝绳所在直线,指向绳收缩的方向;起重臂上产生的弹力方向并不沿起重臂所在直线。
探究归纳
1.弹力的方向与施力物体的形变方向相反。
2.几种常见弹力的方向
3.杆、弹簧与非弹性绳受力特点比较