《科學(xué)探究：彈力》相互作用PPT課件
第一部分內(nèi)容：【學(xué)習(xí)素養(yǎng)•明目標(biāo)】
物理觀念：1.知道形變的概念及常見的形變.2.了解彈性、彈性形變、彈性限度及彈力的應(yīng)用.3.會(huì)用胡克定律計(jì)算彈簧的彈力．
科學(xué)思維：會(huì)根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件或物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷物體間是否存在彈力．
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科學(xué)探究彈力PPT，第二部分內(nèi)容：自主預(yù)習(xí)探新知
知識(shí)梳理
一、形變與彈力
1．形變：物體發(fā)生的_____、_____、_____等形狀的變化稱為形變．
2．彈性體及彈性形變
(1)彈性體是撤去外力后能_____原狀的物體．
(2)彈性形變指_____發(fā)生的形變．
3．范性形變：物體發(fā)生形變后_____恢復(fù)原狀，這種形變叫范性形變．
4．彈性限度：當(dāng)彈性體形變達(dá)到某一值時(shí)，即使撤去外力，物體也_____恢復(fù)原狀，這個(gè)值叫彈性限度．
5．彈力的定義：相互接觸的物體發(fā)生_____時(shí)，由于物體要恢復(fù)原狀，會(huì)對(duì)與它_____的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力．
6．彈力的方向：彈力的方向總是與物體形變的趨向_____，以使物體恢復(fù)原狀．
二、胡克定律
1．內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈性體(如彈簧)彈力的大小與彈性體_____(或_____)的長(zhǎng)度成正比．
2．公式：F＝_____.
3．適用條件：在彈性體的_____內(nèi)．
4．勁度系數(shù)：是一個(gè)有單位的物理量，單位為_____.彈簧的勁度系數(shù)為1 N/m的物理意義：彈簧伸長(zhǎng)或縮短1 m時(shí)產(chǎn)生的彈力大小為1 N.
基礎(chǔ)自測(cè)
1．思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)使物體發(fā)生形變的外力撤去后，物體一定能夠恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)．( )
(2)只要兩個(gè)物體相互接觸，兩個(gè)物體之間一定能產(chǎn)生彈力．( )
(3)只要兩個(gè)物體發(fā)生了形變，兩個(gè)物體之間一定能產(chǎn)生彈力．( )
(4)彈力的大小總是與其形變量成正比．( )
(5)兩物體之間有彈力作用時(shí)，兩物體一定接觸．( )
(6)由F＝kx可知k＝Fx，故勁度系數(shù)k與外力F成正比，與形變量x成反比．( )
2．關(guān)于彈性形變，下列說(shuō)法正確的是( )
A．物體形狀的改變稱為彈性形變
B．一根鐵絲被用力折彎后的形變就是彈性形變
C．物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原狀的形變稱為彈性形變
D．物體在外力作用下的形變稱為彈性形變
3．一輛汽車停在水平地面上，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．地面受到了向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力
B．地面受到了向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；汽車受到了向上的彈力，是因?yàn)槠囈舶l(fā)生了形變
C．汽車受到向上的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變；地面受到向下的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了形變
D．以上說(shuō)法都不正確
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科學(xué)探究彈力PPT，第三部分內(nèi)容：合作探究攻重難
形變
1．形變的兩種情況
(1)形狀的改變：指受力時(shí)物體的外觀發(fā)生變化，如橡皮條拉伸時(shí)由短變長(zhǎng)；撐竿跳高時(shí)，運(yùn)動(dòng)員手中的撐竿由直變曲等．
(2)體積的改變：指受力時(shí)物體的體積發(fā)生變化，如用力壓排球，排球的體積變小；用力壓海綿，海綿的體積變小．
2．顯示微小形變的方法
(1)光學(xué)放大法：如圖所示，在一張大桌子上放兩個(gè)平面鏡M和N，讓一束光依次被兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個(gè)光點(diǎn)P.用力壓桌面時(shí)，桌面發(fā)生了形變，雖然形變量很小，但鏡子要向桌面中間傾斜，由于兩個(gè)鏡子間距較大，光點(diǎn)在墻上有明顯移動(dòng)，把桌面的形變顯示出來(lái)．
(2)力學(xué)放大法：如圖所示，把一個(gè)圓玻璃瓶瓶口用中間插有細(xì)管的瓶塞堵上，用手輕壓玻璃瓶，玻璃瓶發(fā)生形變，容積減小，水受擠壓上升，松開手后，形變恢復(fù)，水面落回原處．
針對(duì)訓(xùn)練
1．(多選)下列各種情況中，屬于彈性形變的有( )
A．撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員起跳中，撐竿的形變
B．當(dāng)你坐在椅子上時(shí)，椅面發(fā)生的微小形變
C．細(xì)鋼絲被繞制成彈簧
D．鋁桶被砸扁
2．如圖所示，在一張大桌子上放兩個(gè)平面鏡M和N，讓一束光依次被兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個(gè)光點(diǎn)P.用力壓桌面，觀察墻上光點(diǎn)位置的變化．下列說(shuō)法中正確的是( )
A．F增大，P不動(dòng)
B．F增大，P上移
C．F減小，P下移
D．F減小，P上移
規(guī)律方法
物體的形變
(1)一切物體都可以發(fā)生形變，只不過有的明顯，有的不明顯．
(2)顯示微小形變的方法：光學(xué)放大法、力學(xué)放大法等．
彈力
1.彈力有無(wú)的判斷方法
(1)方法一：對(duì)于形變比較明顯的情況，可以根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件判斷：①物體間相互接觸；②發(fā)生彈性形變．兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足才有彈力產(chǎn)生．
(2)方法二：對(duì)于形變不明顯的情況通常有以下兩種方法①假設(shè)法：假設(shè)與研究對(duì)象接觸的物體對(duì)研究對(duì)象施加了彈力，看研究對(duì)象在假設(shè)條件下能否保持原狀態(tài)，若能，說(shuō)明假設(shè)成立，則彈力存在；否則彈力不存在.
如圖所示，光滑水平面上的球靠在豎直面上靜止，豎直面是否對(duì)球產(chǎn)生力的作用？假設(shè)豎直面對(duì)球產(chǎn)生了力的作用，由力的作用效果可知，球不會(huì)靜止，故可判定沒有水平彈力產(chǎn)生．
②狀態(tài)法(根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷)在如圖所示的情況中，若AC面和AB面對(duì)球都有彈力，這兩個(gè)彈力方向分別垂直于AC和AB面，則球所受的力如圖所示，由于AB面對(duì)球的彈力F2使球不能靜止在原來(lái)位置，與球處于靜止?fàn)顟B(tài)的實(shí)際情況不相符，因此AB面對(duì)球的彈力F2不存在．
(3)方法三：對(duì)于形變不明顯的情況，通常采用假設(shè)法判斷．
2．幾種常見彈力的方向
3.彈力大小的計(jì)算
(1)公式法：利用公式F＝kx計(jì)算，適用于彈簧這樣的彈性體彈力的計(jì)算．
(2)平衡法：如果懸掛在豎直細(xì)繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，求解細(xì)繩的拉力時(shí)，可用二力平衡得到拉力的大小等于物體重力的大小，目前主要適用于二力平衡的情況．
規(guī)律方法
彈力的產(chǎn)生條件中接觸是前提，擠壓是關(guān)鍵，相互接觸的物體是否發(fā)生彈性形變是彈力存在與否的標(biāo)志.但是，實(shí)際上除彈簧、橡皮條等物體產(chǎn)生彈力時(shí)形變較明顯外，大部分物體產(chǎn)生彈力時(shí)形變是微小的，肉眼很難觀察出來(lái).因此，彈力有無(wú)的判斷主要有以下兩種方法：1條件法；2假設(shè)法.
胡克定律
1．定律的成立是有條件的，這就是彈簧要發(fā)生“彈性形變”，即在彈性限度內(nèi)．
2．表達(dá)式中x是彈簧的形變量，是彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度，而不是彈簧的原長(zhǎng)，也不是彈簧形變后的長(zhǎng)度．
3．表達(dá)式中的勁度系數(shù)k，反映了彈簧的“軟”“硬”程度，是由彈簧本身的性質(zhì)(如材料、形狀、長(zhǎng)度等)決定的．不同型號(hào)、不同規(guī)格的彈簧，其勁度系數(shù)不同．
4．根據(jù)F＝kx作出彈力F與形變量x的關(guān)系圖像，如圖所示，這是一條過原點(diǎn)的直線，其斜率k＝Fx＝ΔFΔx.
【例3】如圖所示，一根彈簧的自由端B在未懸掛重物時(shí)，正對(duì)著刻度尺的零刻度，掛上100 N重物時(shí)正對(duì)著刻度20.
(1)當(dāng)彈簧分別掛上50 N和150 N重物時(shí)，自由端所對(duì)刻度應(yīng)是多少？
(2)若自由端所對(duì)刻度是18，則彈簧下端懸掛了多重的重物？
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科學(xué)探究彈力PPT，第四部分內(nèi)容：當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基
1．如圖為P物體對(duì)Q物體的壓力的示意圖，其中正確的是( )
A [P物體對(duì)Q物體的壓力應(yīng)作用在Q物體上，且力的方向應(yīng)垂直于接觸面并指向Q物體，故B、C、D均是錯(cuò)誤的．]
2．鉛球放在水平地面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列關(guān)于鉛球和地面受力的敘述正確的是( )
A．地面受到向下的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；鉛球堅(jiān)硬沒發(fā)生形變
B．地面受到向下的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；鉛球受到向上的彈力，是因?yàn)殂U球也發(fā)生了形變
C．地面受到向下的彈力是因?yàn)殂U球發(fā)生了彈性形變；鉛球受到向上的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變
D．鉛球?qū)Φ孛娴膲毫礊殂U球的重力
C [兩個(gè)物體之間有彈力，它們必定相互接觸且發(fā)生了形變，地面受到向下的彈力是因?yàn)殂U球發(fā)生了形變，鉛球受到向上的彈力是由于地面發(fā)生了形變，故A、B錯(cuò)誤．鉛球?qū)Φ孛娴膲毫Φ氖芰ξ矬w是地面而不是鉛球，D錯(cuò)誤．只有C項(xiàng)正確．]
3．兩個(gè)光滑的木板固定為如圖所示的結(jié)構(gòu)，其中下面的木板水平，小球A放于其中，且與兩木板都接觸，則( )
A．兩個(gè)木板對(duì)A都有彈力作用
B．只有下面的木板對(duì)A有彈力作用
C．將圖中結(jié)構(gòu)整體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一小角度后，A球受兩木板的彈力作用
D．將圖中結(jié)構(gòu)整體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一小角度后，A球僅受左邊木板的彈力作用
4．輕質(zhì)彈簧的上端懸掛在天花板上，當(dāng)下端懸掛一個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)1＝15 cm，再懸掛兩個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)2＝25 cm.設(shè)每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為100 g，g取10 m/s2，求彈簧的勁度系數(shù)k及原長(zhǎng)L0.
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