优学案  

高中（物理）    内容：（弹力）  第一课时：（1）

一、学什么？

（一）学习重点难点：【重点】(1)弹力产生的条件、弹力的方向．(2)胡克定律及应用．(3)相互接触的物体间是否有弹力的判断．(4)弹力方向的确定．

【重点】弹力方向的判断.

二、怎么学？

（一）自学内容：知识点一 弹性形变与弹力

1．形变与弹性形变：物体在力的作用下______或_____发生改变，叫形变；物体在形变后撤去作用力时能够________，这种形变叫弹性形变；按照形变程度，物体的形变可分为明显形变和微小形变．

2．弹力：发生弹性形变的物体，由于要__________，对与它_____的物体产生的力．

3．常见弹力：压力、支持力、绳的拉力．

知识点二 胡克定律

1．内容：在__________内，弹簧发生______形变时，弹力的大小F跟弹簧的________成____比．

2．表达式：________，其中k为弹簧的________，单位为________，x为弹簧的________，即弹簧伸长或缩短的长度．

（二）合作探究：1、弹力的产生及方向

内容	施力物体	施力物体形变方向	施力物体恢复形变的方向	弹力方向
书对桌面的压力
桌面对书的支持力

类型		方向	图示
接触方式	面与面	垂直公共接触面指向受力物体
	点与面	过接触点，垂直于接触面(或接触面的切面)指向受力物体
	点与点	垂直于过接触点的公切面指向受力物体
轻绳		沿绳指向绳收缩方向
轻杆		拉伸时沿杆收缩方向，压缩时沿杆伸长方向
		当杆的受力较复杂时，杆的弹力方向要具体问题具体分析

 

（三）归纳总结：

1．弹力的产生条件：(1)物体间直接________；(2)接触处发生________．

2．弹力的方向：总是与作用在物体上使物体发生形变的外力的方向______．

压力和支持力的方向总与接触面________，如果接触面为球面，则弹力的方向过________；绳对物体的拉力总是________指向绳收缩的方向，杆的弹力________(填“一定”或“不一定”)沿着杆．

3．弹力是接触力，不________的物体之间不可能产生弹力，但接触的物体间________(填“一定”或“不一定”)存在弹力．

1．弹力有无的判断

(1)直观判断：明显形变产生的弹力可根据弹簧(或橡皮筋)的________情况判断弹力是否存在．

(2)假设法判断：假设物体与接触物体之间存在弹力，分析研究对象的运动状态，如果运动状态与题设状态________，则弹力存在，否则弹力不存在；也可假设物体与接触物体脱离接触，若研究对象的运动状态________(填“不变”或“改变”)，则此处不存在弹力，若运动状态________(填“不变”或“改变”)，则此处存在弹力．

(3)状态法判断：分析要研究的弹力以外物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律)，若满足则_____弹力存在；若不满足则_____弹力存在．

2．弹力大小的确定：弹力的大小可应用平衡条件等规律(目前主要应用二力平衡的规律)确定．

例1、如图所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力有(  )

A．重力、绳的拉力

B．重力、斜面的弹力

C．绳的拉力、斜面的弹力

D．重力、绳的拉力、斜面的弹力

 

 

例2、下列关于弹力的几种说法，正确的是(  )

A．两个物体接触一定产生弹力

B．只要物体发生形变就一定有弹力产生

C．静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力

D．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为水平面发生了形变

 

  

例3、画出图中物体所受弹力的示意图，图中各接触面均光滑，各物体均静止．

 

 

 

 

 

1．胡克定律的适用条件：在弹性限度内，弹簧(或橡皮筋)发生__________．

弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后物体不能完全恢复____________，这个限度叫弹性限度．

2．F＝kx的理解：式中的x是弹簧的________，是弹簧伸长(或缩短)的长度，而不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度；弹簧伸长或压缩相同的长度，弹力的大小________，但方向不同．

3．弹簧的劲度系数：弹簧的劲度系数反映______的软硬程度，劲度系数越_____弹簧越“硬”，劲度系数越_____弹簧越“软”； 劲度系数由弹簧自身的材料、长度、粗细、横截面积等因素决定．

 

例4 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．

(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”)．

(2)弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L₁至L₆.数据如下表：

代表符号	L0	Lx	L1	L2	L3	L4	L5	L6
数值/cm	25.35	27.35	29.35	31.30	33.4	35.35	37.40	39.30

 

 

 

 

 

 

表中有一个数值记录不规范，代表符号为________，由表可知所用刻度尺的最小分度为________．

(3)图是该同学根据表中数据作出的m­x图像，纵轴表示砝码的质量，横轴表示弹簧长度与________的差值(填“L₀”或“L_x”)．

(4) 由图可知弹簧的劲度系数为________N/m；通过图和表可

知砝码盘的质量为________g．(结果保留两位有效数字，重

力加速度g取9.8 m/s²⁾

例5 一根轻弹簧在10.0 N的拉力作用下，长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm.

(1)当这根弹簧长度为4.20 cm时，受到的力有多大？弹簧的劲度系数为多大？

(2)当弹簧受到15 N的拉力时，弹簧的长度是多少？

 

 

三、学会了吗？

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1．(多选)下列各种情况中，属于弹性形变的有(  )

A．撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变

B．当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变

C．细钢丝被绕制成弹簧

D．铝桶被砸扁

2．关于弹力，下列说法中正确的是(  )

A．相互接触的物体间一定有弹力

B．发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用

C．先有弹性形变，后有弹力

D．不接触的两物体之间不可能发生相互的弹力作用

3．一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是(  )

A．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力

B．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变

C．汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变

D．以上说法都不正确

4．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如下图(1)所示连接起来进行探究.

(1)某次测量如下图(2)所示，指针示数为________ cm.

(2) 在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得

到指针A、B的示数L_A和L_B如上表．用表中数据计

算弹簧Ⅰ的劲度系数为________ N/m(重力加速

度g＝10 m/s²)，由表中数据________(填“能”或“不能”)

计算出弹簧Ⅱ的劲度系数．

5．请在下图中画出杆或球所受的弹力．

(a)杆靠在墙上；

(b)杆放在半球形的槽中；

(c)球用细线悬挂在竖直墙上；

(d)点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，点1、2、3在同一竖直线上．

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知识点一 对弹力的理解

1．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．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可能受到3个力的作用

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

2．如图所示，两只同样的弹簧测力计每只重0.1 N，下端的挂钩重力忽略不计，甲“正挂”，乙“倒挂”，在乙的下方挂上重0.2 N的砝码，则甲、乙弹簧测力计的读数分别为 (  )

A．0.2 N，0.3 N     B．0.3 N，0.2 N

C．0.3 N，0.3 N          D．0.4 N，0.3 N

3．(多选)关于弹力的方向，下列说法中正确的是(  )

A．放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上

B．放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上

C．将物体用绳吊在天花板上，绳所受物体的弹力方向是竖直向上

D．物体间相互挤压时，弹力的方向垂直接触面指向受力物体

知识点二 弹力的判断

4．如图所示，一小球用两根轻绳悬挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，

则小球所受的作用力有 (  )

A．1个          B．2个       C．3个        D．4个

5．如图所示，弹簧测力计和细绳重力不计，不计一切摩擦，物体所受的重力为G＝5 N，                                                                            当装置稳定时弹簧测力计A和B的读数分别为(  )

A．5 N，0          B．5 N，10 N

C．5 N，5 N        D．10 N，5 N

知识点三 探究弹力与弹簧伸长量的关系

6．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码所受的重力G与弹簧总长L的关系图像，如图所示，根据图像回答以下问题：

(1)弹簧的原长为________；

(2)弹簧的劲度系数为________；

(3)分析图像，总结出弹簧弹力F与弹簧总长L之间的关系式为____________．

7．(多选)如图甲所示，一根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)时，在电脑上得到了弹簧的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图乙)．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．弹力的增加量与对应的弹簧长度增加量成正比

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．(多选)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，以下说法正确的是(  )

A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度

B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态

C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量

D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出的拉力与弹簧的伸长量之比相等

知识点四 胡克定律的应用

9．(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的大小与弹簧的形变量x成正比

B．由k＝x(F)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

10．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．每根弹簧产生的弹力为600 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

综合拓展

11．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力是2 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力大小为(  )

A．1 N       B．2 N       

 C. N       D．0

12．如图所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球在各容器的底部与侧壁相接触，处于静止状态．若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均水平，则以下说法中正确的是(  )

A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用

B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用

C．量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用

D．口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用

13．如图所示，A、B两物体用绳子连着跨过定滑轮静止，A、B物体所受的重力分别为40 N和10 N，绳子和滑轮的质量、摩擦不计．以下说法正确的是(  )

A．地面对A的支持力是40 N

B．物体A受到的合外力是30 N

C．测力计示数为10 N

D．测力计示数为20 N

14．如图所示，两木块的质量分别为m₁和m₂，两轻质弹簧的劲度系数分别为k₁和k₂.上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧．求上述过程中下面的木块移动的距离．

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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