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第一节探究形变与弹力的关系


k=2 N/cm
x0=10 cm
05
拓展训练
1.一轻弹簧在10.0 N的拉力作用下,长度由原长5.00 cm伸 长为6.00 cm。则:
(1)弹簧的劲度系数为多大?
(2)当该弹簧长度为4.20 cm时,弹簧的弹力大小有多大?
解析:(1)由F=kx得F1=k(l1-l0)

k=������1������-1������0
03
典例精析
例3.竖直悬挂的弹簧下端, 挂一重为4 N的物体时弹簧长度为 12 cm,挂重为6 N的物体时,弹簧的伸长长度为13 cm,则 弹簧原长为________cm,劲度系数是______N/cm .
解析:根据胡克定律:F=kx
k(L1-x0)=m1 g k(L2-x0)=m2 g
k(12-x0)=4 k(13-x0)=6
x
2x
3x
Fx
02
探究学习
五、数据处理
1.建立直角坐标系,以F为纵轴,x为横轴,根据测量数据用 描点法作图,连接各点得出F随弹簧伸长量x变化的图线.
2.以弹簧的伸长量为自变量,写出图线所代表的函数.首先尝 试一次函数,如果不行则考虑二次函数. 3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式 中常数的物理意义.
C、只要两物体发生形变就一定产生弹力
D、只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力 作用
03
典例精析
例2.下列关于弹力的说法不正确是 ( A ) A. 只要两个物体接触就一定能产生弹力
B. 两个接触并发生弹性形变的物体一定产生弹力
C. 压力、支持力、绳的拉力都是弹力
D. 压力、支持力的方向总是垂直于支持面
02
探究学习
3.改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、 m4、m5、…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、…. 4.计算出每次弹簧的伸长量x(x=l-l0)和弹簧受到的拉力F(F =mg),并将数据填入表格.
1234567 F/N 0 l/cm x/cm 0
02
L0
探究学习
02
探究学习
一、实验原理
1.如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹 簧产生的弹力与所挂钩码受到的重力大小相等.弹簧的原长与
挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出,其伸长量x可以用
弹簧的长度减去原长来求得.
02
探究学习
2.建立直角坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示 弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对 应的点,作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图象,根据实
探究形变与弹 力的关系
台山市华侨中学 林荣波
01
思考导入
请观察日常生活中物体发生形变的例子
01
思考导入
手压气球
手拉橡皮筋
02
探究学习
一.形变 1. 定义:在外力作用下,物体发生的形状、体积大小的 变化称为形变。 2. 形变分类
(1)弹性形变:能恢复到原来形状的形变
02
探究学习
(2)非弹性形变:不能恢复到原来形状的形变
02Βιβλιοθήκη 探究学习弹力的大小与什么有关?是否弹性形变越大,弹力越大?
F/N
FF22 FF11
弹簧弹力
弹簧的长度 弹簧形变量
x1 xx12 x2
x/m
k F x
02
探究学习
胡克定律
弹力的大小跟形变的大小有关,形变越大,弹力也越大, 形变消失,弹力随着也消失。弹簧发生弹性形变时,弹力的
大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成正比,即:
=
10.0 (6.00-5.00)×10-2
N/m=1×103 N/m。
(2)当该弹簧长度为4.20 cm时,弹簧处于压缩状态,
此时弹簧的弹力大小
F2=k(l0-l2)=1×103×(5.00-4.20)×10-2 N=8 N。
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典例精析
2. 在下图所示图中画出物体P受到的各接触点或面对 它的弹力的示意图,其中甲、乙、丙中物体P处于静 止状态,丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动。
验所得的图象,就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系.
02
探究学习
三、实验器材
轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台.
四、实验步骤 1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测
出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长. 2.如所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的 长度l1,记录m1和l1.
02
探究学习
用绳子拉物体时,绳子和物体都会 产生形变,致使绳子对物体产生拉 力,同时物体也对绳子产生拉力。
绳对物体的拉力使得物体不至于往下掉,即拉力的方向向 上,拉力也属于弹力,绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。
物体拉绳的力与绳拉物体的力是相反的。
02
弹力的方向
探究学习
指向物体恢复形变的方向。 与物体的形变方向相反
F=kx
(1) k 称为劲度系数,单位 N/m,由弹簧的材料,粗细,
长度等自身性质决定。
(2) 既适用于弹簧拉伸,也适用于弹簧压缩, x 是弹簧的
形变量。
弹性限度内,弹力大小与形变量成正比
03
典例精析
例1.关于弹力的产生下列说法( D )
A、只要两物体接触就一定产生弹力
B、只要两物体相互吸引就一定产生弹力
是否一切物体在外力作用下都会发生形变?
02
探究学习
用手指挤压玻璃瓶,玻璃瓶是否有形变?怎么去观察?
物体在外力作用下会发生形变,有的形变明显,有的形变微小, 只能用实验放大的方法显示出来。
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探究学习
02
探究学习
微小形变
02
探究学习
02
探究学习
3. 形变限度
如果形变过大,超过一定的限度,撤去外力后,物体 就不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度。
发生形变的物体,对使它发生形变的物体有什么作 用效果呢?它为什么会产生这样的效果呢?
因为它要恢复原状。
02
探究学习
弹力:
发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物 体会产生力的作用,这种力叫弹力.
那么,弹力产生的原因是什么呢?
弹力的施力物体发生了形变 弹力实际上是发生形变的物体对使它发生形变的物 体的作用
02
探究学习
弹力产生的条件: 1 直接接触 2 有形变(指的是弹性形变)
一句话,弹力的产生,接触是前提,形变是根本.
弹力产生在直接接触并发生形变的物体之间. 那弹力的方向如何确定呢?
02
探究学习
由于书的形变,对课 桌产生向下的压力。
由于课桌的形变,对 书产生向上的支持力。
压力和支持力都是弹力,压力和支持力的方向都垂直于物 体的接触面,并从施力物体指向受力物体。
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