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第二节 弹 力高中物理新课标人教版 物理必修1 第三章相互作用物体的形变物体的形变形变：形变：物体形状和体积发生的变化。物体形状和体积发生的变化。伸长形变伸长形变缩短形变缩短形变弯曲形变弯曲形变扭转形变扭转形变形变分类形变分类形形变变弹性形变：弹性形变：撤去外力作用后物体能恢复原状的形变。撤去外力作用后物体能恢复原状的形变。塑性性变：塑性性变：撤去外力作用后物体不能恢复原状的形变。撤去外力作用后物体不能恢复原状的形变。（形变或多或少有所保留）（形变或多或少有所保留）弹性限度：弹性限度：如果形变过大，超过一定的限如果形变过大，超过一定的限度，撤去外力后，物体就不能完全恢复原度，撤去外力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。来的形状，这个限度叫做弹性限度。在外力的作用下，有的在外力的作用下，有的形变明显形变明显，有的，有的形变微小形变微小。形变的观测形变的观测如何观察微小形变如何观察微小形变？接触力接触力定义：定义：形变的物体要恢复原状形变的物体要恢复原状 物体间物体间相互接触相互接触 物体间发生物体间发生弹性形变弹性形变发生弹性形变的物体由于要恢复原状发生弹性形变的物体由于要恢复原状对与它接触的物体发生力的作用，这对与它接触的物体发生力的作用，这种力称为种力称为弹力弹力。产生原因：产生原因：产生条件：产生条件：形变的观测形变的观测例例1 关于弹力的产生下列说法（关于弹力的产生下列说法（）A、只要两物体接触就一定产生弹力、只要两物体接触就一定产生弹力B、只要两物体相互吸引就一定产生弹力、只要两物体相互吸引就一定产生弹力C、只要两物体发生形变就一定产生弹力、只要两物体发生形变就一定产生弹力D、只有发生弹性形变的物体才会对与它、只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用接触的物体产生弹力作用D2 2.产生条件产生条件二、弹力二、弹力(1)(1)相互接触相互接触(2)(2)发生形变发生形变判断方法：判断方法：撤除撤除比较比较法法牛刀小试牛刀小试判断光滑小球有几处形变。判断光滑小球有几处形变。把与研究对象相互接触的物体撤除把与研究对象相互接触的物体撤除比较撤去接触物后研究对象的状态是否变化，比较撤去接触物后研究对象的状态是否变化，若有变化就有形变，若无变化就没有形变若有变化就有形变，若无变化就没有形变F FN N画出下列物体所受到的弹力。画出下列物体所受到的弹力。F F1 1F F2 2(1)(1)接触面的弹力接触面的弹力3.3.方向方向二、弹力二、弹力垂直于接触面垂直于接触面，和施力物体形变恢复的方向相同。和施力物体形变恢复的方向相同。牛刀小试牛刀小试总结总结：绳上弹力方向：绳上弹力方向总是沿着绳而指向绳子总是沿着绳而指向绳子收缩的方向收缩的方向绳子的拉力也是弹力，那么绳子的拉力的方向如何呢？绳子的拉力也是弹力，那么绳子的拉力的方向如何呢？v轻绳的受力特点：1、只能拉不能压、只能拉不能压；2、轻绳的拉力一定沿绳方向、轻绳的拉力一定沿绳方向；3、同一根绳子张力处处相等。、同一根绳子张力处处相等。轻绳受力特点轻绳受力特点轻杆受力特点轻杆受力特点轻杆的含义：不计质量不发生形变的杆v轻杆受力特点：1、可拉可压；2、杆所受的力不一定沿杆的方向；可能沿任意方向假设法假设法光滑球静止光滑球静止在水平地面在水平地面假设球与木块间有弹力以球为研究对象，球受力：GNN木块球球不可能静止，所以球与斜面间没有弹力3实验：探究弹力和弹簧伸长的关系实验：探究弹力和弹簧伸长的关系1、内容、内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度跟弹簧伸长（或缩短）的长度x x成正比。成正比。2、公式公式：F F k xk x 其中：其中：k k弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数(与弹簧丝的与弹簧丝的粗粗细细、材料材料、弹簧的直径弹簧的直径、绕法绕法和和长度长度等量有等量有关关)单位：牛每米，单位：牛每米，符号符号N/mN/m x x弹簧弹簧伸长（或缩短）伸长（或缩短）的长度的长度探究弹簧的弹力和形变量大小的关系探究弹簧的弹力和形变量大小的关系在弹簧的弹性限度内，在弹簧的弹性限度内，弹力弹力F与形变量与形变量x的大小成正比关系。的大小成正比关系。即：即：F=kx （胡克定律）（胡克定律）比较胡克定律中不同弹簧的比较胡克定律中不同弹簧的k k值值是否相同是否相同探究弹簧的弹力和形变量大小的关系探究弹簧的弹力和形变量大小的关系不同弹簧的不同弹簧的k值不同是因为弹簧的值不同是因为弹簧的软硬软硬不同。不同。k k为弹簧的劲度系数，为弹簧的劲度系数，由弹簧自身结构决定由弹簧自身结构决定，单位，单位是是N/mN/m。弹力弹力弹力弹力5 5、弹力大小、弹力大小、弹力大小、弹力大小胡克定律的图像描述：胡克定律的图像描述：胡克定律的图像描述：胡克定律的图像描述：横截距：弹簧的原长横截距：弹簧的原长横截距：弹簧的原长横截距：弹簧的原长弹簧的长度弹簧的长度弹簧的长度弹簧的长度例例5：一物体重为一物体重为10N，将其放在原长为，将其放在原长为10cm的竖直弹簧上，的竖直弹簧上，弹簧的长度变为弹簧的长度变为8cm，求：该弹簧的劲度系数。，求：该弹簧的劲度系数。解：因为物体处于平衡状态，由二力平衡可得：解：因为物体处于平衡状态，由二力平衡可得：F=G -(1)由胡克定律：由胡克定律：F=kx=k(L-L0)-(2)由由(1)(2)可得：可得：k(L-L0)=G即：即：k=G/(L-L0)=10N/(10-8)10-2m=500N/m所以该弹簧的劲度系数为所以该弹簧的劲度系数为500N/m注意：注意：（1）画力的示意图（）画力的示意图（2）间接求解弹力）间接求解弹力 （3）单位要统一）单位要统一FG 一根劲度系数为一根劲度系数为103N/m的弹簧的弹簧,在受在受500N的力作用时的力作用时,长度为长度为63cm,当不受当不受外力作用时外力作用时,弹簧的长度可能为弹簧的长度可能为:()A.83cm B.13cm C.113cm D.38cm注注注注意意意意：对对对对于于于于弹弹弹弹簧簧簧簧，要要要要注注注注意意意意有伸长与压缩两种状态。有伸长与压缩两种状态。有伸长与压缩两种状态。有伸长与压缩两种状态。BC例例6：