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1、第三章相互作用 第四课时三、弹力(下)【教学要求】知道什么是弹力以及弹力产生的条件. 知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的图示(力的示意图)中正确画出它们的方向. 知道形变越大,弹力越大. 知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比. 说明:关于弹力,中学阶段经常遇到大都是支持物的支持力(或对支持物的压力)和绳的拉力,教材着重讲解这两种情况. 至于这两种情况中弹力的大小在解题中往往是未知的,需要列出动力学方程(或平衡方程)方能解出,因此这里一般不涉及求解支持力和拉力的较复杂的题目. 作为特殊情况,可出现应用二力平衡求解的题目. 【教学器材】教学三角板,彩色粉笔,弹簧秤【知识建构】引
2、子:上节课我们重点学习了弹力方向的判定. 本节课研究弹簧弹力大小的计算. 胡克定律:公式: 其中,为劲度系数;是拉伸或压缩的形变量(长度改变量). 条件:弹簧在弹性限度内受到外力的作用发生的形变. 图象:用描点作图法求得图象. 详细说明见学生实验:探索弹力和弹簧伸长的关系. 某弹簧,受到拉力为时,弹簧长度为;受到拉力为时,弹簧长度为。求该弹簧的倔强系数和原长. 解:拉力为时,有拉力为时,有故解得:某弹簧秤,不挂重物时,示数为;挂重物时,示数为(仍在弹性限度范围之内),则当示数为时,所挂物体的实际重力为多少?解:据胡克定律有: ,即;解得:如图,大弹簧比小弹簧长米,当压缩此组合弹簧(弹簧组)时,
3、测得图象图如图所示,求两个弹簧的劲度系数和. 解:根据坐标点来列方程 即: 点拔:关键是深刻理解:“在弹性限度范围内,弹簧的形变量与所受外力成正比”. 如图所示,A、B是两个相同的轻弹簧,原长,劲度系数,如果图中悬挂的两个物体质量均为,则两个弹簧的总长度为( ) A22 cm B24 cm C26 cm D28 cm 答案:略. 【课后思考】判断:在轻绳下吊一个小铁球,则球对绳的拉力是绳子形变产生的吗?答案:不是;而是铁球形变产生的. 点评:物体的形变方向与这个形变产生的弹力方向相同;物体的形变方向与引起这个形变的外力方向相反。即:练习:光滑平面,球压缩弹簧的过程中,弹簧对球的力使球减速,此力
4、是弹簧发生形变而产生的。判断: 弹力的方向总与这个弹力的施力物体的弹性形变方向相反() 弹力的方向总与这个弹力的受力物体的弹性形变方向相同() 相互作用的两个弹力因其方向相反,故彼此产生形变方向也相反()【课后扩展】弹簧的等效劲度系数并联弹簧的等效劲度系数如下面左图所示,设有根劲度系数为的相同弹簧并在一起,两端受拉力时,每根弹簧的伸长量均为:. 把这根弹簧的并联组合看成一根弹簧,受同样拉力伸长同样长度时,则所以,根相同弹簧并联的等效劲度系数为,即增大为一根弹簧的倍串联弹簧的等效劲度系数如上面右图所示,设有根劲度系数为的相同弹簧串联在一起,受拉力时,每根弹簧的弹力均为,伸长量均为,根弹簧的总伸长
5、量为 把这根弹簧的串联组合看成一根弹簧,受同样拉力伸长同样长度时,则 所以,根相同弹簧串联的等效劲度系数为劲度系数()的决定因素 劲度系数不同于比热、密度等反映物质特性的物理量,它反映的是某根具体弹簧的力学特性 研究表明,物体受到外力作用发生伸长形变时,由于内部各质点的相对位置发生变化,各质点间会产生附加内力,即弹力()单位面积上的内力跟相对伸长()成正比,即 或表示为. 这个关系称为胡克定律式中由材料性质决定的量,称为弹性模量. 变换上式,得发生伸长形变时的弹力,式中称为劲度系数. 它不仅跟材料有关,还跟材料的横截面积和原长有关. 因此,一根弹簧被截成几段,由于原长不同,每段的值会发生变化.结语:前面我们着重学习了弹簧弹力的大小计算,注意:关键是深刻理解:“在弹性限度范围内,弹簧的形变量与所受外力成正比”。