《高中物理 第3章 實驗 探究加速度與力、質量的關系課件 新人教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第3章 實驗 探究加速度與力、質量的關系課件 新人教版必修1（58頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修遠兮路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索吾將上下而求索人教版人教版 必修必修1 相互作用相互作用第三章第三章1.1.1集合的概念2實驗：探究加速度與力、實驗：探究加速度與力、質量的關系質量的關系第三章第三章1.1.1集合的概念學習目標定位學習目標定位1課堂情景切入課堂情景切入2知識自主梳理知識自主梳理3重點難點突破重點難點突破4考點題型設計考點題型設計5課后強化作業(yè)課后強化作業(yè)6學習目標定位學習目標定位 知道常見形變和彈性形變 理解彈力的概念及產生條件掌握胡克定律，會用公式Fkx計算彈簧的彈力知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力，會判斷它們的方向課堂情景切入課堂情景
2、切入 如圖所示：被拉彎的弓把箭射出去；掛上籃子的扁擔會彎曲；跳水運動員起跳時，跳板會下彎；上述實例中的“弓”“扁擔”及“跳板”有什么共同特征？彎弓為什么能夠把箭射出去？知識自主梳理知識自主梳理1 1.形變與彈性形變 物體在力的作用下_發(fā)生改變，叫做形變；有些物體在形變后能夠_，這種形變叫做彈性形變。 彈性形變與彈力 形狀或體積形狀或體積恢復原狀恢復原狀 2彈力 (1)概念：發(fā)生_的物體，由于要恢復_，對與它_物體產生力的作用，這種力叫做彈力。 (2)彈性限度：當形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體_，這個限度叫彈性限度。 (3)彈力產生的條件： 兩物體_。 有_形變(接觸處有擠壓或拉伸)。彈
3、性形變彈性形變原狀原狀接觸的接觸的不能完全恢復原來的形狀不能完全恢復原來的形狀接觸接觸彈性彈性2 1.常見彈力 平時所說的壓力、支持力和拉力都是彈力。繩中的彈力通常稱為_。 2彈力的方向 (1)壓力和支持力的方向_于物體的接觸面，指向被壓或被_的物體。 (2)繩的拉力沿著繩而指向繩_的方向。 幾種彈力 張力張力垂直垂直支持支持收縮收縮3 1.內容 彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟_ _成正比。 2表達式 F_，其中k為彈簧的_，單位：牛頓每米，符號_，它的大小反映了彈簧的軟硬程度。 胡克定律 彈簧伸長彈簧伸長(或縮短或縮短)的長度的長度xkx勁度系數(shù)勁度系數(shù)N/m重點難點突破重點難點突破 一
4、、如何判斷一個物體是否受彈力作用 1彈力的成因 相互接觸的物體間不一定存在彈力，只有當兩個物體相互擠壓或拉伸產生彈性形變時，由于物體要恢復原狀，才在接觸位置對與它接觸的物體產生彈力。所以彈力產生的直接原因是由施力物體發(fā)生形變引起的。 3彈力有無的判斷方法 (1)直接法：對于形變比較明顯的情況，可以根據(jù)彈力產生的條件判斷：物體間相互接觸；發(fā)生彈性形變。兩個條件必須同時滿足才有彈力產生。 (2)利用假設法判斷：要判斷物體在某一接觸位置是否受彈力作用，可假設將在此處與物體接觸的物體去掉，看物體是否在該位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)，則說明物體間無彈力作用；否則有彈力作用。 (3)根據(jù)物體的運
5、動狀態(tài)判斷：看除了要研究的彈力外，物體所受的其他作用力與物體的運動狀態(tài)是否滿足相應的規(guī)律(目前主要應用二力平衡的規(guī)律)，若滿足，則無彈力存在；若不滿足，則有彈力存在。 (4)利用力的作用效果分析：如果相互接觸的物體間存在彈力，則必有相應的作用效果，或平衡其他作用力或改變受力物體的運動狀態(tài)，可利用作用效果確定彈力的有無。 如圖所示，將一個鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角燒杯中，鋼球在各容器的底部與側壁相接觸，處于靜止狀態(tài)。若鋼球和各容器都是光滑的，各容器的底部均處于水平面內，則以下說法中正確的是() 1 1 A各容器的側壁對鋼球均無彈力作用 B各容器的側壁對鋼球均有彈力作用 C量杯的側
6、壁對鋼球無彈力作用，其余兩種容器的側壁對鋼球均有彈力作用 D口大底小的普通茶杯的側壁對鋼球有彈力作用，其余兩種容器的側壁對鋼球均無彈力作用 答案：A 解析：鋼球與容器的側壁接觸，是否有彈力作用就看接觸處是否發(fā)生彈性形變，但微小形變難以覺察，只能借助假設法判斷。 假設容器側壁對鋼球無彈力作用，則鋼球受重力和容器底部對它的支持力作用，鋼球仍將處于靜止狀態(tài)，故鋼球與容器側壁雖然接觸但沒有發(fā)生彈性形變，容器側壁對鋼球無彈力作用的假設成立。 二、彈力方向的判定 發(fā)生彈性形變的物體，由于恢復原狀產生彈力，所以彈力的方向由施力物體的形變的方向決定，彈力的方向總是與施力物體形變的方向相反。 幾種常見彈力的方向
7、如下表 特別提醒： (1)壓力、支持力的方向都垂直于接觸面，確定它們方向的關鍵是找準它們的接觸面或接觸點的切面。 (2)輕桿的彈力方向具有不確定性，一般要根據(jù)物體的運動狀態(tài)結合平衡條件確定輕桿的彈力方向。 體育課上一學生將足球踢向斜臺，如圖所示，下列關于足球與斜臺作用時斜臺給足球的彈力方向的說法正確的是() 2 2 A沿v1的方向 B沿v2的方向 C先沿v1的方向后沿v2的方向 D沿垂直于斜臺斜向左上方的方向 答案：D 解析：足球與斜臺的作用是球面與平面的相互作用，足球所受彈力方向垂直于斜臺指向足球，即斜向左上方的方向，故D正確。 三、彈力大小的計算 1彈簧的彈力 (1)應用胡克定律Fkx求解
8、。 其中x為彈簧的形變量(可能為伸長量ll0，也可能為縮短量l0l)；k為彈簧的勁度系數(shù)，k只與彈簧本身有關，由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數(shù)等因素決定。它反映了彈簧的軟硬程度，k越大，彈簧越硬，其長度越難改變。 (2)彈力與彈簧伸長量的關系可用Fx圖象表示，如圖，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)。 (3)由于F1kx1，F(xiàn)2kx2，故FF2F1kx2kx1k(x2x1)kx，因此，彈簧上彈力的變化量F與形變量的變化量也成正比關系，即Fkx。 2除彈簧這樣的彈性體之外的彈力大小的計算 與物體的形變程度有關，一般要借助物體的運動狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解。比如懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止狀態(tài)時，物
9、體受繩向上的拉力和重力作用。根據(jù)二力平衡，可知繩的拉力大小等于物體重力的大小。 特別提醒： (1)無論是應用胡克定律計算彈簧彈力大小還是判斷彈簧彈力方向，都要注意彈簧是被拉伸，還是被壓縮。 (2)物體不處于平衡狀態(tài)時，物體所受的拉力或支持力不等于物體所受的重力。 如圖所示的裝置中，小球的質量均相同，彈簧和細線的質量均不計，一切摩擦忽略不計，平衡時各彈簧的彈力分別為F1、F2、F3，其大小關系是() 3 3 AF1F2F3BF1F2F2 DF3F1F2 答案：A 解析：彈簧拉伸或壓縮必然兩端同時受力才可，只有一端有力時彈簧不會被拉伸或壓縮，因彈簧均是拉住一相同質量小球，則彈力一樣大，A正確。 四
10、、實驗：探究彈力和彈簧伸長的關系 1實驗原理 (1)彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關。沿著彈簧的方向拉彈簧，當形變穩(wěn)定時，彈簧的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的。用懸掛法測量彈簧的彈力，利用的是彈簧靜止時彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等。 (2)彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可由彈簧拉長后的長度減去彈簧的原長來計算。 (3)建立坐標系，以縱坐標表示彈力大小F，以橫坐標表示彈簧的伸長量x，在坐標系中描出實驗所測得的各組(x、F)對應的點，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實驗所得的圖線，就可探究彈力大小與伸長量間的關系。 2實驗器材 輕彈簧、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架
11、臺、三角板、重垂線、坐標紙。 3實驗步驟 (1)按圖安裝實驗裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應的刻度l0。 (2)在彈簧下懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度并記下鉤碼的重力。 (3)增加鉤碼的個數(shù)，重復上述實驗過程，將數(shù)據(jù)填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長度，xll0表示彈簧的伸長量。1234567F/N0l/cmx/cm0 4.數(shù)據(jù)處理 (1)以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖。連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線。 5注意事項 (1)所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度。 (2)每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些
12、，從而使坐標上描的點盡可能稀一些，這樣作出的圖線更精確。 (3)測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差。 (4)描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側。 (5)記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力與彈簧伸長量的對應關系及單位?？键c題型設計考點題型設計一輛拖拉機停在水平地面上，下列說法中正確的是() A地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；拖拉機沒有發(fā)生形變，所以拖拉機不受彈力 B地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；拖拉機受到了向上的彈力，是因為拖拉機也發(fā)生了形變 C拖拉機受到向上的彈力
13、，是因為地面發(fā)生了形變；地面受到向下的彈力，是因為拖拉機發(fā)生了形變 D以上說法都不正確 1 彈力的產生和判斷 1 解析：分析彈力時，一定要分清哪個是施力物體，哪個是受力物體，一定記清彈力是由于施力物體發(fā)生形變對受力物體產生的作用。 拖拉機停在水平地面上，拖拉機受到的彈力是因為地面發(fā)生形變而又要恢復原狀時對阻礙恢復的物體產生的作用。地面受到的彈力是由于拖拉機發(fā)生了形變又要恢復原狀時對阻礙恢復的物體產生的作用，故選項C正確，A、B、D錯誤。 答案：C 點評：彈力是形變物體對使其形變的物體的力，彈力是從施力的角度定義的。 判斷圖中小球是否受到彈力作用，若受到彈力，請指出其施力物體。 1 1 解析：用
14、假設法來判斷小球是否受斜面的彈力，若將三個圖中的斜面去掉，則甲圖中小球無法在原位置靜止，乙和丙兩圖中小球仍靜止，所以，甲圖中小球受到斜面的彈力，施力物體是斜面，同時受細繩的彈力，施力物體是細繩；乙圖中小球只受到細繩的彈力，施力物體是細繩；丙圖中小球只受水平面的彈力，施力物體是水平面。在下圖所示圖中畫出物體P受到的各接觸點或面對它的彈力的示意圖，其中甲、乙、丙中物體P處于靜止狀態(tài)，丁中物體P(即球)在水平面上勻速滾動。2 彈力的方向 2 解析：甲屬于繩的拉力，應沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上；乙中A點屬于點與球面相接觸，彈力應垂直于球面的切面斜向上，必過球心O，B點屬于點與桿相接觸，
15、彈力應垂直于桿斜向上；丙中A、B兩點都是球面與平面相接觸，彈力應垂直于平面，且必過球心，所以A處彈力方向水平向右，B處彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心；丁中小球P不管運動與否，都是屬于平面與球面相接觸，彈力應垂直于平面，且過球心，即向上。 它們所受彈力的示意圖如圖所示。 點評：判斷彈力方向應把握以下三種情況： (1)當面(或曲面)接觸，彈力垂直于面。 (2)繩上彈力沿繩并指向繩收縮方向。 (3)與球面接觸的彈力方向延長線或反向延長線過球心。 (昌樂二中20132014學年高一上學期檢測)如圖所示，用拇指、食指捏住圓規(guī)的一個針腳，另一個有鉛筆芯的腳支撐在手掌心位置，使OA水平，然后在外端掛上一
16、些不太重的物品，這時針腳A、B對手指和手掌均有作用力，對這兩個作用力方向的判斷，下列各圖中大致正確的是() 2 2 答案：C 解析：可轉動桿問題中桿上力的方向一定沿桿方向，才會使桿不發(fā)生轉動，圖中桿應為可繞B點轉動桿，則C正確。 某同學用如圖所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關系的實驗。他先測出不掛砝碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上砝碼，并逐個增加砝碼，測出指針所指的標尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：(重力加速度g9.8m/s2) 3 探究彈力和彈簧伸長的關系 3砝碼質量m102g01.002.003.004.005.006.007.00標尺刻度x102m15.0018.9422.822
17、6.7830.6634.6042.0054.50 (1)根據(jù)所得數(shù)據(jù)，在答題卡的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度x與砝碼質量m的關系曲線。 (2)根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關系曲線可以判斷，在_N范圍內彈力大小與彈簧伸長關系滿足胡克定律，這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為_N/m。 (3)從上述數(shù)據(jù)和圖線中分析，請對這個研究課題提出兩個有價值建議。 建議一：_ 建議二：_ 解析：(1)根據(jù)題目中所測量的數(shù)據(jù)進行描點，然后用平滑的曲線(或直線)連結各點，在連結時應讓盡量多的點落在線上。(偏差比較大的點舍去)不在線上的點盡量平均分配在線的兩側，如圖。 點評：在物理學中經常用圖象處理物理問題，應用圖象的好處是：直觀
18、、方便， 根據(jù)已有數(shù)據(jù)選擇坐標軸的標度是作好圖象的關鍵。作圖象的方法是：用平滑的曲線(或直線)將坐標紙上的各點連接起來，若是直線，應使各點均勻分布于直線兩側，偏離直線太遠的點應舍棄，有時可以通過改變物理量的方法，把曲線變?yōu)橹本€，使圖象更直觀。 (中山市20132014學年高一上學期期末)如下圖(1)所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼，探究在彈性限度內彈簧彈力與彈簧伸長長度的關系。 3 3 為完成實驗，還需要的實驗器材有：_ _。 實驗中需要測量的物理量有：_ _。 圖(1)是彈簧所受彈力F與彈簧伸長長度x的Fx圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_N/m，圖線不過原點的原因是由于_。 答案：刻度尺彈簧的原長、彈簧所受外力與對應的伸長量200N/m；彈簧有自重
高中物理 第3章 實驗 探究加速度與力、質量的關系課件 新人教版必修1
