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1、課時(shí)11 彈力 導(dǎo)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道彈力產(chǎn)生的條件.
2.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中畫出它們的方向.
3.知道形變越大彈力越大,知道彈簧的彈力跟彈簧的形變量成正比,即胡克定律.會用胡克定律解決有關(guān)問題.
教學(xué)重點(diǎn) :1.彈力的產(chǎn)生和彈力方向的判斷 2.胡克定律的應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn) :彈力有無的判斷及彈力方向的判斷
知識鏈接:
彈力是力學(xué)中最常遇到的力之一,對彈力認(rèn)清楚與否,直接影響到今后的學(xué)習(xí)
學(xué)習(xí)探究:
一:形變的種類
1. 物體在力的作用下形狀或體積發(fā)生改變,叫做 。
2. 有些物體在形變后能夠
2、恢復(fù)原狀,這種變形叫做 形變。
3.按形變能否恢復(fù)來劃分,我們把形變分為 形變(在彈性限度內(nèi))、 形變。
4. 如果形變過大,超過一定的限度,撤去作用力后,物體就不能完全恢復(fù)原來的形狀,這個(gè)限度叫做 。
二、彈力及其產(chǎn)生條件
1、定義:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀, ,這種力叫做為彈力
將(1)、(2)分別和對應(yīng)的A、B連線:
(1)施力物體: A.與其相接觸的物體,也就是阻礙其恢復(fù)形變的物體。
(2)受力物體: B.發(fā)生形變的物體
請同學(xué)們感受彈力
3、:手壓桌子
手對桌子的彈力,施力物體是 ,受力物體是 ,由于 發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的。
手受到的彈力,施力物體是 ,受力物體是 ,由于 發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的。
2. 彈力產(chǎn)生的條件:
(1) 思考:產(chǎn)生彈力是否需要直接接觸?
彈力的產(chǎn)生是否需要發(fā)生彈性形變?
(2) 總結(jié)彈力產(chǎn)生的條件:
(3)手壓桌子,桌子出現(xiàn)彈性形變了嗎?請同學(xué)們設(shè)計(jì)出演示微小變形的小實(shí)驗(yàn)(鼓勵自己或者小組創(chuàng)新)
例:放在水平桌面上的書書由于重力的作用而壓迫桌面,使書和桌面同時(shí)發(fā)生微小形變,要恢復(fù)原狀,對桌面產(chǎn)生垂直于
4、桌面向下的彈力F1,這就是書對桌面的壓力;桌面由于發(fā)生微小的形變,對書產(chǎn)生垂直于書面向上的彈力F2,這就是桌面對書的支持力。根據(jù)例子說明并畫出練習(xí)中等與繩子之間的彈力。
練習(xí):
(4)彈力有無的判斷(判斷是否符合彈力產(chǎn)生的條件):
使用假設(shè)法或者二力平衡判斷下列情況小球是否受到彈力寫出根據(jù)是什么?畫出受力示意圖
A
B
三、幾種常見的彈力(彈力的方向)
1. 方向:與施力物體發(fā)生彈性形變的方向 (相同or相反)
2.幾種常見的彈力:
(1)壓力、支持力方向: 支持面指向被壓或被支持的物體。
5、
面與面接觸:垂直于接觸面
點(diǎn)與面接觸:垂直于接觸面
點(diǎn)與點(diǎn)接觸:垂直于公切面
畫出物體受力示意圖
(2)繩的彈力總是沿繩指向繩 的方向。A
B
(3)彈簧的彈力既可能是壓力,也可能是拉力,舉例說明彈簧分別處于什么狀態(tài)時(shí)?
四、彈力的大小
1.某同學(xué)在豎直掛的彈簧下加掛鉤碼,做實(shí)驗(yàn)研究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。下表是她的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)彈力始終未超過彈性限度,彈簧很輕,自身質(zhì)量可以不計(jì)。
砝碼質(zhì)量m/g
0
30
60
90
120
150
彈簧總長度L/cm
6、
6.0
7.2
8.3
9.5
10.6
11.8
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中做出彈力F跟彈簧伸長量x關(guān)系的圖像
彈力的大小跟 形變量的大小有關(guān), 越大,彈力也越大
2、胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈力的大小與彈簧的伸長量(或縮短)成正比,即 F=kx
根據(jù)圖像計(jì)算彈簧勁度系數(shù)?。
二、典例分析:
題型一、彈力有無的判斷
【例1】 判斷下圖(甲)、(乙)、(丙)中小球是否受到彈力作用,若受到彈力,請指出其施力物體.
變式練習(xí):如圖所示,分析靜止的光滑小球A是否受到墻的彈力作用.
題型二
7、、彈力方向的判斷
【例2】 請?jiān)趫D中畫出桿和球所受的彈力.
(1)桿靠在墻上;
(2)球用細(xì)線懸掛在豎直墻上.
(3)細(xì)桿放置在半球形容器內(nèi),接觸點(diǎn)分別為A、B兩點(diǎn).
變式練習(xí):三個(gè)相同的支座上分別擱著三個(gè)質(zhì)量和直徑都相同的光滑圓球a、b、c,支點(diǎn)P、Q在同一水平面上,a的重心O位于球心,b、c的重心O分別位于球心的正上方和正下方,如圖所示,三球皆靜止,試分析三種情況下支點(diǎn)P、Q對球的彈力的方向是怎樣的.
題型三、胡克定律的理解及應(yīng)用
【例3】 一根彈簧在彈性限度內(nèi),對其施加30 N的拉力時(shí),其長度為20 cm,對其施加30 N壓力
8、時(shí),其長為14 cm,試求該彈簧的自然長度和它的勁度系數(shù).
變式練習(xí):一根彈簧原長10 cm,掛上重2 N的砝碼時(shí),伸長1 cm,這根彈簧掛上重8 N的物體時(shí),它的長度為(彈簧的形變是彈性形變)( )
A.4 cm B.14 cm C.15 cm D.44 cm
三、課堂練習(xí):
1.下列關(guān)于彈力的說法中正確的是( )
A.直接接觸的兩個(gè)物體間必然有彈力存在
B.不接觸的物體間也可能存在彈力
C.只要物體發(fā)生形變就一定有彈力
D.在直接接觸且發(fā)生彈性形變的物體間才有彈力
2.關(guān)于胡克定律,下列說法正確的是(
9、 )
A.由F=kx可知,在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比
B.由k=可知,勁度系數(shù)k與彈力F成正比,與彈簧的長度改變量成反比
C.彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的,與彈力F的大小和彈簧伸長(或縮短)的長度x的大小無關(guān)
D.彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時(shí)彈力的大小
3.在圖中,A、B兩球間一定有彈力作用的是(都靜止)( )
4.如圖為P物體對Q物體的壓力的示意圖,正確的是( )
四、課后練習(xí)
1.物體靜止在水平桌面上,則以下說法正確的是( )
A.物體對桌面的壓力就是重力
B.物體對
10、桌面的壓力使桌面產(chǎn)生了形變
C.桌面形變產(chǎn)生了對物體的支持力
D.桌面對物體的支持力使物體產(chǎn)生形變
2.關(guān)于彈力的產(chǎn)生,下列說法正確的是 ( )
A.只要兩個(gè)物體相互接觸就一定產(chǎn)生彈力
B.只要兩個(gè)物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力
C.只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生
D.只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力作用
3.關(guān)于放在水平桌面上靜止的物體受力的說法中,正確的是 ( )
A.重力、桌面對它的支持力和彈力
B.重力、桌面對它的支持力
C.重力、它對桌面的壓力
D.桌面對它的支持力和它對桌面的壓力
4.關(guān)于彈力的方向,下列說法
11、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的
B.放在斜面上的物體所受斜面的彈力的方向是豎直向上的
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的
D.物體間相互擠壓時(shí),彈力的方向垂直接觸面指向受力物體
5.如圖所示,彈簧測力計(jì)和細(xì)線的重力及一切摩擦不計(jì),重物G=1 N,則彈簧測力計(jì)A和B的示數(shù)分別為( )
A.1 N,0 B.0, 1 N C.2 N,1 N D.1 N,1 N
6.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí),在彈性限度內(nèi),懸掛15 N重物時(shí),彈簧長度為0.16 m;懸掛20 N重物時(shí),彈
12、簧長度為0.18 m,則彈簧的原長L0和勁度系數(shù)k分別為( )
A.L0=0.02 m,k=500 N/m B.L0=0.10 m,k=500 N/m
C.L0=0.02 m,k=250 N/m D.L0=0.10 m,k=250 N/m
7.畫出圖中A物體所受彈力的示意圖(圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài))
8.由實(shí)驗(yàn)測得彈簧的彈力F與彈簧的長度l的關(guān)系如圖所示,則彈簧的原長為______ cm,勁度系數(shù)為____ N/m.
9.如圖所示,為一輕質(zhì)彈簧的長度l和彈力F大小的關(guān)系圖線,試由圖線確定:
(1)彈簧的原長;
(2)彈簧的勁度系數(shù);
(3)彈簧長為0.20 m時(shí)彈力的大小.
10.下表是某同學(xué)為探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù):
彈力:F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
彈簧秤的伸長x/cm
2.6
5.0
6.8
9.8
12.4
x/cm
F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
1
2
5
7
9
11
13
(1)請你在圖中的坐標(biāo)紙上作出F-x圖象。
(2)寫出曲線所代表的函數(shù)。(x用m作單位)
(3)解析函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。