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人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力课堂教学ppt课件
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力课堂教学ppt课件，共34页。PPT课件主要包含了学习目标，知识梳理，弹性形变和弹力，几种弹力及方向，胡克定律，重点探究，形变和弹力，随堂演练等内容，欢迎下载使用。
1.知道形变的概念，能区分弹性形变和非弹性形变.2.知道弹力的定义及弹力的方向.3.会根据弹力的产生条件或物体的运动状态判断物体间是否存在弹力.4.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题.
1.形变：物体在力的作用下_____或_____发生的变化.2.弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够_________的形变.3.弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体_____ (填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度.4.弹力发生_____的物体，由于要恢复原状，对__________的物体产生的力.
1.压力和支持力的方向都_____于物体的接触面.2.绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子_____的方向.绳中的弹力常常叫做张力.
1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧____________________成正比，即F＝___.2.劲度系数：其中k称为弹簧的_________，单位为__________，符号是N/m.是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量.
伸长(或缩短)的长度x
1.判断下列说法的正误.(1)发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状.( )(2)海绵受挤压会发生形变，桌面受挤压不会发生形变.( )(3)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.( )(4)由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比.( )
2.弹簧的原长为10 cm，它下面挂一个重为4 N的物体时，弹簧长为12 cm，则该弹簧的劲度系数为____ N/m.若在它下面挂一个重为6 N的物体，则弹簧的伸长量为___ cm(弹簧始终在弹性限度内).
答案 用手捏玻璃瓶，管中水面会上升(或下降).说明受到压力时玻璃瓶发生形变，体积变小(变大)了.
(1)如图1所示，取一个扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？
(2)用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？
答案 橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变)，玻璃瓶发生的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变).
1.弹性形变和非弹性形变(1)弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变.(2)非弹性形变：在作用力撤去后，不能恢复原状的形变.(3)弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度.若超出弹性限度，形变就不再是弹性形变.2.弹力的产生必须同时具备两个条件：(1)两物体直接接触；(2)两物体接触处发生弹性形变.
3.显示微小形变的方法显示微小形变可以用力学放大法(图1)和光学放大法(图2)，它们都是把微小的形变进行放大，便于观察.
解析 木块和桌面相互作用，都会发生微小的形变.桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，A、B都错.木头受到的弹力是由细竹竿发生弹性形变而产生的，C错.电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的，D对.
例1 (2020·任丘市高一检测)关于弹力的产生，下列说法正确的是A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B.木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力C.拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生弹性形变 而产生的D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的
针对训练1 一辆拖拉机停在水平地面上，下列有关叙述中正确的是A.地面受到向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；拖拉机没有发生形变，所以 拖拉机不受弹力B.拖拉机受到向上的弹力，是因为地面发生了弹性形变；地面受到向下的弹力，是 因为拖拉机也发生了弹性形变C.地面受到向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；拖拉机受到向上的弹力，是 因为拖拉机也发生了弹性形变D.以上说法都不正确
1.弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上.(1)支持力和压力的方向：总是垂直于接触面指向被支持和被压的物体上.(2)绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向.
弹力的方向 弹力有无的判断
2.弹力有无的判断：(1)对于明显形变的情况，可以根据弹力产生的条件直接进行判断.(2)对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位
置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用.②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力.如图3中，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力.
例2 在如图4所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态.
命题角度1 弹力的方向
解析 甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点弹力方向水平向右，B点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心；丁中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上.它们所受弹力的示意图如图所示.
例3 (多选)如图5所示，图中的物体A均处于静止状态，受到弹力作用的说法正确的是
A.图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β， A对两斜面均有压力的作用C.图丙中A受到斜面B对它的弹力的作用D.图丁中A受到斜面B对它的弹力的作用
命题角度2 弹力有无的判断
解析 题图甲中对A进行受力分析，A球受重力和地面的弹力的作用，二力平衡，A球静止，不可能再受到B对A的弹力作用；B选项中采用假设法，若去掉左侧的斜面，A将运动，若去掉右侧的斜面，A也将运动，所以球A对两斜面均有压力的作用；C选项中若去掉斜面B，则小球A无法在原位置保持静止，故丙图中小球受到斜面B的弹力；D选项中假设斜面B对小球A有弹力作用，则小球A不能在竖直方向保持静止，所以丁图中小球不受斜面弹力的作用.
1.对胡克定律的理解(1)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度.(2)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和形变量x无关.(3)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图6所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.(4)胡克定律的推论：ΔF＝kΔx.弹簧弹力的变化量ΔF跟弹簧形变量的变化量Δx成正比.2.胡克定律的适用条件：弹簧在弹性限度内发生弹性形变.
例4 一根轻弹簧在10.0 N的拉力作用下，其长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm.(1)当这根弹簧长度为4.20 cm时，弹簧受到的力为多大？
解析 弹簧原长L0＝5.00 cm＝5.00×10－2 m在拉力F1＝10.0 N的作用下伸长到L1＝6.00 cm＝6.00×10－2 m根据胡克定律得F1＝kx1＝k(L1－L0)解得弹簧的劲度系数
当压力为F2时，弹簧被压缩到L2＝4.20 cm＝4.20×10－2 m根据胡克定律得，压力F2＝kx2＝k(L0－L2)＝1.00×103 N/m×(5.00－4.20)×10－2 m＝8.0 N.
(2)当弹簧受到15 N的拉力时，弹簧的长度是多少？(弹簧始终在弹性限度内)
解析 当拉力F＝15 N时弹簧的伸长量为x.
此时弹簧的长度为L＝L0＋x＝6.50 cm.
1.轻弹簧有压缩和拉伸形变，既能产生压力，又能产生拉力，方向均沿弹簧的轴线方向.2.轻弹簧的一端空载时弹力为零，不空载时两端弹力必然相等.
针对训练2 测得一只弹簧测力计3 N和5 N两刻度线之间的距离为2.5 cm.求：(1)这只弹簧测力计的劲度系数.
解析 设3 N和5 N刻度线与零刻度线间的距离分别是x1、x2，则Δx＝x2－x1＝2.5 cm，ΔF＝F2－F1＝2 N
(2)这只弹簧测力计3 N刻度线与零刻度线之间的距离.
解析 因为F1＝kx1
即3 N刻度线与零刻度线之间的距离是3.75 cm.
1.(对弹力概念的理解)(多选)在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图7所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是
A.跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
解析 发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，两物体都会发生形变，发生形变的物体是施力物体.B、C正确.
2.(对弹力概念的理解)(多选)(2019·长郡中学高一上学期期末)在光滑半球形容器内，放置一细杆，细杆与容器的接触点分别为A、B两点，如图8所示.关于细杆在A、B两点所受支持力的说法，正确的是A.A点处方向指向球心，是由于容器的形变产生的B.A点处方向垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的C.B点处方向垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的D.B点处方向竖直向上，是由于细杆的形变产生的
3.(弹力的方向)已知图9中的球均处于静止状态，球是光滑的，请画出它们所受弹力的示意图.
4.(胡克定律的应用)由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度l的关系图象如图10所示，求：
(2)该弹簧的劲度系数.
1.知道形变的概念，能区分弹性形变和非弹性形变.2.知道弹力的定义及弹力的方向.3.会根据弹力的产生条件或物体的运动状态判断物体间是否存在弹力.4.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题.
1.形变：物体在力的作用下_____或_____发生的变化.2.弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够_________的形变.3.弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体_____ (填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度.4.弹力发生_____的物体，由于要恢复原状，对__________的物体产生的力.
1.压力和支持力的方向都_____于物体的接触面.2.绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子_____的方向.绳中的弹力常常叫做张力.
1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧____________________成正比，即F＝___.2.劲度系数：其中k称为弹簧的_________，单位为__________，符号是N/m.是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量.
伸长(或缩短)的长度x
1.判断下列说法的正误.(1)发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状.( )(2)海绵受挤压会发生形变，桌面受挤压不会发生形变.( )(3)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.( )(4)由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比.( )
2.弹簧的原长为10 cm，它下面挂一个重为4 N的物体时，弹簧长为12 cm，则该弹簧的劲度系数为____ N/m.若在它下面挂一个重为6 N的物体，则弹簧的伸长量为___ cm(弹簧始终在弹性限度内).
答案 用手捏玻璃瓶，管中水面会上升(或下降).说明受到压力时玻璃瓶发生形变，体积变小(变大)了.
(1)如图1所示，取一个扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？
(2)用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？
答案 橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变)，玻璃瓶发生的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变).
1.弹性形变和非弹性形变(1)弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变.(2)非弹性形变：在作用力撤去后，不能恢复原状的形变.(3)弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度.若超出弹性限度，形变就不再是弹性形变.2.弹力的产生必须同时具备两个条件：(1)两物体直接接触；(2)两物体接触处发生弹性形变.
3.显示微小形变的方法显示微小形变可以用力学放大法(图1)和光学放大法(图2)，它们都是把微小的形变进行放大，便于观察.
解析 木块和桌面相互作用，都会发生微小的形变.桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，A、B都错.木头受到的弹力是由细竹竿发生弹性形变而产生的，C错.电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的，D对.
例1 (2020·任丘市高一检测)关于弹力的产生，下列说法正确的是A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B.木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力C.拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生弹性形变 而产生的D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的
针对训练1 一辆拖拉机停在水平地面上，下列有关叙述中正确的是A.地面受到向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；拖拉机没有发生形变，所以 拖拉机不受弹力B.拖拉机受到向上的弹力，是因为地面发生了弹性形变；地面受到向下的弹力，是 因为拖拉机也发生了弹性形变C.地面受到向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；拖拉机受到向上的弹力，是 因为拖拉机也发生了弹性形变D.以上说法都不正确
1.弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上.(1)支持力和压力的方向：总是垂直于接触面指向被支持和被压的物体上.(2)绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向.
弹力的方向 弹力有无的判断
2.弹力有无的判断：(1)对于明显形变的情况，可以根据弹力产生的条件直接进行判断.(2)对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位
置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用.②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力.如图3中，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力.
例2 在如图4所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态.
命题角度1 弹力的方向
解析 甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点弹力方向水平向右，B点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心；丁中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上.它们所受弹力的示意图如图所示.
例3 (多选)如图5所示，图中的物体A均处于静止状态，受到弹力作用的说法正确的是
A.图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β， A对两斜面均有压力的作用C.图丙中A受到斜面B对它的弹力的作用D.图丁中A受到斜面B对它的弹力的作用
命题角度2 弹力有无的判断
解析 题图甲中对A进行受力分析，A球受重力和地面的弹力的作用，二力平衡，A球静止，不可能再受到B对A的弹力作用；B选项中采用假设法，若去掉左侧的斜面，A将运动，若去掉右侧的斜面，A也将运动，所以球A对两斜面均有压力的作用；C选项中若去掉斜面B，则小球A无法在原位置保持静止，故丙图中小球受到斜面B的弹力；D选项中假设斜面B对小球A有弹力作用，则小球A不能在竖直方向保持静止，所以丁图中小球不受斜面弹力的作用.
1.对胡克定律的理解(1)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度.(2)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和形变量x无关.(3)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图6所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.(4)胡克定律的推论：ΔF＝kΔx.弹簧弹力的变化量ΔF跟弹簧形变量的变化量Δx成正比.2.胡克定律的适用条件：弹簧在弹性限度内发生弹性形变.
例4 一根轻弹簧在10.0 N的拉力作用下，其长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm.(1)当这根弹簧长度为4.20 cm时，弹簧受到的力为多大？
解析 弹簧原长L0＝5.00 cm＝5.00×10－2 m在拉力F1＝10.0 N的作用下伸长到L1＝6.00 cm＝6.00×10－2 m根据胡克定律得F1＝kx1＝k(L1－L0)解得弹簧的劲度系数
当压力为F2时，弹簧被压缩到L2＝4.20 cm＝4.20×10－2 m根据胡克定律得，压力F2＝kx2＝k(L0－L2)＝1.00×103 N/m×(5.00－4.20)×10－2 m＝8.0 N.
(2)当弹簧受到15 N的拉力时，弹簧的长度是多少？(弹簧始终在弹性限度内)
解析 当拉力F＝15 N时弹簧的伸长量为x.
此时弹簧的长度为L＝L0＋x＝6.50 cm.
1.轻弹簧有压缩和拉伸形变，既能产生压力，又能产生拉力，方向均沿弹簧的轴线方向.2.轻弹簧的一端空载时弹力为零，不空载时两端弹力必然相等.
针对训练2 测得一只弹簧测力计3 N和5 N两刻度线之间的距离为2.5 cm.求：(1)这只弹簧测力计的劲度系数.
解析 设3 N和5 N刻度线与零刻度线间的距离分别是x1、x2，则Δx＝x2－x1＝2.5 cm，ΔF＝F2－F1＝2 N
(2)这只弹簧测力计3 N刻度线与零刻度线之间的距离.
解析 因为F1＝kx1
即3 N刻度线与零刻度线之间的距离是3.75 cm.
1.(对弹力概念的理解)(多选)在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图7所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是
A.跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
解析 发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，两物体都会发生形变，发生形变的物体是施力物体.B、C正确.
2.(对弹力概念的理解)(多选)(2019·长郡中学高一上学期期末)在光滑半球形容器内，放置一细杆，细杆与容器的接触点分别为A、B两点，如图8所示.关于细杆在A、B两点所受支持力的说法，正确的是A.A点处方向指向球心，是由于容器的形变产生的B.A点处方向垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的C.B点处方向垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的D.B点处方向竖直向上，是由于细杆的形变产生的
3.(弹力的方向)已知图9中的球均处于静止状态，球是光滑的，请画出它们所受弹力的示意图.
4.(胡克定律的应用)由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度l的关系图象如图10所示，求：
(2)该弹簧的劲度系数.
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