教科版 (2019)必修 第一册2 弹力第1课时学案

这是一份教科版 (2019)必修 第一册2 弹力第1课时学案，共12页。

[学习目标] 1.知道形变的概念，会区分弹性形变和塑性形变.2.知道弹力的定义及产生的条件.3.会判断两个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方向．
一、形变
1．定义：物体在力的作用下形状或体积会发生变化，这种变化叫作形变．
2．分类
(1)弹性形变：在撤去外界的作用力后物体能够恢复原状的形变．
(2)塑性形变：当撤去外界的作用力后物体不能完全恢复原状的形变．
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，这个限度叫作弹性限度．
二、认识弹力
1．弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫作弹力．
2．弹力的方向：总是与该物体所发生的形变方向相反．
3．常见的弹力及方向
(1)压力和支持力的方向垂直于接触面而指向被压或被支持物体．
(2)绳子对物体的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向．
1．判断下列说法的正误．
(1)只要两物体接触就一定产生弹力．( × )
(2)发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状．( × )
(3)海绵受挤压发生形变，桌面受挤压不会发生形变．( × )
(4)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．( √ )
2．一木棒搁在矮墙上，请在图1中画出弹力的方向．
图1
答案
一、形变与弹力
导学探究 (1)如图2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？
图2
(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？
(3)如图3所示，压弯的跳板弹起运动员，这个弹力是如何产生的？
图3
答案 (1)用手捏玻璃瓶，细管中的水柱高度在上下变化．说明受压时玻璃瓶发生形变．
(2)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(塑性形变)，玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变)．
(3)跳板受到压力发生形变，它要恢复原状，对人就产生了弹力．
知识深化
1．弹性形变和塑性形变
弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变．
塑性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变．
发生弹性形变的物体，外力过大，超过一定的限度(弹性限度)，会变成塑性形变．
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．
下列关于弹力的说法正确的是( )
A．直接接触的两个物体间必然有弹力存在
B．不接触的物体间也可能存在弹力
C．只要物体发生形变就一定有弹力
D．直接接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力
答案 D
解析 只有直接接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力，D正确．
据凤凰网报道：2019年10月10日晚间，江苏无锡312国道发生桥面侧翻事故．经初步分析，桥面侧翻系运输车辆超载所致．事故造成的严重后果，再次提醒人们“珍爱生命，拒绝超载”．下列关于正常行驶在桥面上的汽车受力说法正确的是( )
A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C．汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变
D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了弹性形变
答案 C
解析 桥面受到向下的弹力，是因为汽车轮胎发生了弹性形变，故A错误；汽车受到向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变，故B、D错误，C正确．
二、弹力有无的判断
导学探究 如图4所示，小球放于固定的两个平滑的木板之间，且与两木板接触．
1．试画出小球受到的作用力(重力和弹力)的示意图．
2．两相互接触的物体间一定有弹力吗？
图4
答案 1.如图所示：
2．两相互接触的物体间不一定有弹力，例如A处无弹力．
知识深化
1．弹力产生的条件eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(两物体直接接触,两物体接触处发生弹性形变))
2．弹力有无的判断方法
(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)对于形变不明显的情况，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示意图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，
图5
则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力．
如图5，接触面光滑，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力．
③状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律(第四章学习)或共点力平衡条件(第6节学习)判断弹力是否存在．
(多选)如图所示，各接触面是光滑的，A、B处于静止状态，则A、B间无弹力作用的是( )
答案 AC
解析 判断物体之间是否存在弹力，我们可以利用假设法：假设物体间存在弹力，看看物体是否能保持原来的状态；或者用消除法：假设拿走其中一个物体，如果另一个物体会发生运动，则说明两者之间必然存在弹力作用．对于A、C选项来说，如果我们假设物体A和B之间存在弹力，物体在光滑水平面上必然无法保持静止，故物体之间无弹力；对于B、D选项来说，如果我们拿走B物体，A物体都会开始运动，故物体间存在弹力．
三、常见的弹力及方向
物体产生的弹力方向总是与该物体发生的弹性形变方向相反．几种常见情况如下：
图6
(1)压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，并指向被压或被支持的物体．若接触面是曲面，则垂直于接触面的切线；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线过球心，如图6所示．
(2)绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向．
(3)轻杆对接触物的弹力方向不一定沿杆的方向，要具体问题具体分析．
在如图7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．
图7
答案 见解析图
解析 题图甲中P受到的弹力有球面与球面之间的弹力，弹力F2应垂直于球面的切线，绳的拉力F1沿绳向上；
题图乙中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；
题图丙中A、B两点都是球面与平面相接触，P受到的弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点处弹力F3方向水平向右，B点处弹力F4方向垂直于斜面指向左上方；
题图丁中A点属于点与球面相接触，在A点P受到的弹力F5应垂直于球面的切线斜向上，且必过球心O；B点属于点与面相接触，在B点P受到的弹力F6应垂直于杆斜向上．
它们所受弹力的示意图如图所示．
1．(对弹力的理解)(多选)关于弹力，下列说法正确的是( )
A．物体受到的弹力是由于施力物体发生形变而产生的
B．物体间有弹力存在，说明相互接触的两物体都发生了弹性形变
C．放在水平桌面上的水杯对桌面的压力就是它的重力
D．绳对物体的拉力是由于物体发生形变而产生的
答案 AB
解析 物体受到的弹力是由于施力物体发生形变而产生的，A正确，D错误；弹力发生在相互接触且发生弹性形变的两物体之间，B正确；放在水平桌面上的物体对桌面压力大小等于物体的重力，因压力和重力是不同性质的力，不能说“压力”就是“重力”，选项C错误．
2．(对弹力的理解)(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8所示的跳水运动就是一个实例．下列说法正确的是( )
图8
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
答案 BC
解析 两个接触的物体间有弹力时，一定都会发生形变；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，发生形变的物体是施力物体．B、C正确．
3．(弹力有无的判断)(多选)下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的，PQ均处于静止状态)( )
答案 AB
解析 A图中两球间若有弹力，则小球Q将向右运动，所以P、Q间无弹力；B图中两球间若有了弹力，两物体水平方向不能平衡，所以P、Q间无弹力；C图中两球间若无弹力，则小球P将向下运动，所以P、Q间有弹力；D图中两球间若无弹力，则小球P将向右下运动，所以P、Q间有弹力．故选A、B.
4．(弹力的方向及有无判断)画出图9中A物体所受弹力的示意图．(各图中物体A均处于静止状态)
图9
答案
考点一 形变和弹力
1．(2020·新余市高一期末)图1两个实验中体现出的共同的物理思想方法是( )
图1
A．极限法 B．放大法
C．控制变量法 D．等效替代法
答案 B
2．(2021·济南一中期中)足球运动是目前在全球体育界最具影响力的运动项目之一，深受青少年喜爱．如图2所示为四种与足球有关的情景，下列说法正确的是( )
图2
A．图甲中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B．图乙中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C．图丙中，即将被踢起的足球受到脚给它的弹力是由于球发生了形变
D．图丁中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
答案 D
解析 静止在草地上的足球受到的弹力大小等于物体的重力，但两力不是同一种性质的力，A选项不正确；静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触，但由于没有发生弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，B选项不正确；即将被踢起的足球受到脚给它的弹力是由于脚发生了形变，C选项不正确；落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变，D选项正确．
3．某些课间操深受广大同学的喜爱和追捧，让同学们在教室里也可以动起来．其中有一个击掌的动作非常有意思，如图3所示，关于击掌这一动作，下列说法正确的是( )
图3
A．甲同学对乙同学的力是乙同学手掌形变产生的
B．乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的
C．甲同学手掌形变的方向是向右的
D．乙同学手掌形变恢复的方向是向右的
答案 B
解析 甲同学对乙同学的力是甲同学手掌形变产生的，选项A错误；乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的，选项B正确；甲同学手掌形变的方向是向左的，产生的弹力向右，选项C错误；乙同学手掌形变的方向向右，形变恢复的方向是向左的，选项D错误．
考点二 弹力的有无及方向的判断
4.体育课上一学生将足球踢向斜台，如图4所示，则斜台给足球的弹力方向为( )
图4
A．沿v1方向
B．垂直于斜台斜向左上方
C．沿v2的方向
D．先沿v1的方向后沿v2的方向
答案 B
5．(2020·北京市顺义区第九中学高一期中)物块静止在固定斜面上，下图所示的四幅示意图中，正确标明了斜面对物块的支持力的是( )
答案 C
解析 依据弹力的特点，斜面对物块的弹力垂直斜面向上，C正确．
6．如图所示，图中小球均静止，各面均光滑，图中a面对小球有弹力的是( )
答案 C
7．(多选)(2020·内蒙古高一期末)如图5所示，底端置于粗糙水平地面上的杆，其顶端被一根细线用手拉住，杆处于静止状态，细线水平，下列说法正确的是( )
图5
A．细线对杆的弹力方向水平向左
B．细线对杆的弹力方向垂直杆向左
C．杆受到地面的弹力是地面的形变产生的
D．杆受到地面的弹力沿杆向右上方
答案 AC
解析 绳子弹力的方向沿着绳子收缩的方向，细线水平，则细线对杆的弹力方向水平向左，故A项正确，B项错误；杆受到地面弹力的施力物体是地面，杆受到地面的弹力是由于地面的形变产生的，故C项正确；杆受到地面的弹力方向垂直于地面向上，故D项错误．
8．如图6甲所示，建筑工地上有三根木头堆放在水平地面上，现工人将另一根木头P搁在上面，便于将木头P锯断，如图乙，关于木头P在支撑点M、N处受到的弹力的方向，下列哪个图是正确的( )
图6
答案 C
9.如图7所示，光滑球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法正确的是( )
图7
A. 球A仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上
B．球A受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下
C．球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上
D．球A受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下
答案 C
解析 由于球A与挡板和斜面都接触且相互挤压，所以挡板和斜面都产生弹性形变，它们对球A都产生弹力，而且弹力的方向垂直于接触面，所以挡板对球A的弹力方向水平向右，斜面对球A的弹力方向垂直于斜面向上．故C正确．
10．如图8所示，是我国极地考察破冰船——“雪龙号”．为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度．则船体对冰块的弹力示意图正确的是( )
图8
答案 C
解析 船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，A、B、D错误．
11．(2019·惠州市期末)如图9所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力( )
图9
A．大小为2 N，方向平行于斜面向上
B．大小为2 N，方向竖直向上
C．大小为2 N，方向垂直于斜面向上
D．由于未知形变大小，故无法确定弹力的方向和大小
答案 B
解析 小球处于静止状态，根据二力平衡知识可知，小球所受的弹力大小等于重力大小，即F＝G＝2 N，方向竖直向上，选项B正确．
12．(2020·广西高一期末)如图10所示，足球运动员踢任意球时，往往用脚踩在足球上面，让足球保持静止，下列说法正确的是( )
图10
A．足球只受一个弹力的作用
B．人对足球施加了压力，足球没有对人施加作用力
C．足球对地面的压力是由于足球的下部发生弹性形变产生的
D．只要足球充足够多的气体，足球就不会发生形变
答案 C
解析 足球受到地面的支持力和脚的压力都是弹力，故A错误；力的作用是相互的，人对足球施加了压力，足球对人施加了支持力，故B错误；施力物体的形变产生的弹力作用在受力物体上，故足球对地面的压力是由于足球的下部发生弹性形变产生的，故C正确；足球对地面有压力，则足球一定有形变，故D错误．