優學案  

高中（物理）    內容：（彈力）  第一課時：（1）

一、學什么？

（一）學習重點難點：【重點】(1)彈力產生的條件、彈力的方向．(2)胡克定律及應用．(3)相互接觸的物體間是否有彈力的判斷．(4)彈力方向的確定．

【重點】彈力方向的判斷.

二、怎么學？

（一）自學內容：知識點一 彈性形變與彈力

1．形變與彈性形變：物體在力的作用下______或_____發生改變，叫形變；物體在形變后撤去作用力時能夠________，這種形變叫彈性形變；按照形變程度，物體的形變可分為明顯形變和微小形變．

2．彈力：發生彈性形變的物體，由于要__________，對與它_____的物體產生的力．

3．常見彈力：壓力、支持力、繩的拉力．

知識點二 胡克定律

1．內容：在__________內，彈簧發生______形變時，彈力的大小F跟彈簧的________成____比．

2．表達式：________，其中k為彈簧的________，單位為________，x為彈簧的________，即彈簧伸長或縮短的長度．

（二）合作探究：1、彈力的產生及方向

內容	施力物體	施力物體形變方向	施力物體恢復形變的方向	彈力方向
書對桌面的壓力
桌面對書的支持力

類型		方向	圖示
接觸方式	面與面	垂直公共接觸面指向受力物體
	點與面	過接觸點，垂直于接觸面(或接觸面的切面)指向受力物體
	點與點	垂直于過接觸點的公切面指向受力物體
輕繩		沿繩指向繩收縮方向
輕桿		拉伸時沿桿收縮方向，壓縮時沿桿伸長方向
		當桿的受力較復雜時，桿的彈力方向要具體問題具體分析

 

（三）歸納總結：

1．彈力的產生條件：(1)物體間直接________；(2)接觸處發生________．

2．彈力的方向：總是與作用在物體上使物體發生形變的外力的方向______．

壓力和支持力的方向總與接觸面________，如果接觸面為球面，則彈力的方向過________；繩對物體的拉力總是________指向繩收縮的方向，桿的彈力________(填“一定”或“不一定”)沿著桿．

3．彈力是接觸力，不________的物體之間不可能產生彈力，但接觸的物體間________(填“一定”或“不一定”)存在彈力．

1．彈力有無的判斷

(1)直觀判斷：明顯形變產生的彈力可根據彈簧(或橡皮筋)的________情況判斷彈力是否存在．

(2)假設法判斷：假設物體與接觸物體之間存在彈力，分析研究對象的運動狀態，如果運動狀態與題設狀態________，則彈力存在，否則彈力不存在；也可假設物體與接觸物體脫離接觸，若研究對象的運動狀態________(填“不變”或“改變”)，則此處不存在彈力，若運動狀態________(填“不變”或“改變”)，則此處存在彈力．

(3)狀態法判斷：分析要研究的彈力以外物體所受的其他作用力與物體的運動狀態是否滿足相應的規律(目前主要應用二力平衡的規律)，若滿足則_____彈力存在；若不滿足則_____彈力存在．

2．彈力大小的確定：彈力的大小可應用平衡條件等規律(目前主要應用二力平衡的規律)確定．

例1、如圖所示，細繩豎直拉緊，小球和光滑斜面接觸，并處于靜止狀態，則小球受到的力有(  )

A．重力、繩的拉力

B．重力、斜面的彈力

C．繩的拉力、斜面的彈力

D．重力、繩的拉力、斜面的彈力

 

 

例2、下列關于彈力的幾種說法，正確的是(  )

A．兩個物體接觸一定產生彈力

B．只要物體發生形變就一定有彈力產生

C．靜止在水平面上的物體所受的重力就是它對水平面的壓力

D．靜止在水平面上的物體受到向上的彈力是因為水平面發生了形變

 

  

例3、畫出圖中物體所受彈力的示意圖，圖中各接觸面均光滑，各物體均靜止．

 

 

 

 

 

1．胡克定律的適用條件：在彈性限度內，彈簧(或橡皮筋)發生__________．

彈性限度：當形變超過一定限度時，撤去作用力后物體不能完全恢復____________，這個限度叫彈性限度．

2．F＝kx的理解：式中的x是彈簧的________，是彈簧伸長(或縮短)的長度，而不是彈簧的原長，也不是彈簧形變后的實際長度；彈簧伸長或壓縮相同的長度，彈力的大小________，但方向不同．

3．彈簧的勁度系數：彈簧的勁度系數反映______的軟硬程度，勁度系數越_____彈簧越“硬”，勁度系數越_____彈簧越“軟”； 勁度系數由彈簧自身的材料、長度、粗細、橫截面積等因素決定．

 

例4 某同學探究彈力與彈簧伸長量的關系．

(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側，彈簧軸線和刻度尺都應在________方向(填“水平”或“豎直”)．

(2)彈簧自然懸掛，待彈簧________時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長度依次記為L₁至L₆.數據如下表：

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

 

 

 

 

 

 

表中有一個數值記錄不規范，代表符號為________，由表可知所用刻度尺的最小分度為________．

(3)圖是該同學根據表中數據作出的m-x圖像，縱軸表示砝碼的質量，橫軸表示彈簧長度與________的差值(填“L₀”或“L_x”)．

(4) 由圖可知彈簧的勁度系數為________N/m；通過圖和表可

知砝碼盤的質量為________g．(結果保留兩位有效數字，重

力加速度g取9.8 m/s²⁾

例5 一根輕彈簧在10.0 N的拉力作用下，長度由原來的5.00 cm伸長為6.00 cm.

(1)當這根彈簧長度為4.20 cm時，受到的力有多大？彈簧的勁度系數為多大？

(2)當彈簧受到15 N的拉力時，彈簧的長度是多少？

 

 

三、學會了嗎？

優更優·學習效能檢測

1．(多選)下列各種情況中，屬于彈性形變的有(  )

A．撐竿跳高運動員起跳中，撐竿的形變

B．當你坐在椅子上時，椅面發生的微小形變

C．細鋼絲被繞制成彈簧

D．鋁桶被砸扁

2．關于彈力，下列說法中正確的是(  )

A．相互接觸的物體間一定有彈力

B．發生形變的物體一定對與之接觸的物體產生彈力作用

C．先有彈性形變，后有彈力

D．不接觸的兩物體之間不可能發生相互的彈力作用

3．一輛汽車停在水平地面上，下列說法中正確的是(  )

A．地面受到了向下的彈力，是因為地面發生了彈性形變；汽車沒有發生形變，所以汽車不受彈力

B．地面受到了向下的彈力，是因為地面發生了彈性形變；汽車受到了向上的彈力，是因為汽車也發生了形變

C．汽車受到向上的彈力，是因為地面發生了形變；地面受到向下的彈力，是因為汽車發生了形變

D．以上說法都不正確

4．在“探究彈力和彈簧伸長的關系”時，某同學把兩根彈簧如下圖(1)所示連接起來進行探究.

(1)某次測量如下圖(2)所示，指針示數為________ cm.

(2) 在彈性限度內，將50 g的鉤碼逐個掛在彈簧下端，得

到指針A、B的示數L_A和L_B如上表．用表中數據計

算彈簧Ⅰ的勁度系數為________ N/m(重力加速

度g＝10 m/s²)，由表中數據________(填“能”或“不能”)

計算出彈簧Ⅱ的勁度系數．

5．請在下圖中畫出桿或球所受的彈力．

(a)桿靠在墻上；

(b)桿放在半球形的槽中；

(c)球用細線懸掛在豎直墻上；

(d)點1、2、3都可能是球的重心位置，點2是球心，點1、2、3在同一豎直線上．

對點檢測

知識點一 對彈力的理解

1．足球運動是目前全球體育界最具影響力的項目之一，深受青少年喜愛．圖為四種與足球有關的情景．下列說法正確的是(   )

A．甲圖中，靜止在草地上的足球受到的彈力就是它所受的重力

B．乙圖中，靜止在光滑水平地面上的兩個足球由于接觸而受到相互作用的彈力

C．丙圖中，踩在腳下且靜止在水平草地上的足球可能受到3個力的作用

D．丁圖中，落在球網中的足球受到彈力是由于足球發生了形變

2．如圖所示，兩只同樣的彈簧測力計每只重0.1 N，下端的掛鉤重力忽略不計，甲“正掛”，乙“倒掛”，在乙的下方掛上重0.2 N的砝碼，則甲、乙彈簧測力計的讀數分別為 (  )

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．(多選)關于彈力的方向，下列說法中正確的是(  )

A．放在水平桌面上的物體所受彈力的方向是豎直向上

B．放在斜面上的物體所受斜面的彈力的方向是豎直向上

C．將物體用繩吊在天花板上，繩所受物體的彈力方向是豎直向上

D．物體間相互擠壓時，彈力的方向垂直接觸面指向受力物體

知識點二 彈力的判斷

4．如圖所示，一小球用兩根輕繩懸掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩2恰好豎直，

則小球所受的作用力有 (  )

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

5．如圖所示，彈簧測力計和細繩重力不計，不計一切摩擦，物體所受的重力為G＝5 N，                                                                            當裝置穩定時彈簧測力計A和B的讀數分別為(  )

A．5 N，0          B．5 N，10 N

C．5 N，5 N        D．10 N，5 N

知識點三 探究彈力與彈簧伸長量的關系

6．在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗中，某實驗小組將不同數量的鉤碼分別掛在豎直彈簧下端，進行測量，根據實驗所測數據，利用描點法作出了所掛鉤碼所受的重力G與彈簧總長L的關系圖像，如圖所示，根據圖像回答以下問題：

(1)彈簧的原長為________；

(2)彈簧的勁度系數為________；

(3)分析圖像，總結出彈簧彈力F與彈簧總長L之間的關系式為____________．

7．(多選)如圖甲所示，一根彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連，當對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時，在電腦上得到了彈簧的形變量與彈簧產生的彈力大小的關系圖像(如圖乙)．則下列判斷正確的是(  )

A．彈簧產生的彈力和彈簧的長度成正比

B．彈力的增加量與對應的彈簧長度增加量成正比

C．該彈簧的勁度系數是200 N/m

D．該彈簧受到反向壓力時，勁度系數不變

8．(多選)在“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗中，以下說法正確的是(  )

A．彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度

B．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態

C．用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量

D．用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出的拉力與彈簧的伸長量之比相等

知識點四 胡克定律的應用

9．(多選)關于胡克定律，下列說法正確的是(  )

A．由F＝kx可知，在彈性限度內彈力F的大小與彈簧的形變量x成正比

B．由k＝x(F)可知，勁度系數k與彈力F成正比，與彈簧的形變量成反比

C．彈簧的勁度系數k是由彈簧本身的性質決定的，與彈力F的大小和彈簧形變量無關

D．彈簧的勁度系數在數值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時彈力的大小

10．鍛煉身體用的拉力器并列裝有四根相同的彈簧，每根彈簧的自然長度都是40 cm，某人用600 N的力把它們拉長至1.6 m，則 (  )

A．每根彈簧產生的彈力為600 N

B．每根彈簧產生的彈力為150 N

C．每根彈簧的勁度系數為93.75 N/m

D．每根彈簧的勁度系數為500 N/m

綜合拓展

11．如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個重力是2 N的小球，小球處于靜止狀態時，彈性桿對小球的彈力大小為(  )

A．1 N       B．2 N       

 C. N       D．0

12．如圖所示，將一個鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角燒杯中，鋼球在各容器的底部與側壁相接觸，處于靜止狀態．若鋼球和各容器都是光滑的，各容器的底部均水平，則以下說法中正確的是(  )

A．各容器的側壁對鋼球均無彈力作用

B．各容器的側壁對鋼球均有彈力作用

C．量杯的側壁對鋼球無彈力作用，其余兩種容器的側壁對鋼球均有彈力作用

D．口大底小的普通茶杯的側壁對鋼球有彈力作用，其余兩種容器的側壁對鋼球均無彈力作用

13．如圖所示，A、B兩物體用繩子連著跨過定滑輪靜止，A、B物體所受的重力分別為40 N和10 N，繩子和滑輪的質量、摩擦不計．以下說法正確的是(  )

A．地面對A的支持力是40 N

B．物體A受到的合外力是30 N

C．測力計示數為10 N

D．測力計示數為20 N

14．如圖所示，兩木塊的質量分別為m₁和m₂，兩輕質彈簧的勁度系數分別為k₁和k₂.上面的木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接)，整個系統處于平衡狀態．現緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面的彈簧．求上述過程中下面的木塊移動的距離．

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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