人教版高中物理必修第一册3.1 重力与弹力 导学案

2019-2020年高中物理弹力学案新人教版必修1学习目标1．知道什么叫做形变，能识别常见的形变，知道如何显示微小的形变2．知道弹力的概念及产生的原因，知道弹力在本质上都是由电磁力引起的；3．知道压力、支持力、拉力是弹力，并能确定压力、支持力、拉力的方向，能根据二力平衡确定弹力的大小．4.能正确使用胡克定律进行定性分析和定量计算．重点难点1、弹力方向2、胡克定律一、弹性形变和弹力1、形变：物体在外力作用下的变化叫做形变．如果外力撤去后物体能够完全恢复原状，这种形变叫做，否则物体的形变叫做。一般情况下，若无特别说明，形变通常指的是弹性形变．知识拓展：任何物体受力后都会发生形变，只是有的物体发生的形变较为明显，有的物体的形变不明显，用特殊的办法才能观察到．如图所示，柔软的弹簧受力后发生明显的形变；桌面受到压力后会向下弯曲，但是肉眼不能直接观察到，用图示的方法可观察到桌面的微小形变．2．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，这种力叫做弹力．3．产生弹力的条件：①两个物体；②接触面上发生．在上述两个条件中，缺少任何一个都不能产生弹力的作用．知识拓展：弹力是否存在的判定方法弹力产生需要的条件不是唯一的，相互接触的物体也不一定真正存在弹力．判断有无弹力一般有以下两种方法：(1)假设法判断物体在某一接触处是否受弹力作用，可假设把与物体接触的面去掉，看物体还能否在原位置保持原来的运动状态，从而判断该物体是否受弹力作用．例如：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．(2)根据物体的运动状态判断例如：如右图所示，光滑球静止在水平面AC上且和AB面接触，静止的物体都处于受力平衡状态，这可以作为判断某个接触面上弹力是否存在的依据． 由于离开AC面上的弹力球将无法静止，故AC面上弹力是存在的．但是如果AB面上有弹力，球就不能保持静止状态，与实际情况不符，故AB面对球的弹力是不存在的．二、弹力方向的判断1．压力和支持力都是弹力。压力和支持力的方向都垂直于接触面。(1)点与面接触时的弹力方向，过接触点垂直于接触面(或接触面切线方向)而指向受力物体．如所示．请你画出各接触处弹力的示意图。(2)面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体．如图所示．请你画出各接触处弹力的示意图。练习：画出下图中各个静止物体A所受弹力的示意图，各个接触面均光滑．2、绳的拉力（张力）也是弹力。绳的拉力总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向。规律总结：压力、支持力的方向总是垂直于接触面．平面与平面接触，弹力方向垂直于平面；平面与曲面接触，弹力方向垂直于平面，也垂直于曲面的切线；曲面与曲面接触，弹力方向垂直于公切面；点与平面接触，弹力方向垂直于平面；点与曲面接触，弹力方向垂直于曲面的切面．绳子产生的弹力方向总是沿着绳子的收缩方向．三、弹力的大小形变越大，弹力越大。形变消失，弹力也消失。 特例：弹簧的弹力------胡克定律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，即F=KX练习．将一根原长为40cm、劲度系数为100N/m的弹簧拉长为45cm，此时弹簧的弹力为(  )A．45N        B．40NC．85ND．5N思考：竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时，弹簧长度为12cm；挂重为6N的物体时，弹簧长度为13cm，则弹簧原长为__________cm，劲度系数为__________N/m.规律总结：对弹簧的弹力有胡克定律：F＝kx.式中F表示弹力，k表示劲度系数，与弹簧自身性质有关，由弹簧的材料、长度、粗细、匝数决定，与F或x的大小无关，单位是N/m；x表示弹簧长度的变化量（或形变量），即|原长－现长|，单位是m.注意：若x的给出单位为“cm”时，要先化成“m”再代入公式计算．探究：如图所示，弹簧的劲度系数为k，小球重力为G，平衡时球在A位置．今用力将小球由A位置向下拉长x至B位置，则此时弹簧的弹力为(  )•A．kxB．kx＋G•C．G－kxD．以上都不对