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2019版高一物理上學(xué)期第8周 第二章 彈力教學(xué)設(shè)計 教學(xué)目標(biāo)：　 1.知道形變的概念，并會區(qū)分彈性形變和范性形變. 2.知道彈力的定義及產(chǎn)生的條件，會判斷兩個物體間是否存在彈力，會判斷彈力的方向. 3.掌握胡克定律并能用此定律解決有關(guān)問題． 新課教學(xué)： 一、物體的形變和彈力 [問題設(shè)計] (1)如圖1所示，取一個圓玻璃瓶，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，會看到什么現(xiàn)象？說明什么？ 圖1 (2)用手壓橡皮泥，橡皮泥發(fā)生形變；腳踩在松軟的土地上，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？ 圖2 (3)用手拉彈簧，彈簧會對手產(chǎn)生一個拉力(如圖2所示)，這個拉力是如何產(chǎn)生的？ 答案　(1)手捏玻璃瓶，管中水面上升． 說明受壓時玻璃瓶發(fā)生形變，體積變小了． (2)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(范性形變)，玻璃瓶的形變在撤去外力后能恢復(fù)原狀(彈性形變)． (3)彈簧受到拉力后發(fā)生形變(伸長)，發(fā)生形變的彈簧要恢復(fù)原狀，對手就產(chǎn)生了拉力． [要點提煉] 1．物體的形變 (1)形變：物體的形狀或體積的變化． (2)彈性形變：當(dāng)撤去外力后物體能恢復(fù)原狀的形變． (3)彈性限度：如果外力過大，超出了一定的限度，那么撤去外力后，物體就不能恢復(fù)原狀，這個限度叫做彈性限度． (4)范性形變：當(dāng)撤去外力后物體的形變或多或少仍有保留而不能復(fù)原的形變． 2．彈力：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的力． 3．彈力產(chǎn)生的條件：(1)兩物體相互接觸；(2)發(fā)生彈性形變． 二、常見的彈力及其方向 [問題設(shè)計] 1.一鐵塊放在海綿上，鐵塊和海綿都發(fā)生了形變，從而在它們之間產(chǎn)生了彈力，如圖3所示．海綿對鐵塊的支持力是如何產(chǎn)生的？方向怎樣？鐵塊對海綿的壓力是怎樣產(chǎn)生的？方向怎樣？ 圖3 答案　(1)海綿對鐵塊的支持力：海綿發(fā)生彈性形變，對與它接觸的鐵塊產(chǎn)生力的作用，方向垂直于接觸面向上(如圖甲)． 　 甲　　　　　　　　乙 (2)鐵塊對海綿的壓力：鐵塊發(fā)生彈性形變，對與它接觸的海綿產(chǎn)生力的作用，方向垂直接觸面向下(如圖乙)． 2.如圖4所示，用橡皮繩斜向右上拉放在水平面上的物塊．橡皮繩對物塊的拉力是怎樣產(chǎn)生的？方向怎樣？ 圖4 答案　由于橡皮繩發(fā)生形變，對與它接觸的物塊產(chǎn)生力的作用，方向沿繩指向繩收縮的方向(沿繩斜向右上)． [要點提煉] 彈力的方向：總是與引起形變的作用力的方向相反 1．壓力或支持力的方向：總是垂直于接觸面，若接觸面是曲面，則垂直于接觸面的切線；若接觸面是球面，彈力方向延長線或反向延長線過球心． 2．繩的拉力方向：總是沿著繩并指向繩收縮的方向． 三、胡克定律 [要點提煉] 1．內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比． 2．公式：F＝kx. 3．說明 (1)應(yīng)用條件：彈簧發(fā)生形變時必須在彈性限度內(nèi)． 圖5 (2)x是彈簧的形變量，而不是彈簧形變后的長度． (3)k為彈簧的勁度系數(shù)，反映彈簧本身的屬性，由彈簧自身的長度、粗細(xì)、材料等因素決定，與彈力F的大小和伸長量x無關(guān)． (4)F－x圖像是一條過原點的傾斜直線(如圖5所示)，直線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k. (5)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. 典例講解： 一、彈力的產(chǎn)生 例1　下列關(guān)于彈力的幾種說法，其中正確的是(　　) A．只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力 B．靜止在水平面上的物體所受重力就是它對水平面的壓力 C．靜止在水平面上的物體受到向上的彈力是因為地面發(fā)生了形變 D．只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生 解析　兩物體接觸并發(fā)生彈性形變才會產(chǎn)生彈力，A、D錯誤．靜止在水平面上的物體所受重力的施力物體是地球，而壓力的施力物體是該物體，受力物體是水平面，兩力不同，B錯誤，C正確． 答案　C 二、彈力的方向 例2　畫出圖6中靜止物體A所受彈力的示意圖． 圖6 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，A物體所受彈力的示意圖如圖所示． 答案　見解析圖 針對訓(xùn)練　分別畫出圖7甲、乙中小球、丙中桿的受力示意圖．(甲中小球用細(xì)繩掛在光滑的墻壁上，乙中小球用細(xì)繩拴著靜止在桌角上，丙中桿一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在墻壁上) 圖7 答案　受力示意圖如圖所示 三、胡克定律 例3　豎直懸掛的彈簧下端，掛一重為4 N的物體時彈簧長度為12 cm；掛一重為6 N的物體時彈簧長度為13 cm，則彈簧原長為多少？勁度系數(shù)為多少？ 解析　設(shè)彈簧的原長為L0，勁度系數(shù)為k， 設(shè)掛G1＝4 N的重物時彈簧的長度為L1， 掛G2＝6 N的重物時彈簧的長度為L2， 則L1＝12 cm，L2＝13 cm，由胡克定律得： G1＝k(L1－L0) G2＝k(L2－L0) 代入數(shù)據(jù)解得：L0＝10 cm，k＝200 N/m 即彈簧原長為10 cm，勁度系數(shù)為200 N/m. 答案　10 cm　200 N/m 板書設(shè)計： 彈力