資源簡介

(共76張PPT)
科學探究：彈 力
第2節
課標要求 層級達標 1.認識彈力。 2.通過實驗，了解胡克定律。 學考層級 1.形成初步的彈力的概念，應用概念能解決實際問題。
2.了解胡克定律，能對簡單的彈力進行分析和計算。
3.學會利用列表法、圖像法、函數法處理實驗數據。
1.認識彈力。 2.通過實驗，了解胡克定律。 選考層級 1.理解胡克定律，并能解決相關問題。
2.能對實際過程中的彈力的大小、方向進行分析和推理。
3.能根據F-x、F-l圖像求出彈簧的勁度系數。
續表
彈 力
(賦能課—精細培優科學思維)
第一課時
1
課前預知教材
2
課堂精析重難
3
課時跟蹤檢測
CONTENTS
目錄
課前預知教材
一、形變與彈力
1.形變：物體發生的伸長、縮短、彎曲等_______的變化。
(1)彈性體及彈性形變：某些發生形變的物體在撤去外力后能__________，這種物體稱為彈性體，對應的形變稱為彈性形變。
(2)范性形變：有些物體發生形變后不能恢復原狀，這種形變稱為______形變。
(3)彈性限度：當彈性體的形變______一定的限度時，即使撤去外力，物體也不能恢復原狀，這個限度稱為彈性限度。
形狀
恢復原狀
范性
超過
2.彈力
(1)產生：相互接觸的物體發生___________時，由于物體要恢復原狀，物體會對與它______的另一物體產生力的作用，這種力稱為彈力。
(2)方向：彈力的方向總是與物體______的方向相反。
①繩的拉力沿著繩而指向繩_____的方向。
②壓力和支持力的方向_____于物體的接觸面。
彈性形變
接觸
形變
收縮
垂直
[微點撥]
彈力的產生必須同時滿足兩個條件：①直接接觸；②發生彈性形變。
[情境思考]　判斷下列情境中形變的類型。
二、胡克定律
1.內容：在彈性限度內，彈簧彈力F的大小與彈簧伸長(或壓縮)的長度x成_____。
2.公式：F＝____，其中x為________ (伸長量或壓縮量)。
3.勁度系數
(1)公式中的比例系數k稱為彈簧的勁度系數，是一個有單位的物理量，單位為_________，符號______。
(2)勁度系數與彈性體的_______、______等因素有關。
正比
kx
形變量
牛頓每米
N/m
材料
形狀
[質疑辨析]
玩具汽車停在自制的橋面上，將橋面壓彎，如圖所示，請對以下說法作出判斷：
(1)橋面受向下的彈力，是因為橋面發生了彈性形變。 ( )
(2)橋面受向下的彈力，是因為玩具汽車車輪發生了彈性形變，由于要恢復原狀，對橋面有向下的作用力。 ( )
(3)玩具汽車受向下的彈力，是因為橋面發生了彈性形變。 ( )
(4)玩具汽車受向上的彈力，是因為橋面發生了彈性形變，由于要恢復原狀，對玩具汽車有彈力的作用。 ( )
×
√
×
√
課堂精析重難
強化點(一) 彈力的有無判斷
任務驅動
彈力有無的三種判斷方法
1.條件法：根據彈力產生的條件進行判斷，一般適用于形變比較明顯的情況。
2.狀態法
(1)分析物體受力的情況，利用物體受力平衡的條件判斷。
(2)根據物體的運動狀態，分析物體受力，(學習了牛頓第二定律以后還可用此定律)判斷彈力的有無和彈力的方向。
要點釋解明
3.假設法：對于形變不明顯的情況，可用假設法進行判斷。常見以下兩種情形：
兩種情形 具體方法 結果 結論
假設與研究對 象接觸的物體 解除接觸 判斷研究對象的狀態是否發生變化 狀態不變 不存在彈力
狀態變化 存在彈力
假設研究對 象受到彈力 的作用 判斷研究對象還能否保持平衡或者原來的運動狀態 能保持 假設正確
不能保持 假設錯誤
1.(2024·武漢高一檢測)下列對圖中彈力的判斷說法正確的是(　 )
題點全練清
A.圖甲中，小球隨車廂一起向右做勻速直線運動，車廂左壁對小球有彈力
B.圖乙中，小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上，斜面對小球有彈力
C.圖丙中，小球被a、b兩輕繩懸掛著處于靜止狀態，其中a繩豎直，b繩對小球有彈力
D.圖丁中，兩相同球各自被長度一樣的平行豎直輕繩拉住而靜止，則兩球間有彈力
√
解析：題圖甲中，小球隨車廂做勻速直線運動，運動狀態不發生改變，水平方向上不受力，A錯誤；假設題圖乙中斜面對小球沒有彈力，小球將在細線拉力和重力作用下處于豎直狀態，故斜面對小球有彈力，B正確；假設題圖丙中b繩對小球有彈力，則小球受到重力及兩個拉力作用，水平方向上受力不平衡，小球無法處于靜止狀態，故b繩對小球無彈力，C錯誤；假設題圖丁中兩球間有彈力，則細線不可能處于豎直狀態，故兩球間無彈力，D錯誤。
2.(多選)如圖所示，下列各圖中的物體A均處于靜止狀態，關于是否受到彈力作用的說法正確的是(　 )
A.圖甲中地面是光滑水平的，物體A與B間存在彈力
B.圖乙中兩斜面與水平地面的夾角分別為α、β，兩斜面對物體A均有力的作用
C.圖丙中地面光滑且水平，物體A與豎直墻壁沒有力的作用
D.圖丁中物體A受到斜面B對它的支持力的作用
√
√
解析：題圖甲中的物體A受重力和地面支持力的作用，二力平衡，物體A靜止，不可能再受到物體B對A的彈力的作用，故A錯誤；題圖乙中采用假設法，若除去左側的斜面，物體A將運動，去掉右側的斜面，物體A也將運動，所以兩斜面對物體A均有力的作用，故B正確；題圖丙中由水平方向二力平衡知外力F與豎直墻壁對物體A的作用力平衡，墻壁對物體A有力的作用，故C錯誤；題圖丁由彈力產生的條件可知，物體A與B接觸且擠壓，二者之間有彈力的作用，故D正確。
1.幾種常見的彈力方向
要點釋解明
強化點(二) 彈力的方向判斷
接觸方式 面與面 點與平面 點與曲面 點與點
彈力方向 垂直于公共接觸面指向受力物體 過點垂直于平面指向受力物體 與曲面上過接觸點的切面垂直 垂直于公切面指向受力物體
示意圖
續表
2.輕繩、輕桿、輕彈簧的彈力方向
項目 輕繩 輕桿 輕彈簧
彈力方向 沿繩指向繩收縮的方向 可沿桿的方向 可不沿桿的方向 沿彈簧形變的反方向
示意圖
[典例]　(多選)如圖所示，物塊A靜止在斜面B上，下列說法正確的是(　 )
A.斜面B對物塊A的彈力方向是豎直向上的
B.斜面B對物塊A的彈力方向是垂直斜面向上的
C.物塊A對斜面B的彈力方向是豎直向下的
D.物塊A對斜面B的彈力方向跟物塊A恢復形變的方向是相同的
√
√
[解析]　斜面B對物塊A的彈力方向是垂直斜面向上的，故A錯誤，B正確；彈力的方向垂直接觸面，指向恢復形變的方向，物塊A對斜面B的彈力方向跟物塊A恢復形變的方向是相同的，故C錯誤，D正確。
[思維建模]
(1)彈力的方向可歸納為“有面垂直面，有繩沿繩，有桿不一定沿桿”。
(2)判斷彈力方向的一般思路：
1.(多選)關于彈力的方向，下列說法正確的是(　 )
A.放在地面上的物體受到的彈力的方向總是豎直向下
B.壓力方向總是垂直于接觸面并指向被壓的物體
C.細繩對物體的拉力的方向總是沿著繩并指向繩收縮的方向
D.彈力的方向總是與形變的方向一致
題點全練清
√
√
解析：放在地面上的物體受到的彈力垂直于地面，而地面不一定水平，故彈力不一定在豎直方向上，A錯誤；壓力是彈力，方向垂直于接觸面指向被壓的物體，B正確；細繩拉力是彈力，方向沿繩并指向繩的收縮方向，C正確；彈力方向與形變方向相反，D錯誤。
2.畫出下列各圖中A物體所受彈力的示意圖。(各圖中的物體均處于靜止狀態)
解析：圖甲中A物體一端與水平地面接觸，彈力方向為垂直地面向上，另一端與豎直墻面接觸，彈力方向為垂直墻面向右；圖乙中A物體一端與球面接觸，C點彈力方向應與切面垂直，即沿半徑由C點指向球心，D點處是球面邊緣處的點與桿接觸，彈力方向應與桿垂直指向左上方；圖丙中桿對A的彈力應與A的重力平衡，即豎直向上；圖丁中B對A的彈力應垂直于A與B的公共切面指向右上方，容器壁對A的彈力垂直容器壁向左。
答案：如圖所示：
1.對胡克定律F＝kx的理解
(1)適用范圍：彈簧的形變必須在彈性限度內。
(2)對x的認識：x是彈簧的形變量，即彈簧的伸長量(l－l0)或壓縮量(l0－l)，不是彈簧的長度。
(3)對k的認識：是彈簧的勁度系數，由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數等因素決定。
要點釋解明
強化點(三) 彈力大小的計算
2.計算彈力大小的兩種方法
公式法 利用公式F＝kx計算。適用于彈簧、橡皮筋等物體的彈力的計算
平衡法 利用二力平衡的條件計算。例如：懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止狀態，求解細繩的拉力時，可用二力平衡求得拉力的大小等于物體重力的大小
3.彈簧彈力計算中的兩點注意
(1)胡克定律只能計算彈力的大小，而彈力的方向要借助彈簧是拉伸還是壓縮來確定，其方向總是與彈簧恢復原狀的方向相同。
(2)彈簧彈力的大小(在彈性限度內)任何時候都可以用胡克定律求解，但只有在物體處于靜止或勻速直線運動狀態時，才能用二力平衡求解與物體相連的彈簧彈力。
[典例]　一根輕彈簧在10.0 N的拉力作用下，其長度由原來的5.00 cm伸長為6.00 cm。
(1)當這根彈簧長度為4.20 cm時，彈簧受到的力為多大？
[答案]　8.0 N　
[解析]　彈簧原長l0＝5.00 cm＝5.00×10－2 m
在拉力F1＝10.0 N的作用下伸長到
l1＝6.00 cm＝6.00×10－2 m
根據胡克定律得F1＝kx1＝k(l1－l0)
(2)當彈簧受到15 N的拉力時，彈簧的長度是多少？(彈簧始終在彈性限度內)
[答案]　6.50 cm
題點全練清
A.F1＝F2 B.F1C.F1>F2 D.不能確定
解析：兩種鍛煉方式所用的彈力繩為同一根，且其彈力大小與形變量成正比，兩種鍛煉方式彈力繩的伸長量相等，則兩種鍛煉方式彈力繩的彈力相等，設均為F，由圖甲可知F＝F1，由圖乙可知F＝F2，則F1＝F2，故B、C、D錯誤，A正確。
√
√
課時跟蹤檢測
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A級——學考達標
1.下列說法中錯誤的是(　 )
A.壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面的
B.微小的力不能使堅硬的物體發生形變，所以就沒有彈力產生
C.彈簧測力計在稱過重物后指針恢復到零刻度屬于彈性形變
D.只有發生彈性形變的物體，才會對它所接觸的物體產生彈力的作用
√
6
7
8
9
10
11
12
解析：壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面的，故A正確；微小的力也能使堅硬的物體發生形變，只不過發生的是微小形變，也能產生彈力，故B錯誤；彈簧測力計在稱過重物后，不受拉力作用，彈簧要恢復原狀，指針恢復到零刻度，屬于彈性形變，故C正確；根據彈力產生的條件知道只有發生彈性形變的物體，才會對它所接觸的物體產生彈力的作用， 故D正確。故選B。
1
2
3
4
5
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2.(2023·浙江1月學考)如圖所示，足球運動員正在踢球，此時足球對腳的彈力(　 )
A.方向向上
B.方向沿球飛出方向
C.由腳的形變所產生
D.由球的形變所產生
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析：腳運動狀態不能確定，則足球對腳的彈力方向也不能確定，選項A、B錯誤；足球對腳的彈力是由球的形變產生的，選項C錯誤，選項D正確。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
3.(多選)下圖為演示微小形變的裝置。老師啟動桌面上的激光器，墻上出現一個紅色光斑，然后用力向下壓桌面。據此能觀察到的現象及分析得到的結論是(　 )
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
A.墻上光斑不移動 B.墻上光斑明顯向上移動
C.桌面發生明顯形變 D.桌面發生微小形變
解析：用力向下壓桌面，桌面向下發生微小形變，C錯誤，D正確；桌面向下發生微小形變，變成中間低、四周高，激光器不發光一端低于發光一端，墻距離激光器較遠，因此墻上光斑明顯向上移動，A錯誤，B正確。
2
3
4
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
C.使用彈簧測力計只能測出豎直方向上的拉力而無法測出水平方向的拉力
D.量程大的測力計彈簧長度一定比量程小的測力計彈簧長度大
解析：由題圖可知，彈簧測力計的量程為0～5 N，分度值為0.2 N，故A正確；彈簧測力計是根據胡克定律制成的，在彈性限度內，彈簧受到的拉力越大，彈簧伸長量越大，故B正確；
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
使用彈簧測力計可以測量任何方向的拉力，力的方向一定沿彈簧測力計的軸線方向，故C錯誤；量程是彈簧測力計所能測量的最大值，與彈簧的長度無關，量程大的彈簧長度不一定比量程小的彈簧長度大，故D錯誤。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
5.(多選)如圖所示，a、b間一定無彈力作用的是(a、b表面光滑且處于靜止狀態)(　 )
2
3
4
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析： a球靜止，懸線豎直，如果受b的彈力，則a將受重力、懸線拉力和b的彈力三力作用，無法使a保持平衡，所以a、b間一定無彈力，A正確；a放在b上，b對a的彈力(支持力)恰好等于a的重力時，懸線無拉力，a可能只有受兩個力的作用(重力、支持力或重力、線的拉力)，也可能受重力、b的彈力、線的拉力三個力的作用，所以B錯誤；
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
如果a受b的彈力，由于a、b表面光滑， 則a會向左運動，b會向右運動，不符合靜止狀態，故a、b間一定無彈力，C正確；a、b緊挨在一起置于容器內，無論a、b是否擠壓，a、b都一定處于靜止狀態，所以無法判斷a、b間是否無彈力，故D錯誤。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
C.在彈性限度內，用大小相等的力F拉伸彈簧，彈簧b的長度一定大于彈簧a
D.在彈性限度內，用大小相等的力F壓縮彈簧，彈簧b的長度一定大于彈簧a
解析：圖線與橫軸的交點表示彈簧原長，由題圖可知，彈簧a的原長小于彈簧b的原長，故A正確；圖線斜率表示彈簧的彈性系數，由題圖可知，彈簧a的勁度系數大于彈簧b的彈性系數，故B正確；
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
由胡克定律F＝kΔx可知，在彈性限度內，施加相同的力，彈簧勁度系數越大，彈簧形變量越小，由上述分析可知，彈簧b的形變量大于彈簧a的形變量，又因為彈簧a的原長小于彈簧b的原長，故用大小相等的力F拉伸彈簧，彈簧b的長度一定大于彈簧a的長度，故C正確；由C中分析可知，在彈性限度內，用大小相等的力F壓縮彈簧，b的壓縮量大但是原長長，彈簧b的長度不一定大于彈簧a的長度，故D錯誤。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
A.3∶4 B.3∶5
C.4∶5 D.2∶3
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
A.10 N/m B.100 N/m
C.200 N/m D.300 N/m
解析：由題意可得3kΔx＝mg，其中mg＝3 N，Δx＝1.0 cm＝10－2m，則k＝100 N/m，故B正確。
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
A.根據以上數據可算出此彈性輕繩的勁度系數
B.圓規的質量是筆的1.5倍
C.圓規的質量是筆的2.5倍
D.將圓規和筆一起掛在彈性繩下端時，BC長約為12 cm
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析：根據以上數據不能算出此彈性輕繩的勁度系數，A錯誤；根據胡克定律k(9.5－8.5)×10－2＝m1g，k(10.00－8.5)×10－2＝m2g，解得m1∶m2＝1∶1.5，B正確，C錯誤；將圓規和筆一起掛在彈性繩下端時，BC長約為x＝8.5 cm＋(9.5－8.5)cm＋(10.00－8.5)cm＝11 cm，D錯誤。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
12.(14分)彈簧的勁度系數是反映彈簧“軟”“硬”的物理量，由彈簧本身決定。某課外活動小組在某次活動中發現一大一小兩根彈簧，于是他們就想測定彈簧的勁度系數。他們用刻度尺測量出大彈簧比小彈簧長 0.2 m，擔心施加的力超出彈簧的彈性限度，于是就將小彈簧置于大彈簧內部，將它們一端齊平固定在地面上，另一端自然放置，如圖甲所示。當壓縮此組合彈簧時，測得力與壓縮距離之間的關系如圖乙所示。大彈簧的勁度系數k1和小彈簧的勁度系數 k2分別為多大。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4第1課時彈　力(賦能課—精細培優科學思維)
一、形變與彈力
1．形變：物體發生的伸長、縮短、彎曲等________的變化。
(1)彈性體及彈性形變：某些發生形變的物體在撤去外力后能________，這種物體稱為彈性體，對應的形變稱為彈性形變。
(2)范性形變：有些物體發生形變后不能恢復原狀，這種形變稱為________形變。
(3)彈性限度：當彈性體的形變________一定的限度時，即使撤去外力，物體也不能恢復原狀，這個限度稱為彈性限度。
2．彈力
(1)產生：相互接觸的物體發生____________時，由于物體要恢復原狀，物體會對與它________的另一物體產生力的作用，這種力稱為彈力。
(2)方向：彈力的方向總是與物體________的方向相反。
①繩的拉力沿著繩而指向繩________的方向。
②壓力和支持力的方向________于物體的接觸面。
彈力的產生必須同時滿足兩個條件：①直接接觸；②發生彈性形變?！　?br/>[情境思考]　判斷下列情境中形變的類型。
二、胡克定律
1．內容：在彈性限度內，彈簧彈力F的大小與彈簧伸長(或壓縮)的長度x成________。
2．公式：F＝______，其中x為________(伸長量或壓縮量)。
3．勁度系數
(1)公式中的比例系數k稱為彈簧的勁度系數，是一個有單位的物理量，單位為____________，符號________。
(2)勁度系數與彈性體的________、______等因素有關。
[質疑辨析]
玩具汽車停在自制的橋面上，將橋面壓彎，如圖所示，請對以下說法作出判斷：
(1)橋面受向下的彈力，是因為橋面發生了彈性形變。(　 )
(2)橋面受向下的彈力，是因為玩具汽車車輪發生了彈性形變，由于要恢復原狀，對橋面有向下的作用力。(　 )
(3)玩具汽車受向下的彈力，是因為橋面發生了彈性形變。(　 )
(4)玩具汽車受向上的彈力，是因為橋面發生了彈性形變，由于要恢復原狀，對玩具汽車有彈力的作用。(　 )
強化點(一) 彈力的有無判斷
任務驅動　
現實生活中，很多物體的形變量都很小，無法直接觀察，比如一個緊靠在墻角的籃球。
思考：該籃球是否受到墻面的彈力？應該如何判斷呢？
[要點釋解明]
彈力有無的三種判斷方法
1．條件法：根據彈力產生的條件進行判斷，一般適用于形變比較明顯的情況。
2．狀態法
(1)分析物體受力的情況，利用物體受力平衡的條件判斷。
(2)根據物體的運動狀態，分析物體受力，(學習了牛頓第二定律以后還可用此定律)判斷彈力的有無和彈力的方向。
3．假設法：對于形變不明顯的情況，可用假設法進行判斷。常見以下兩種情形：
兩種情形 具體方法 結果 結論
假設與研究對象接觸的物體解除接觸 判斷研究對象的狀態是否發生變化 狀態不變 不存在彈力
狀態變化 存在彈力
假設研究對象受到彈力的作用 判斷研究對象還能否保持平衡或者原來的運動狀態 能保持 假設正確
不能保持 假設錯誤
[題點全練清]
1．(2024·武漢高一檢測)下列對圖中彈力的判斷說法正確的是(　 )
A．圖甲中，小球隨車廂一起向右做勻速直線運動，車廂左壁對小球有彈力
B．圖乙中，小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上，斜面對小球有彈力
C．圖丙中，小球被a、b兩輕繩懸掛著處于靜止狀態，其中a繩豎直，b繩對小球有彈力
D．圖丁中，兩相同球各自被長度一樣的平行豎直輕繩拉住而靜止，則兩球間有彈力
2．(多選)如圖所示，下列各圖中的物體A均處于靜止狀態，關于是否受到彈力作用的說法正確的是(　 )
A．圖甲中地面是光滑水平的，物體A與B間存在彈力
B．圖乙中兩斜面與水平地面的夾角分別為α、β，兩斜面對物體A均有力的作用
C．圖丙中地面光滑且水平，物體A與豎直墻壁沒有力的作用
D．圖丁中物體A受到斜面B對它的支持力的作用
強化點(二) 彈力的方向判斷
[要點釋解明]
1．幾種常見的彈力方向
接觸方式 面與面 點與平面 點與曲面 點與點
彈力方向 垂直于公共接觸面指向受力物體 過點垂直于平面指向受力物體 與曲面上過接觸點的切面垂直 垂直于公切面指向受力物體
示意圖
2．輕繩、輕桿、輕彈簧的彈力方向
項目 輕繩 輕桿 輕彈簧
彈力方向 沿繩指向繩收縮的方向 可沿桿的方向 可不沿桿的方向 沿彈簧形變的反方向
示意圖
[典例]　(多選)如圖所示，物塊A靜止在斜面B上，下列說法正確的是(　 )
A．斜面B對物塊A的彈力方向是豎直向上的
B．斜面B對物塊A的彈力方向是垂直斜面向上的
C．物塊A對斜面B的彈力方向是豎直向下的
D．物塊A對斜面B的彈力方向跟物塊A恢復形變的方向是相同的
聽課記錄：
(1)彈力的方向可歸納為“有面垂直面，有繩沿繩，有桿不一定沿桿”。
(2)判斷彈力方向的一般思路：
　　
[題點全練清]
1．(多選)關于彈力的方向，下列說法正確的是(　 )
A．放在地面上的物體受到的彈力的方向總是豎直向下
B．壓力方向總是垂直于接觸面并指向被壓的物體
C．細繩對物體的拉力的方向總是沿著繩并指向繩收縮的方向
D．彈力的方向總是與形變的方向一致
2．畫出下列各圖中A物體所受彈力的示意圖。(各圖中的物體均處于靜止狀態)
強化點(三) 彈力大小的計算
[要點釋解明]
1．對胡克定律F＝kx的理解
(1)適用范圍：彈簧的形變必須在彈性限度內。
(2)對x的認識：x是彈簧的形變量，即彈簧的伸長量(l－l0)或壓縮量(l0－l)，不是彈簧的長度。
(3)對k的認識：是彈簧的勁度系數，由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數等因素決定。
(4)公式延伸：
①推論式ΔF＝kΔx：彈簧彈力的變化量ΔF與形變量的變化量Δx也成正比。
②F x圖像：是一條過原點的傾斜直線(如圖所示)，直線的斜率表示彈簧的勁度系數k。
2．計算彈力大小的兩種方法
公式法 利用公式F＝kx計算。適用于彈簧、橡皮筋等物體的彈力的計算
平衡法 利用二力平衡的條件計算。例如：懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止狀態，求解細繩的拉力時，可用二力平衡求得拉力的大小等于物體重力的大小
3．彈簧彈力計算中的兩點注意
(1)胡克定律只能計算彈力的大小，而彈力的方向要借助彈簧是拉伸還是壓縮來確定，其方向總是與彈簧恢復原狀的方向相同。
(2)彈簧彈力的大小(在彈性限度內)任何時候都可以用胡克定律求解，但只有在物體處于靜止或勻速直線運動狀態時，才能用二力平衡求解與物體相連的彈簧彈力。
[典例]　一根輕彈簧在10.0 N的拉力作用下，其長度由原來的5.00 cm伸長為6.00 cm。
(1)當這根彈簧長度為4.20 cm時，彈簧受到的力為多大？
(2)當彈簧受到15 N的拉力時，彈簧的長度是多少？(彈簧始終在彈性限度內)
嘗試解答：
[題點全練清]
1.彈力繩可以幫助健身運動員進行肌肉鍛煉，圖甲是健身運動員把彈力繩的一端固定在墻面上，用F1拉彈力繩的另一端使其伸長10 cm；圖乙是健身運動員雙手握住彈力繩兩端，用F2拉彈力繩使其伸長10 cm。已知兩種鍛煉方式所用的彈力繩為同一根，且其彈力大小與形變量成正比，則關于拉力F1和F2的大小關系正確的是(　 )
A．F1＝F2 B．F1C．F1>F2 D．不能確定
2.如圖所示為鍛煉身體用的拉力器，并列裝有四根相同的彈簧，每根彈簧的自然長度都是40 cm，某人用600 N的力把它們拉長至1.6 m，則(　 )
A．人的每只手受到拉力器的拉力為300 N
B．每根彈簧產生的彈力為150 N
C．每根彈簧的勁度系數為93.75 N/m
D．每根彈簧的勁度系數為500 N/m
第1課時　彈　力
一、1.形狀　(1)恢復原狀　(2)范性　(3)超過
2．(1)彈性形變　接觸　(2)形變?、偈湛s?、诖怪?br/>[情境思考]
提示：甲、乙、丙三圖為彈性形變；丁圖為范性形變。
二、1.正比　2.kx　形變量　3.(1)牛頓每米　N/m
(2)材料　形狀
[質疑辨析]
(1)×　(2)√　(3)×　(4)√
強化點(一)　
[任務驅動]　
提示：不受墻面的彈力?？梢允褂眉僭O法，假設籃球受到墻面的彈力，籃球將會被彈開，不再靜止。
[題點全練清]
1．選B　題圖甲中，小球隨車廂做勻速直線運動，運動狀態不發生改變，水平方向上不受力，A錯誤；假設題圖乙中斜面對小球沒有彈力，小球將在細線拉力和重力作用下處于豎直狀態，故斜面對小球有彈力，B正確；假設題圖丙中b繩對小球有彈力，則小球受到重力及兩個拉力作用，水平方向上受力不平衡，小球無法處于靜止狀態，故b繩對小球無彈力，C錯誤；假設題圖丁中兩球間有彈力，則細線不可能處于豎直狀態，故兩球間無彈力，D錯誤。
2．選BD　題圖甲中的物體A受重力和地面支持力的作用，二力平衡，物體A靜止，不可能再受到物體B對A的彈力的作用，故A錯誤；題圖乙中采用假設法，若除去左側的斜面，物體A將運動，去掉右側的斜面，物體A也將運動，所以兩斜面對物體A均有力的作用，故B正確；題圖丙中由水平方向二力平衡知外力F與豎直墻壁對物體A的作用力平衡，墻壁對物體A有力的作用，故C錯誤；題圖丁由彈力產生的條件可知，物體A與B接觸且擠壓，二者之間有彈力的作用，故D正確。
強化點(二)　
[典例]　選BD　斜面B對物塊A的彈力方向是垂直斜面向上的，故A錯誤，B正確；彈力的方向垂直接觸面，指向恢復形變的方向，物塊A對斜面B的彈力方向跟物塊A恢復形變的方向是相同的，故C錯誤，D正確。
[題點全練清]
1．選BC　放在地面上的物體受到的彈力垂直于地面，而地面不一定水平，故彈力不一定在豎直方向上，A錯誤；壓力是彈力，方向垂直于接觸面指向被壓的物體，B正確；細繩拉力是彈力，方向沿繩并指向繩的收縮方向，C正確；彈力方向與形變方向相反，D錯誤。
2．解析：圖甲中A物體一端與水平地面接觸，彈力方向為垂直地面向上，另一端與豎直墻面接觸，彈力方向為垂直墻面向右；圖乙中A物體一端與球面接觸，C點彈力方向應與切面垂直，即沿半徑由C點指向球心，D點處是球面邊緣處的點與桿接觸，彈力方向應與桿垂直指向左上方；圖丙中桿對A的彈力應與A的重力平衡，即豎直向上；圖丁中B對A的彈力應垂直于A與B的公共切面指向右上方，容器壁對A的彈力垂直容器壁向左。
答案：如圖所示：
強化點(三)　
[典例]　解析：(1)彈簧原長l0＝5.00 cm＝5.00×10－2 m
在拉力F1＝10.0 N的作用下伸長到
l1＝6.00 cm＝6.00×10－2 m
根據胡克定律得F1＝kx1＝k(l1－l0)
解得彈簧的勁度系數
k＝＝＝1.00×103 N/m
當壓力為F2時，彈簧被壓縮到l2＝4.20 cm＝4.20×10－2 m
根據胡克定律得，壓力F2＝kx2＝k(l0－l2)＝1.00×103 N/m×(5.00－4.20)×10－2 m＝8.0 N。
(2)設彈簧的彈力F＝15 N時彈簧的伸長量為x。
由胡克定律得
x＝＝＝1.50×10－2 m＝1.50 cm。
此時彈簧的長度為l＝l0＋x＝6.50 cm。
答案：(1)8.0 N　(2)6.50 cm
[題點全練清]
1．選A　兩種鍛煉方式所用的彈力繩為同一根，且其彈力大小與形變量成正比，兩種鍛煉方式彈力繩的伸長量相等，則兩種鍛煉方式彈力繩的彈力相等，設均為F，由圖甲可知F＝F1，由圖乙可知F＝F2，則F1＝F2，故B、C、D錯誤，A正確。
2．選B　每只手受到拉力器的拉力均為600 N，故A錯誤；每根彈簧的彈力為F＝ N＝150 N，故B正確；每根彈簧的勁度系數k＝＝ N/m＝125 N/m，故C、D錯誤。課時跟蹤檢測(十二)　彈　力
(選擇題1～8小題，每小題4分；10～11小題，每小題6分。本檢測卷滿分70分)
A級——學考達標
1．下列說法中錯誤的是(　　)
A．壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面的
B．微小的力不能使堅硬的物體發生形變，所以就沒有彈力產生
C．彈簧測力計在稱過重物后指針恢復到零刻度屬于彈性形變
D．只有發生彈性形變的物體，才會對它所接觸的物體產生彈力的作用
2．(2023·浙江1月學考)如圖所示，足球運動員正在踢球，此時足球對腳的彈力(　　)
A．方向向上
B．方向沿球飛出方向
C．由腳的形變所產生
D．由球的形變所產生
3．(多選)下圖為演示微小形變的裝置。老師啟動桌面上的激光器，墻上出現一個紅色光斑，然后用力向下壓桌面。據此能觀察到的現象及分析得到的結論是(　　)
A．墻上光斑不移動
B．墻上光斑明顯向上移動
C．桌面發生明顯形變
D．桌面發生微小形變
4．(多選)關于如圖所示的彈簧測力計，以下說法正確的是(　　)
A．彈簧測力計的量程及最小分度值分別是0～5 N和0.2 N
B．在彈性限度內，彈簧測力計的彈簧伸長量越大，它所受的拉力就越大
C．使用彈簧測力計只能測出豎直方向上的拉力而無法測出水平方向的拉力
D．量程大的測力計彈簧長度一定比量程小的測力計彈簧長度大
5．(多選)如圖所示，a、b間一定無彈力作用的是(a、b表面光滑且處于靜止狀態)(　　)
6.兩條彈簧的彈力與長度的關系如圖所示。下列表述不正確的是(　　)
A．彈簧a的原長小于彈簧b
B．彈簧a的勁度系數大于彈簧b
C．在彈性限度內，用大小相等的力F拉伸彈簧，彈簧b的長度一定大于彈簧a
D．在彈性限度內，用大小相等的力F壓縮彈簧，彈簧b的長度一定大于彈簧a
7.如圖所示，小球A的重力為G，上端被豎直懸線掛于O點，下端與水平桌面相接觸。懸線對球A、水平桌面對球A的彈力大小不可能為(　　)
A．0，G B．G,0
C.， D.G，G
8．如圖所示，拉伸彈簧拉力器可以鍛煉肱二頭肌。它由幾根規格相同的彈簧并聯而成，鍛煉時可以根據自身情況選擇掛3根彈簧或4根彈簧。如果甲同學掛3根彈簧拉伸時雙手水平拉動拉力器，使彈簧產生穩定的形變Δx；乙同學掛4根彈簧，用同樣拉伸方式，使彈簧產生形變Δx，則甲、乙兩同學提供的拉力之比為(　　)
A．3∶4 B．3∶5
C．4∶5 D．2∶3
9.(12分)如圖所示，兩木塊質量分別為m1和m2，兩輕質彈簧的勁度系數分別為k1和k2，木塊m1壓在彈簧k1上(但不拴接)，兩彈簧與木塊m2相連，彈簧k2豎直固定在水平地面上，整個系統處于靜止狀態。現緩慢向上提木塊m1，直到它剛離開彈簧k1，求在此過程中：木塊m2移動的距離和木塊m1移動的距離。
B級——選考進階
10．(2023·山東高考)餐廳暖盤車的儲盤裝置示意圖如圖所示，三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環上，下端連接托盤。托盤上疊放若干相同的盤子，取走一個盤子，穩定后余下的正好升高補平。已知單個盤子的質量為300 g，相鄰兩盤間距1.0 cm，重力加速度大小取10 m/s2。彈簧始終在彈性限度內，每根彈簧的勁度系數為(　　)
A．10 N/m B．100 N/m
C．200 N/m D．300 N/m
11.學完胡克定律后，小明對口罩兩邊的彈性輕繩展開研究。如圖所示，彈性輕繩B端不動，將A端拆開并打一小環，結點為C，自然伸長時BC長為8.50 cm，當環上懸掛一支筆時，BC長為9.50 cm；當環上懸掛一個圓規時，BC長為10.00 cm。若彈性輕繩滿足胡克定律，且始終在彈性限度內，由以上數據可得(　　)
A．根據以上數據可算出此彈性輕繩的勁度系數
B．圓規的質量是筆的1.5倍
C．圓規的質量是筆的2.5倍
D．將圓規和筆一起掛在彈性繩下端時，BC長約為12 cm
12.(14分)彈簧的勁度系數是反映彈簧“軟”“硬”的物理量，由彈簧本身決定。某課外活動小組在某次活動中發現一大一小兩根彈簧，于是他們就想測定彈簧的勁度系數。他們用刻度尺測量出大彈簧比小彈簧長 0.2 m，擔心施加的力超出彈簧的彈性限度，于是就將小彈簧置于大彈簧內部，將它們一端齊平固定在地面上，另一端自然放置，如圖甲所示。當壓縮此組合彈簧時，測得力與壓縮距離之間的關系如圖乙所示。大彈簧的勁度系數k1和小彈簧的勁度系數 k2分別為多大。
課時跟蹤檢測(十二)
1．選B　壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面的，故A正確；微小的力也能使堅硬的物體發生形變，只不過發生的是微小形變，也能產生彈力，故B錯誤；彈簧測力計在稱過重物后，不受拉力作用，彈簧要恢復原狀，指針恢復到零刻度，屬于彈性形變，故C正確；根據彈力產生的條件知道只有發生彈性形變的物體，才會對它所接觸的物體產生彈力的作用，故D正確。故選B。
2．選D　腳運動狀態不能確定，則足球對腳的彈力方向也不能確定，選項A、B錯誤；足球對腳的彈力是由球的形變產生的，選項C錯誤，選項D正確。
3．選BD　用力向下壓桌面，桌面向下發生微小形變，C錯誤，D正確；桌面向下發生微小形變，變成中間低、四周高，激光器不發光一端低于發光一端，墻距離激光器較遠，因此墻上光斑明顯向上移動，A錯誤，B正確。
4．選AB　由題圖可知，彈簧測力計的量程為0～5 N，分度值為0.2 N，故A正確；彈簧測力計是根據胡克定律制成的，在彈性限度內，彈簧受到的拉力越大，彈簧伸長量越大，故B正確；使用彈簧測力計可以測量任何方向的拉力，力的方向一定沿彈簧測力計的軸線方向，故C錯誤；量程是彈簧測力計所能測量的最大值，與彈簧的長度無關，量程大的彈簧長度不一定比量程小的彈簧長度大，故D錯誤。
5．選AC　a球靜止，懸線豎直，如果受b的彈力，則a將受重力、懸線拉力和b的彈力三力作用，無法使a保持平衡，所以a、b間一定無彈力，A正確；a放在b上，b對a的彈力(支持力)恰好等于a的重力時，懸線無拉力，a可能只有受兩個力的作用(重力、支持力或重力、線的拉力)，也可能受重力、b的彈力、線的拉力三個力的作用，所以B錯誤；如果a受b的彈力，由于a、b表面光滑， 則a會向左運動，b會向右運動，不符合靜止狀態，故a、b間一定無彈力，C正確；a、b緊挨在一起置于容器內，無論a、b是否擠壓，a、b都一定處于靜止狀態，所以無法判斷a、b間是否無彈力，故D錯誤。
6．選D　圖線與橫軸的交點表示彈簧原長，由題圖可知，彈簧a的原長小于彈簧b的原長，故A正確；圖線斜率表示彈簧的彈性系數，由題圖可知，彈簧a的勁度系數大于彈簧b的彈性系數，故B正確；由胡克定律F＝kΔx可知，在彈性限度內，施加相同的力，彈簧勁度系數越大，彈簧形變量越小，由上述分析可知，彈簧b的形變量大于彈簧a的形變量，又因為彈簧a的原長小于彈簧b的原長，故用大小相等的力F拉伸彈簧，彈簧b的長度一定大于彈簧a的長度，故C正確；由C中分析可知，在彈性限度內，用大小相等的力F壓縮彈簧，b的壓縮量大但是原長長，彈簧b的長度不一定大于彈簧a的長度，故D錯誤。
7.選D　球A處于靜止狀態，球A所受的力為平衡力，即懸線對球的拉力T及桌面對球的支持力N共同作用克服重力G，T＋N＝G，若懸線恰好伸直，則T＝0，N＝G，A正確；若球剛好離開桌面，則N＝0，T＝G，B正確；也可能N＝T＝，C正確；D項不可能。
8．選B　根據胡克定律，甲同學拉力為F甲＝3kΔx，乙同學拉力為F乙＝4k·Δx，則拉力之比為3∶5，故B正確，A、C、D錯誤。
9．解析：設未提木塊m1時兩彈簧的壓縮量分別為x1、x2，根據二力平衡和胡克定律，對木塊m1有k1x1＝m1g①
對木塊m2有k2x2＝k1x1＋m2g②
當木塊m1離開彈簧k1時，彈簧k2壓縮量變為x2′
對木塊m2有k2x2′＝m2g③
由①②③解得：x1＝，x2＝，x2′＝。
木塊m1向上移動的距離為
h1＝x1＋x2－x2′＝m1g
木塊m2向上移動的距離為h2＝x2－x2′＝。
答案：　m1g
10．選B　由題意可得3kΔx＝mg，其中mg＝3 N，Δx＝1.0 cm＝10－2m，則k＝100 N/m，故B正確。
11．選B　根據以上數據不能算出此彈性輕繩的勁度系數，A錯誤；根據胡克定律k(9.5－8.5)×10－2＝m1g，k(10.00－8.5)×10－2＝m2g，解得m1∶m2＝1∶1.5，B正確，C錯誤；將圓規和筆一起掛在彈性繩下端時，BC長約為x＝8.5 cm＋(9.5－8.5)cm＋(10.00－8.5)cm＝11 cm，D錯誤。
12．解析：據題意，當壓縮量只有0.2 m的過程，只有大彈簧發生形變，從圖中讀出x＝0.2 m時，F＝2 N，
由F＝kx得k1＝＝ N/m＝10 N/m
彈簧組合形變量為0.3 m時，大彈簧的形變量為x1＝0.3 m，小彈簧的形變量x2＝0.1 m，
F1＋F2＝5 N，就有k1x1＋k2x2＝5 N，
則k2＝＝ N/m＝20 N/m。
答案：10 N/m　20 N/m
3

展開更多......

收起↑