2018-2019高中物理 第三章 研究物體間的相互作用 第一節(jié) 探究形變與彈力的關(guān)系學(xué)案 粵教版必修1.doc
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第一節(jié) 探究形變與彈力的關(guān)系 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道常見(jiàn)形變和彈性形變.2.知道彈力產(chǎn)生的原因和條件.3.知道壓力、支持力和拉力都是彈力,會(huì)分析彈力的方向,能正確畫(huà)出力的圖示及示意圖.4.掌握胡克定律,會(huì)用F=kx分析、解決有關(guān)問(wèn)題. 一、認(rèn)識(shí)形變 1.形變:物體形狀發(fā)生變化. 2.分類:壓縮形變、拉伸形變、彎曲形變和扭曲形變等. 3.任何物體都能發(fā)生形變.有時(shí)形變比較明顯,有時(shí)很微小,需要借助儀器才能觀察到. 二、彈性與彈性限度 1.彈性:彈簧具有恢復(fù)原狀的性質(zhì). 2.彈性形變:任何物體受到外力作用后都會(huì)產(chǎn)生形變,撤去外力后,物體能完全恢復(fù)原狀的形變,稱為彈性形變. 3.彈性限度:如果外力過(guò)大,撤去外力后,物體形狀不能完全恢復(fù),我們稱這種現(xiàn)象為超過(guò)了物體的彈性限度. 三、探究彈力 1.彈力:產(chǎn)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀,會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力稱為彈力. 2.彈力是由施力物體(填“受力物體”或“施力物體”)發(fā)生形變而產(chǎn)生的. 3.幾種彈力的方向 (1)壓力或支持力的方向:壓力的方向垂直于支持面指向被壓的物體;支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物體. (2)繩子對(duì)物體的拉力方向:沿繩子指向繩子收縮的方向. 4.胡克定律 (1)內(nèi)容:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長(zhǎng)(或縮短)量x成正比. (2)公式:F=kx.k為彈簧的勁度系數(shù),單位為N/m,不同的彈簧,其勁度系數(shù)不同. 四、力的圖示 1.力的示意圖:用一帶箭頭的線段表示. 2.力的圖示:用線段的長(zhǎng)度表示力的大小,線段的箭頭指向力的方向,箭尾(或箭頭)表示力的作用點(diǎn). 1.判斷下列說(shuō)法的正誤. (1)只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力.() (2)發(fā)生形變后的物體撤去外力后都能夠恢復(fù)原狀.() (3)繩對(duì)物體的拉力方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向.(√) (4)靜止在水平地面上的物體受到向上的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變.(√) (5)由F=kx可知,在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧的長(zhǎng)度成正比.() 2.彈簧的原長(zhǎng)為10 cm,它下面掛一個(gè)重為4 N的物體時(shí),彈簧長(zhǎng)為12 cm,則該彈簧的勁度系數(shù)為 N/m.若在它下面掛一個(gè)重為6 N的物體,則彈簧的伸長(zhǎng)量為 cm.(彈簧始終處于彈性限度內(nèi)) 答案 200 3 3.小明用20 N的水平力推桌子(如圖1所示),作出此力的圖示和力的示意圖. 圖1 答案 一、形變和彈力 1.如圖2所示,取一個(gè)玻璃瓶,里面盛滿水,用穿有透明細(xì)管的橡皮塞封口,使水面位于細(xì)管中,用手捏玻璃瓶,會(huì)看到什么現(xiàn)象?說(shuō)明什么? 圖2 答案 用手捏玻璃瓶,管中水面上升.說(shuō)明受壓時(shí)玻璃瓶發(fā)生形變,體積變小了. 2.用手壓橡皮泥,橡皮泥發(fā)生形變;腳踩在松軟的泥土上,留下了深深的腳印(形變),這兩種形變與玻璃瓶的形變有什么不同? 答案 橡皮泥、泥土受力后發(fā)生的形變,在撤去外力后不能恢復(fù)原狀(非彈性形變),玻璃瓶的形變?cè)诔啡ネ饬竽芑謴?fù)原狀(彈性形變). 3.如圖3所示,被拉長(zhǎng)的彈簧對(duì)手有一個(gè)拉力的作用,這個(gè)拉力是如何產(chǎn)生的? 圖3 答案 彈簧受到拉力后發(fā)生形變(伸長(zhǎng)),發(fā)生形變的彈簧要恢復(fù)原狀,對(duì)手就產(chǎn)生了拉力. 1.彈性形變和非彈性形變 彈性形變:撤去外力后能恢復(fù)原狀的形變. 非彈性形變:撤去外力后不能恢復(fù)原狀的形變. 發(fā)生彈性形變的物體,外力過(guò)大,超過(guò)一定的限度(彈性限度),會(huì)變成非彈性形變. 2.彈力的產(chǎn)生必須同時(shí)具備兩個(gè)條件:(1)兩物體直接接觸;(2)兩物體接觸處發(fā)生彈性形變. 例1 關(guān)于彈力的產(chǎn)生,下列說(shuō)法正確的是( ) A.木塊放在桌面上受到一個(gè)向上的彈力,這是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的 B.木塊放在桌面上,木塊沒(méi)有形變,所以對(duì)桌面沒(méi)有施加彈力 C.拿一根細(xì)竹竿撥動(dòng)水中的木頭,木頭受到細(xì)竹竿的彈力,這是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的 D.掛在電線下面的電燈受到向上的拉力,是因?yàn)殡娋€發(fā)生微小的形變而產(chǎn)生的 答案 D 解析 木塊和桌面相互作用,都會(huì)發(fā)生微小的形變.桌面發(fā)生微小形變對(duì)木塊有向上的彈力即支持力;木塊由于發(fā)生微小形變對(duì)桌面有向下的彈力即壓力,A、B錯(cuò);木頭受到的彈力是由細(xì)竹竿發(fā)生形變而產(chǎn)生的,C錯(cuò);電燈受到的拉力是電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的,D對(duì). 二、力的圖示 如圖4所示是足球撞擊球網(wǎng)的瞬間. 圖4 若足球?qū)η蚓W(wǎng)的作用點(diǎn)為圖中的A點(diǎn),且作用力F方向水平向右,大小為50 N,請(qǐng)畫(huà)出該力的圖示和力的示意圖. 答案 如圖所示 力的圖示 力的示意圖 力的圖示和力的示意圖的區(qū)別 力的圖示可以表示力的三個(gè)要素,即大小、方向和作用點(diǎn).力的示意圖只能表示力的兩個(gè)要素,即方向和作用點(diǎn). 例2 在圖5甲中木塊P點(diǎn),用與水平方向成30角斜向右上方的150 N的力拉木塊;在圖乙中木塊的Q點(diǎn),用與豎直方向成60角斜向左上方的20 N的力把木塊抵在墻壁上,試作出甲、乙兩圖中所給力的圖示. 圖5 答案 如圖所示 力的圖示與力的示意圖的畫(huà)法 作圖步驟 力的圖示 力的示意圖 選標(biāo)度 選定標(biāo)度(用某一長(zhǎng)度的線段表示一定大小的力) 畫(huà)線段 從作用點(diǎn)開(kāi)始沿力的方向畫(huà)一線段,根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段長(zhǎng)度 從作用點(diǎn)開(kāi)始沿力的方向畫(huà)一適當(dāng)長(zhǎng)度線段 標(biāo)方向 在線段的末端標(biāo)出箭頭,表示方向 在線段的末端標(biāo)出箭頭,表示方向 三、彈力有無(wú)的判斷 彈力方向的確定 (1)試分析圖6中半圓柱體上A、B、C三點(diǎn)所受的彈力方向. 圖6 (2)如圖7所示,小球放于固定的兩個(gè)平滑的木板之間,且與兩木板接觸. 圖7 ①試畫(huà)出小球受到的作用力(重力和彈力); ②兩相互接觸的物體間一定有彈力嗎? 答案 (1)如圖所示 (2)①如圖所示 ②兩相互接觸的物體間不一定有彈力,例如A處無(wú)彈力. 1.彈力的方向與施力物體形變方向相反,作用在迫使物體發(fā)生形變的那個(gè)物體上,幾種常見(jiàn)情況如下: (1)壓力、支持力的方向:總是垂直于接觸面,若接觸面是曲面,則垂直于接觸面的切面;若接觸面是球面,彈力方向的延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線過(guò)球心,如圖8所示. 圖8 (2)繩的拉力方向:總是沿著繩并指向繩收縮的方向. 2.彈力有無(wú)的判斷 (1)對(duì)于明顯形變的情況,可以根據(jù)彈力產(chǎn)生條件直接進(jìn)行判斷. (2)對(duì)于不明顯形變的情況,可利用假設(shè)法進(jìn)行判斷,具體有下列兩種方法: ①假設(shè)無(wú)彈力:假設(shè)撤去接觸面,看物體還能否在原位置保持原來(lái)的狀態(tài),若能保持原來(lái)的狀態(tài)則說(shuō)明物體間可能無(wú)彈力作用;否則,有彈力作用. ②假設(shè)有彈力:假設(shè)接觸物體間有彈力,畫(huà)出假設(shè)狀態(tài)下的受力分析圖,判斷受力情況與所處狀態(tài)是否矛盾,若矛盾,則不存在彈力;若不矛盾,則存在彈力. 如圖9中,若A處有彈力,則無(wú)法使球處于靜止?fàn)顟B(tài),故A處無(wú)彈力.(接觸面均光滑) 圖9 例3 在如圖10所示的各圖中畫(huà)出物體P受到的各接觸點(diǎn)或接觸面對(duì)它的彈力的示意圖,各圖中物體P均處于靜止?fàn)顟B(tài). 圖10 答案 見(jiàn)解析圖 解析 題圖甲中P與斜面的接觸面為平面,P受到的支持力垂直于斜面向上; 題圖乙中A、B兩點(diǎn)都是球面與平面的接觸點(diǎn),彈力應(yīng)垂直于平面,且必過(guò)球心,所以A點(diǎn)彈力方向水平向右,B點(diǎn)彈力方向垂直于斜面指向左上方,且都過(guò)球心; 題圖丙中繩的拉力應(yīng)沿著繩指向繩收縮的方向,因此繩的彈力方向沿繩向上;假設(shè)斜面B對(duì)小球P有彈力作用,小球P則不能保持靜止,所以題圖丙中小球不受斜面彈力的作用. 題圖丁中A點(diǎn)屬于桿與球面的接觸點(diǎn),彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上,且必過(guò)球心O,B點(diǎn)屬于點(diǎn)與桿相接觸,彈力應(yīng)垂直于桿向上. 它們所受彈力的示意圖如圖所示. 判斷彈力有無(wú)的兩個(gè)誤區(qū) 1.誤認(rèn)為兩物體只要接觸就一定存在彈力作用,而忽視了彈力產(chǎn)生的另一條件——發(fā)生彈性形變. 2.誤認(rèn)為有形變一定有彈力,而忽視了彈性形變和非彈性形變的區(qū)別. 針對(duì)訓(xùn)練 在圖11中畫(huà)出物體A所受彈力的示意圖. 圖11 答案 見(jiàn)解析圖 解析 支持力、壓力的方向都要與接觸面垂直并指向被支持或被壓的物體,物體A所受彈力的示意圖如圖所示. 【考點(diǎn)】彈力方向和彈力有無(wú)的判斷 【題點(diǎn)】彈力方向的判斷 四、胡克定律 對(duì)于同一根彈簧,被拉得越長(zhǎng),彈簧的彈力越大,關(guān)于彈簧彈力的大小,甲說(shuō):彈簧彈力大小與其長(zhǎng)度成正比;乙說(shuō):彈簧彈力的變化量ΔF與彈簧形變的變化量Δx成正比.哪個(gè)同學(xué)說(shuō)法正確? 答案 甲錯(cuò),乙對(duì).彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比,即F=kx,也有ΔF=kΔx. 胡克定律 1.成立條件:在彈性限度內(nèi). 2.對(duì)F=kx的理解 (1)x是彈簧的形變量,而不是彈簧形變后的長(zhǎng)度. (2)k為彈簧的勁度系數(shù),反映彈簧本身的屬性,由彈簧自身的長(zhǎng)度、粗細(xì)、材料等因素決定,與彈力F的大小和伸長(zhǎng)(或縮短)量x無(wú)關(guān). (3)F-x圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(如圖12所示),直線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k. 圖12 (4)彈簧彈力的變化量ΔF與形變量的變化量Δx也成正比,即ΔF=kΔx. 例4 一根輕質(zhì)彈簧一端固定,用大小為50 N的力壓彈簧的另一端,平衡時(shí)長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=20 cm;改用大小為25 N的力拉彈簧,平衡時(shí)長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=35 cm;若彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi),求彈簧的原長(zhǎng)和勁度系數(shù). 答案 30 cm 500 N/m 解析 設(shè)彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)0,勁度系數(shù)為k.由胡克定律得:F1=k(L0-L1) ① F2=k(L2-L0) ② 聯(lián)立①②兩式得:L0=0.3 m=30 cm,k=500 N/m. 1.輕彈簧有壓縮和拉伸形變,既能產(chǎn)生壓力,又能產(chǎn)生拉力,方向沿彈簧的軸線方向. 2.如果題目中只告訴彈簧的形變量,并沒(méi)有指出是伸長(zhǎng)還是壓縮,或只告訴彈簧彈力的大小,并沒(méi)有指出彈簧處于拉伸狀態(tài)還是處于壓縮狀態(tài),就要分別進(jìn)行討論. 3.輕彈簧的一端空載時(shí)彈力為零,不空載時(shí)兩端彈力必然相等. 1.(對(duì)彈力概念的理解)(多選)在日常生活及各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)中,有彈力出現(xiàn)的情況比較普遍,如圖13所示的跳水運(yùn)動(dòng)就是一個(gè)實(shí)例.請(qǐng)判斷下列說(shuō)法正確的是( ) 圖13 A.跳板發(fā)生形變,運(yùn)動(dòng)員的腳沒(méi)有發(fā)生形變 B.跳板和運(yùn)動(dòng)員的腳都發(fā)生了形變 C.運(yùn)動(dòng)員受到的支持力,是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的 D.跳板受到的壓力,是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的 答案 BC 【考點(diǎn)】物體的形變和彈力 【題點(diǎn)】對(duì)彈力概念的理解 2.(彈力方向的判斷)在圖14中畫(huà)出物體A所受彈力的示意圖. 圖14 答案 如圖所示 【考點(diǎn)】彈力方向和彈力有無(wú)的判斷 【題點(diǎn)】彈力方向的判斷 3.(彈力有無(wú)的判斷)下列各圖中P、Q兩球之間不存在彈力的是(所有接觸面都是光滑的)( ) 答案 A 解析 A圖中兩球間若有彈力則小球Q將向右運(yùn)動(dòng),所以P、Q間無(wú)彈力;B圖中兩球間若無(wú)彈力,則兩球?qū)⑾虼髨A弧底部運(yùn)動(dòng),所以P、Q間有彈力;C圖中兩球間若無(wú)彈力則小球P將向下運(yùn)動(dòng),所以P、Q間有彈力;D圖中兩球間若無(wú)彈力則小球P將向右下運(yùn)動(dòng),所以P、Q間有彈力.故選A. 【考點(diǎn)】彈力方向和彈力有無(wú)的判斷 【題點(diǎn)】彈力有無(wú)的判斷 4.(胡克定律的應(yīng)用)如圖15所示,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(zhǎng)度都是40 cm,某人用600 N的力把它們拉長(zhǎng)至1.6 m,則( ) 圖15 A.人的每只手受到拉力器的拉力為300 N B.每根彈簧產(chǎn)生的彈力為150 N C.每根彈簧的勁度系數(shù)為93.75 N/m D.每根彈簧的勁度系數(shù)為500 N/m 答案 B 解析 每只手的拉力均為600 N,故A錯(cuò)誤;每根彈簧的彈力為 N=150 N,故B正確;每根彈簧的勁度系數(shù)k===125 N/m,故C、D錯(cuò)誤. 【考點(diǎn)】胡克定律 【題點(diǎn)】胡克定律的應(yīng)用 5.(胡克定律的應(yīng)用)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得某彈簧所受彈力F和彈簧的長(zhǎng)度l的關(guān)系圖象如圖16所示,求: 圖16 (1)該彈簧的原長(zhǎng)為多少? (2)該彈簧的勁度系數(shù)為多少? 答案 (1)15 cm (2)500 N/m 解析 (1)彈簧不產(chǎn)生彈力時(shí)的長(zhǎng)度等于原長(zhǎng),由題圖可知該彈簧的原長(zhǎng)為l0=15 cm. (2)據(jù)F=kx得勁度系數(shù):k==,由題圖可知,該彈簧伸長(zhǎng)Δl=25 cm-15 cm=10 cm時(shí),彈力ΔF=50 N.所以k== N/m=500 N/m. 【考點(diǎn)】胡克定律 【題點(diǎn)】胡克定律的應(yīng)用 一、選擇題 考點(diǎn)一 物體的形變和彈力 1.足球運(yùn)動(dòng)是目前全球體育界最具影響力的項(xiàng)目之一,深受青少年喜愛(ài).如圖1所示為三種與足球有關(guān)的情景.下列說(shuō)法正確的是( ) 圖1 A.甲圖中,靜止在草地上的足球受到的彈力就是它的重力 B.乙圖中,靜止在光滑水平地面上的兩個(gè)足球由于接觸而受到相互作用的彈力 C.丙圖中,落在球網(wǎng)中的足球受到彈力是由于足球發(fā)生了形變 D.丙圖中,落在球網(wǎng)中的足球受到彈力是由于球網(wǎng)發(fā)生了形變 答案 D 解析 靜止在草地上的足球受到的彈力,與重力相平衡,但不是它的重力,故A錯(cuò)誤;靜止在光滑水平地面上的兩個(gè)足球雖然接觸,但由于沒(méi)有彈性形變,所以沒(méi)有受到相互作用的彈力,B錯(cuò)誤;足球撞到網(wǎng)上,球網(wǎng)被撐開(kāi),由于球網(wǎng)的形變,而使足球受到了彈力,故C錯(cuò)誤,D正確. 【考點(diǎn)】物體的形變和彈力 【題點(diǎn)】對(duì)彈力概念的理解 2.(多選)玩具汽車(chē)停在模型橋面上,如圖2所示,下列說(shuō)法正確的是( ) 圖2 A.橋面受向下的彈力,是因?yàn)槠?chē)發(fā)生了形變 B.汽車(chē)沒(méi)有發(fā)生形變,所以汽車(chē)不受彈力 C.汽車(chē)受向上的彈力,是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了形變 D.汽車(chē)受向上的彈力,是因?yàn)槠?chē)發(fā)生了形變 答案 AC 解析 因?yàn)槭┝ξ矬w發(fā)生形變而產(chǎn)生彈力,故橋受向下的彈力是因?yàn)槠?chē)發(fā)生了形變,汽車(chē)受到向上的彈力是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了形變. 【考點(diǎn)】物體的形變和彈力 【題點(diǎn)】對(duì)彈力概念的理解 考點(diǎn)二 彈力的有無(wú)及其方向的判斷 3.(多選)如圖3所示,圖中的物體A均處于靜止?fàn)顟B(tài),關(guān)于物體A受到彈力作用的說(shuō)法正確的是( ) 圖3 A.圖甲中地面是光滑水平的,A與B間存在彈力 B.圖乙中兩斜面與水平地面的夾角分別為α、β,A對(duì)兩斜面均有壓力的作用 C.圖丙中斜面B對(duì)A無(wú)彈力的作用 D.圖丁中斜面光滑,A不受B對(duì)它的彈力作用 答案 BD 解析 題圖甲中對(duì)B進(jìn)行受力分析,B球受重力和地面的彈力的作用,二力平衡,B球靜止,不可能再受到A對(duì)它的彈力作用;B選項(xiàng)中采用假設(shè)法,若去掉左側(cè)的斜面,A將運(yùn)動(dòng),若去掉右側(cè)的斜面,A也將運(yùn)動(dòng),所以球A對(duì)兩斜面均有力的作用;C選項(xiàng)中假設(shè)斜面B不存在,則小球A無(wú)法在原位置保持靜止,故題圖丙中小球受到斜面的彈力.D選項(xiàng)中假設(shè)斜面B對(duì)小球A有彈力作用,則小球A不能保持靜止,所以題圖丁中小球不受斜面彈力的作用. 4.一桿擱在矮墻上,關(guān)于桿受到的彈力的方向,圖中畫(huà)得正確的是( ) 答案 D 解析 彈力的方向總是垂直于接觸面指向受力物體,D對(duì). 5.如圖4所示,球A在斜面上,被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài),關(guān)于球A所受的彈力,以下說(shuō)法正確的是( ) 圖4 A. 球A僅受一個(gè)彈力作用,彈力的方向垂直斜面向上 B.球A受兩個(gè)彈力作用,一個(gè)水平向左,一個(gè)垂直斜面向下 C.球A受兩個(gè)彈力作用,一個(gè)水平向右,一個(gè)垂直斜面向上 D.球A受三個(gè)彈力作用,一個(gè)水平向右,一個(gè)垂直斜面向上,一個(gè)豎直向下 答案 C 解析 由于球A對(duì)擋板和斜面接觸擠壓,擋板和斜面都產(chǎn)生彈性形變,它們對(duì)球A產(chǎn)生彈力,而且彈力的方向垂直于接觸面,所以擋板對(duì)球A的彈力方向水平向右,斜面對(duì)球A的彈力方向垂直于斜面向上.故球A受兩個(gè)彈力作用,一個(gè)水平向右,一個(gè)垂直斜面向上. 6.如圖5所示,是我國(guó)極地考察破冰船——“雪龍?zhí)枴?為滿足破冰航行的要求,其船體結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì),船體下部與豎直方向成特殊角度.則船體對(duì)冰塊的彈力示意圖正確的是( ) 圖5 答案 C 解析 船體對(duì)冰塊的彈力垂直于接觸面,指向受力物體,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤. 【考點(diǎn)】彈力方向和彈力有無(wú)的判斷 【題點(diǎn)】彈力方向的判斷 考點(diǎn)三 胡克定律 7.(多選)關(guān)于胡克定律,下列說(shuō)法正確的是( ) A.由F=kx可知,在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量x成正比 B.由k=可知,勁度系數(shù)k與彈力F成正比,與彈簧的形變量成反比 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的大小和彈簧形變量x的大小 無(wú)關(guān) D.彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)彈力的大小 答案 ACD 解析 在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力與形變量遵守胡克定律F=kx,A正確;彈簧的勁度系數(shù)是由彈簧本身的性質(zhì)決定,與彈力F及形變量x無(wú)關(guān),B錯(cuò)誤,C正確;由胡克定律得k=,可理解為彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)受到的彈力的值與k相等,D正確. 【考點(diǎn)】胡克定律 【題點(diǎn)】胡克定律的理解 8.(多選)彈簧原長(zhǎng)為10 cm,當(dāng)掛上一個(gè)50 g的鉤碼時(shí),彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?2 cm,當(dāng)在原鉤碼下再掛一個(gè)同樣的鉤碼時(shí),彈簧仍處于彈性限度內(nèi),下列說(shuō)法中正確的是(取g=10 m/s2)( ) A.彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?4 cm B.彈簧勁度系數(shù)為25 N/m C.彈簧伸長(zhǎng)了4 cm D.彈簧伸長(zhǎng)了2 cm 答案 BC 解析 由題可知,F(xiàn)1=mg=0.5 N,x1=2 cm,根據(jù)胡克定律F=kx,得k= N/m=25 N/m.當(dāng)拉力F2=1 N時(shí),由胡克定律得x2=102 cm=4 cm,所以彈簧的長(zhǎng)度L=x2+L0=4 cm+10 cm=14 cm,選項(xiàng)B、C正確,A、D錯(cuò)誤. 二、非選擇題 9.(力的圖示和力的示意圖)如圖6所示,疊放的物體A、B靜止在水平地面上,物體A對(duì)物體B的壓力是10 N,試畫(huà)出這個(gè)力的圖示和示意圖. 圖6 答案 見(jiàn)解析圖 解析 畫(huà)力的圖示: ①選定標(biāo)度:此題用2 mm長(zhǎng)的線段表示2 N的力. ②從作用點(diǎn)沿力的方向畫(huà)一線段,線段長(zhǎng)短根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小畫(huà)出,線段上加刻度,如圖甲所示,也可以如圖乙所示,從O點(diǎn)(用O點(diǎn)代替B物體)豎直向下畫(huà)一段五倍于標(biāo)度(即10 mm)的線段; ③在線段上加箭頭表示力的方向. 畫(huà)力的示意圖:從作用點(diǎn)或從B的中心處沿力的方向畫(huà)一線段,并加上箭頭,表示方向,然后標(biāo)明FN=10 N即可,如圖丙所示. 10.(胡克定律)如圖7所示為一輕質(zhì)彈簧的彈力F大小和長(zhǎng)度L的關(guān)系圖象,試由圖線求: 圖7 (1)彈簧的原長(zhǎng); (2)彈簧的勁度系數(shù); (3)彈簧伸長(zhǎng)0.10 m時(shí),彈力的大小.(彈簧在彈性限度內(nèi)) 答案 (1)10 cm (2)200 N/m (3)20 N 解析 (1)由題圖知,當(dāng)彈簧的彈力F=0時(shí),彈簧的長(zhǎng)度L=10 cm,這就是彈簧的原長(zhǎng). (2)由題圖知,當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度L1=15 cm,即伸長(zhǎng)量x1=L1-L=5 cm時(shí),彈簧的彈力F1=10 N. 由胡克定律得F1=kx1,則k==200 N/m. (3)當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)0.10 m時(shí),F(xiàn)=kx2=200 N/m0.10 m=20 N. 【考點(diǎn)】胡克定律 【題點(diǎn)】胡克定律的應(yīng)用- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 2018-2019高中物理 第三章 研究物體間的相互作用 第一節(jié) 探究形變與彈力的關(guān)系學(xué)案 粵教版必修1 2018 2019 高中物理 第三 研究 物體 相互作用 探究 形變 彈力 關(guān)系學(xué) 粵教版 必修
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