2019-2020年高中物理必修一3.1《探究形變與彈力的關(guān)系》word學(xué)案.doc

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2019-2020年高中物理必修一3.1《探究形變與彈力的關(guān)系》word學(xué)案 課前自主預(yù)習(xí) 1．形變：物體在外力的作用下 或 發(fā)生變化稱(chēng)為形變。 （1）任何物體都會(huì)發(fā)生形變。微小的形變常常采用 法顯示。 （2）形變的種類(lèi)有： 形變、 形變、 形變和 形變。 2．彈性形變：發(fā)生形變的物體，當(dāng)外力撤除后，物體能夠 原狀的形變。 非彈性形變：發(fā)生形變的物體，當(dāng)外力撤除后，物體不能夠 原狀的形變。 彈性限度：發(fā)生彈性形變的物體，外力撤除后能夠完全恢復(fù)原狀的 形變。 3．（1）力的三要素：不同的力，其作用效果不同，影響力的作用效果的因素有：力的 、 和 ，物理學(xué)中稱(chēng)之為力的三要素。 （2）在物理學(xué)中，通常用力的 或力的 來(lái)簡(jiǎn)明扼要地表示某個(gè)力。用一 線段表示力，得到的圖稱(chēng)為力的示意圖。用線段的 表示力的大小，線段的 指向力的方向， （或 ）表示力的作用點(diǎn)，得到的圖就成為力的圖示。 (3)力的示意圖與力的圖示的區(qū)別是 4.（單選）關(guān)于彈性形變的概念，下列說(shuō)法中正確的是（　　） A.物體形狀的改變叫彈性形變 B.物體在外力停止作用后的形變，叫彈性形變 C.一根鐵桿用力彎折后的形變就是彈性形變 D.物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原來(lái)形狀的形變，叫彈性形變 5．（單選）關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)k,下列說(shuō)法正確的是( ) A.與彈簧所受的拉力大小有關(guān),拉力越大,k值也越大 B.由彈簧本身決定,與彈簧所受的拉力大小及形變程度無(wú)關(guān) C.與彈簧發(fā)生的形變的大小有關(guān),形變?cè)酱?k值越小 D.與彈簧本身特性,所受拉力的大小.形變大小都無(wú)關(guān) 【自主學(xué)習(xí)】參考答案 一．1．形狀，體積；放大；拉伸，壓縮，彎曲，扭曲。 2．完全恢復(fù)。；完全恢復(fù)。；最大。3．（1）大小，方向，作用點(diǎn) （2）.示意圖，圖示，帶有箭頭的有向，長(zhǎng)短，箭頭，箭尾,箭頭（3）力的示意圖沒(méi)有表示力的大小，力的圖示完整的表達(dá)了力的三大要素. 4.解釋?zhuān)焊鶕?jù)彈性形變的定義，能夠完全恢復(fù)原狀的形變叫彈性形變可知A、B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D答案正確。 5.根據(jù)彈簧的勁度系數(shù)k由彈簧本身決定，與彈簧所受外力及形變程度無(wú)關(guān)，可知答案B正確。 課堂互動(dòng)探究 圖3-1-1 知識(shí)點(diǎn)1 彈力的產(chǎn)生 新知探究 如圖3-1-1所示，被彎曲的細(xì)木棍能把圓木推開(kāi)，圓木被推開(kāi)的原因是圓木受到細(xì)木棍的 作用。細(xì)木棍對(duì)圓木產(chǎn)生彈力需要兩個(gè)條件，一是，細(xì)木棍與圓木相互 ；二是，細(xì)木棍與圓木相互擠壓產(chǎn)生 形變。 答案：彈力、接觸、彈性 重點(diǎn)歸納 對(duì)彈力產(chǎn)生條件的理解 （1）發(fā)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的、并使它發(fā)生形變的另一個(gè)物體產(chǎn)生的作用力叫彈力。 （2）產(chǎn)生彈力的條件：兩物體既要接觸，又要發(fā)生形變。 （3）形變和物體間彈力是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失的。 （4）通常所說(shuō)的壓力、推力、拉力、張力、浮力、支持力等，本質(zhì)上都是彈力。 （5）彈力是接觸力，物體和周?chē)袔讉€(gè)接觸面，就可能有幾個(gè)彈力，但不一定有。 （6）形變不明顯時(shí)彈力是否存在的判斷方法（假設(shè)法）：假設(shè)在該處將與物體接觸的另一物體去掉，看物體還能否在原位置保持原來(lái)的狀態(tài)，從而判斷該物體是否受彈力作用。 [例1]分析圖3-1-2中甲乙丙中接觸面對(duì)小球（物塊）是否有彈力作用？甲乙丙三圖的物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。 圖3-1-2 解析：甲圖， 如果物塊與斜面體間不存在彈力，則物塊所受合力不能為零，物塊不能處于靜止?fàn)顟B(tài)；已圖，如果水平面與小球間沒(méi)有彈力，則小球?qū)⒇Q直向下掉，擋板與小球間如果沒(méi)有存在彈力擋板將不能處于靜止?fàn)顟B(tài)；丙圖水平面如果沒(méi)有彈力則小球?qū)⒃谥亓ψ饔孟孪蛳逻\(yùn)動(dòng)，斜面若有彈力則小球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將改變，故斜面與小球間沒(méi)有彈力。 圖3-1-3 點(diǎn)評(píng)：掌握產(chǎn)生彈力的條件是理解彈力概念的前提，采用撤力法是分析彈力是否存在最常用的方法，特別是分析微小形變產(chǎn)生的彈力。 觸類(lèi)旁通 1.（單選）如圖3-1-3所示，一小球用兩根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩2恰好呈豎直狀態(tài)，則小球所受的作用力有（ ） A．1個(gè) B．2個(gè) C．3個(gè) D．4個(gè) 解析：假設(shè)繩1對(duì)小球有作用力，該作用力的方向斜向左上方，另外，球在豎直方向上受重力和繩2的拉力，在這三個(gè)力的作用下小球不可能保持平衡而靜止，所以繩1不可能對(duì)小球施加拉力，選項(xiàng)B正確。 答案：B． 知識(shí)點(diǎn)2 彈力的方向 新知探究 圖3-1-4 圖3-1-5 情景一：xx年3月27日，中國(guó)射箭隊(duì)奧運(yùn)選拔賽第二階段比賽在廣州黃村訓(xùn)練基地全部結(jié)束，男女隊(duì)共6名出征倫敦奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員名單揭曉，福安籍射箭運(yùn)動(dòng)員劉招武將與邢宇、戴小祥組成新的男子“三箭客”，代表中國(guó)隊(duì)參加比賽。如圖3-1-4所示，弓的形狀向 發(fā)生了形變，對(duì)箭有一個(gè)向 的彈力。形變的方向與彈力的方向 。 情景二：北京時(shí)間3月11日，xx年國(guó)際田聯(lián)室內(nèi)世錦賽在土耳其伊斯坦布爾展開(kāi)最后一日的爭(zhēng)奪，在女子撐桿跳高決賽中，俄羅斯撐桿跳女皇伊辛巴耶娃盡管三次沖擊5米02世界紀(jì)錄失敗，但仍以4米80輕松奪冠。如圖3-1-5所示，桿的形狀向 彎，桿對(duì)人的彈力向 ，形變的方向與彈力的方向 。 情景一：左，右，相反；情景二：下，上，相反。 重點(diǎn)歸納 對(duì)彈力的方向的理解 1.總是和作用在物體上、使物體發(fā)生形變的外力的方向相反，或者說(shuō)和形變方向相反。 2.支持力的方向 面面接觸：垂直于支持面 點(diǎn)面接觸：垂直于支持面，指向被支持的物體 點(diǎn)點(diǎn)接觸：垂直于接觸點(diǎn)處的切面 3.繩子產(chǎn)生彈力（通常稱(chēng)為拉力）：方向總沿著繩子而指向繩子收縮的方向。 4.桿子產(chǎn)生的彈力 方向可能是沿桿子方向，起拉力或支持力作用 方向也可能不沿桿子方向，起支持力或拉力作用 [例2] 圖3-1-6中，物體A靜止。畫(huà)出物體A所受彈力的示意圖 A A A F A A A 圖1 圖2 圖3 圖4 圖5 圖3-1-6 解析：答案如圖3-1-7 A A A F A A A 答圖1 答圖2 答圖3 答圖4 答圖5 圖3-1-7 觸類(lèi)旁通 2.如圖3-1-8所示，桿子的A端被繩子拉住，B端放在一個(gè)球形容器內(nèi)。試分析畫(huà)出桿子AB受到的彈力的方向。 圖3-1-8 答圖3-1-8 圖3-1-10 解析：如答圖3-1-8所示，A端受到的是繩子產(chǎn)生的彈力TA，其方向沿繩子收縮方向；B端和容器的接觸方式是“點(diǎn)點(diǎn)接觸”，所以B端受到的彈力NB垂直于接觸點(diǎn)處的切面指向球心，而不沿桿子方向。分析彈力的方向是個(gè)難點(diǎn)，要想準(zhǔn)確地分析出彈力的方向，必須從下面幾個(gè)方面著手：首先判斷那些接觸點(diǎn)或接觸面處是否有彈力存在。其次分析彈力的種類(lèi)是繩子產(chǎn)生的彈力、桿子產(chǎn)生的彈力還是支持面產(chǎn)生的彈力。最后按各種彈力方向的特點(diǎn)畫(huà)出彈力的方向。 知識(shí)點(diǎn)3 胡克定律 新知探究 圖3-1-9 情景一:xx年3月27日，為期一年的射箭奧運(yùn)資格賽終于結(jié)束，廣東女子射箭新秀方玉婷以總積分第二名的身份，獲得xx年倫敦奧運(yùn)會(huì)射箭女子個(gè)人/團(tuán)體賽參賽資格。如圖3-1-9所示，方玉婷把弓拉得越滿(mǎn)則箭射得 ；因?yàn)楣迷綕M(mǎn) 越大， 越大。 情景二：英國(guó)力學(xué)家胡克經(jīng)過(guò)多年研究總結(jié)出出彈性定律。胡克的彈性定律指出：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力f和彈簧的長(zhǎng)度變化量x成 ，即。k是彈簧的勁度系數(shù)，它由 決定，負(fù)號(hào)表示彈簧所產(chǎn)生的彈力與其伸長(zhǎng)（或壓縮）的方向 。 答案： 情景一：越遠(yuǎn)，形變，彈力；情景二： 正比、材料、相反 重點(diǎn)歸納 對(duì)胡克定律的理解 1.在彈性限度內(nèi)，彈力和彈簧的型變量x大小成正比，即。k成為勁度系數(shù)，其單位為N/m. 2. 勁度系數(shù)k的物理意義：數(shù)值上等于彈簧發(fā)生單位長(zhǎng)度形變時(shí)產(chǎn)生的彈力大小。 3.決定勁度系數(shù)k的因素：由彈簧的材料、粗細(xì)、長(zhǎng)度、單位長(zhǎng)度內(nèi)彈簧的匝數(shù)等決定，與彈力的大小、形變量無(wú)關(guān)。 4.胡克定律的另一種表述：因?yàn)樵趶椥韵薅葍?nèi)彈簧的彈力F和X成正比，故胡克定律又可以變形為，其中為彈力的變化量，為形變量的變化量。 [例3] 如圖3-1-11所示為一輕質(zhì)彈簧的長(zhǎng)度L和彈力F大小的關(guān)系，試由圖線確定： 圖3-1-11 (1)彈簧的原長(zhǎng)________； (2)彈簧的勁度系數(shù)k=________； (3)彈簧伸長(zhǎng)0.05m時(shí)，彈力的大小________。 解釋?zhuān)海?）由胡克定律得：當(dāng)f=0時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)；（2）由圖3-1-11可知當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)或壓縮5cm時(shí)， f=10N，根據(jù)可知k=200N/m；（3）彈簧伸長(zhǎng)0.05m時(shí)，根據(jù)可知f=10N。 觸類(lèi)旁通 圖3-1-12 3. （單選）如圖3-1-12所示，A、B是兩個(gè)相同的輕彈簧，原長(zhǎng)都是L0＝10 cm，勁度系數(shù)為k＝500 N/m.若圖中懸掛的兩重物質(zhì)量均為m，現(xiàn)測(cè)得兩個(gè)彈簧的總長(zhǎng)為26 cm，則(取g＝10 m/s2)(　　) A．m＝3 kg　　　　　　　 B．m＝2 kg C．m＝1.5 kg D．m＝1 kg 解析：對(duì)B彈簧有kxB＝mg，對(duì)A彈簧有kxA＝2mg，得xA＋xB＝， m＝＝ ＝ kg＝1 kg.故選項(xiàng)D正確． 答案：D 方法技巧\易錯(cuò)易混\實(shí)驗(yàn)透視 實(shí)驗(yàn)透視 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 1. 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系； 2. 學(xué)會(huì)利用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)． 【實(shí)驗(yàn)原理】 1.在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。 2.彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了。 圖3-1-13 【實(shí)驗(yàn)器材】 鐵架臺(tái)、坐標(biāo)紙、彈簧、鉛筆、鉤碼若干、重錘線、三角板毫、毫米刻度尺。 【實(shí)驗(yàn)步驟】 1.一起安裝調(diào)試 按圖3-1-13安裝實(shí)驗(yàn)裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度。 2.測(cè)量與記錄 (1)在彈簧下懸掛一個(gè)鉤碼，平衡時(shí)記下彈簧的總長(zhǎng)度并記下鉤碼的重力． (2)增加鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，將數(shù)據(jù)填入表格，以F表示彈力，L表示彈簧的總長(zhǎng)度，表示彈簧的伸長(zhǎng)量. 1 2 3 4 5 6 7 F/N L/cm x/cm （3）以彈力F（大小等于所掛鉤碼的重力）為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量X為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖，連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量X變化的圖像。 圖3-1-14 （4）以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫(xiě)出彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù)，這個(gè)常數(shù)也可根據(jù)F-X圖像的斜率求解， 如下表是某同學(xué)為探索彈簧的彈力和伸長(zhǎng)的關(guān)系所測(cè)的幾組數(shù)據(jù)． 1 2 3 4 5 F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 x/cm 2.61 5.08 6.89 9.8 12.4 （1）請(qǐng)你在圖3-1-14的坐標(biāo)系中作出F－x圖線． （2）寫(xiě)出曲線所代表的函數(shù)式； （3）解釋函數(shù)表達(dá)式中的常量的物理意義． 　　解析：根據(jù)表中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，結(jié)合數(shù)學(xué)中函數(shù)圖象的知識(shí)解決問(wèn)題． 答圖3-1-14 　?。?）根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布與走向，應(yīng)作出一條直線，使直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同，這樣可以減少偶然誤差，如答圖3-1-14所示． 　?。?）設(shè)直線斜率為k，由數(shù)學(xué)知識(shí)知，F(xiàn)＝kx＋C．在直線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)（可以減小誤差），如點(diǎn)（9.8，2.0）與（2.1，0.5），并代入上式得k＝0.2N/cm，C＝0.05N．所以函數(shù)表達(dá)式為：F＝（0.2x＋0.05）N． 　?。?）由F＝kx＋C知，當(dāng)x＝0時(shí)，F(xiàn)＝C，因此，式中常數(shù)C表示彈簧的重力0.05N．若忽略彈簧的重量，則F＝kx，因此，式中常數(shù)k＝F/x表示使彈簧形變單位長(zhǎng)度時(shí)彈簧的彈力，即勁度系數(shù)． 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力大小跟彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度X成正比（胡克定律） 其中：K——彈簧的勁度系數(shù)； X——彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度 單位：牛每米，符號(hào)N/m ； 【注意事項(xiàng)】 1.所掛鉤碼不要過(guò)重，以免彈簧超出它的彈性限度． 2.每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的點(diǎn)盡可能稀疏一些，這樣作出的圖線較為精確． 3.測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差． 4.描點(diǎn)畫(huà)線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在圖線上，但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在圖線的兩側(cè)． 5.記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位． [例4] （單選）下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的說(shuō)法中正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)中k的具體數(shù)值必須計(jì)算出來(lái) B．如果沒(méi)有測(cè)出彈簧原長(zhǎng)，用彈簧長(zhǎng)度L代替x，F(xiàn)—L圖線也是過(guò)原點(diǎn)的一條直線 C．利用F—x直線可求出k值 D．實(shí)驗(yàn)時(shí)要把所有點(diǎn)連到線上，才能探索得到真實(shí)規(guī)律 解析：本實(shí)驗(yàn)是探究彈力F和彈簧伸長(zhǎng)量x之間的關(guān)系，若畫(huà)出F—x圖像，則斜率為k值，若用彈簧長(zhǎng)度L代替x，則圖線不過(guò)原點(diǎn)，會(huì)與橫軸L有一截距L0，L0為彈簧原長(zhǎng)，所以A、B錯(cuò)，C對(duì)．把描出的各點(diǎn)連線時(shí)，不一定把所有的點(diǎn)都連在線上，只要使不在線上的各點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)即可，D錯(cuò)． 答案：C [例5] （單選）某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)，再把彈簧豎直懸掛起來(lái)，掛上砝碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L，把()作為彈簧的伸長(zhǎng)量X，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫(huà)出的圖線可能是圖3-1-15所示圖像中的(　　) 圖3-1-15 解析：本題主要考查用圖像法來(lái)描述彈簧的彈力與其伸長(zhǎng)量間的關(guān)系．由于考慮彈簧自身重力的影響，當(dāng)不掛鉤碼時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量x≠0，所以選C. 答案：C 觸類(lèi)旁通 圖3-1-16 4. 某同學(xué)在研究學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問(wèn)題：一輕彈簧豎直懸掛在某一深度為h＝25.0 cm、且開(kāi)口向下的小筒中(沒(méi)有外力作用時(shí)彈簧的下部分位于筒內(nèi)，但測(cè)力計(jì)可以與彈簧的下端接觸)，如圖3-1-17甲所示．如果本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)出筒的下端彈簧的長(zhǎng)度L，現(xiàn)要測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過(guò)改變L而測(cè)出對(duì)應(yīng)的彈力F，作出F－L變化的圖線如圖3-1-16已所示，則彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m，彈簧的原長(zhǎng)L0＝________cm. 解析：根據(jù)胡克定律F＝k(h＋L－L0)＝kL＋k(h－L0)，從圖中知道當(dāng)L＝0時(shí)F＝10 N；當(dāng)L＝10 cm時(shí)，F(xiàn)＝20 N；代入方程聯(lián)立得k＝100 N/m，L0＝15.0 cm. 答案：100　15.0 5．(xx揭陽(yáng)高一質(zhì)檢)為了探究彈簧彈力F和彈簧伸長(zhǎng)量x的關(guān)系，李強(qiáng)同學(xué)選了甲、乙圖3-1-17 兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出如圖3-1-17所示的圖像．從圖像上看，該同學(xué)沒(méi)能完全按實(shí)驗(yàn)要求做，使圖像上端成為曲線，圖像上端成為曲線是因?yàn)開(kāi)_______．這兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為：甲彈簧為_(kāi)_______N/m，乙彈簧為_(kāi)_______N/m.若要制作一個(gè)精確度較高的彈簧測(cè)力計(jì)，應(yīng)選彈簧________(填“甲”或“乙”)． 解析：圖像上端成為曲線是因?yàn)閺椈沙鰪椥韵薅?，彈力與伸長(zhǎng)量不成正比了．根據(jù)胡克定律得，要制作一個(gè)精確度較高的彈簧測(cè)力計(jì)，則應(yīng)選勁度系數(shù)小的彈簧，即甲． 答案：彈簧超出彈性限度，彈力與彈簧伸長(zhǎng)量不成正比了　66.7　200　甲 隨堂練習(xí) 一、單項(xiàng)選擇題 圖3-1-18 1.如圖3-1-18所示，A、B、C三個(gè)物體疊放在桌面上，在A的上面再加一個(gè)作用力F，則C物體受到豎直方向的作用力除了所受的重力之外還有（ ） A．1個(gè)力 B．2個(gè)力 C．3個(gè)力 D．4個(gè)力 解析：C物體在豎直方向還受到B對(duì)它的壓力和地面對(duì)它的支持力，故選項(xiàng)B正確。 答案：B． 2．探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，在彈性限度內(nèi)，懸掛15N重物時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為0.16m；懸掛20N重物時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為0.18m，則彈簧的原長(zhǎng)L0和勁度系數(shù)k分別為（ ） A．L0=0.02m，k=500N/m B．L0=0.10m，k=500N/m C．L0=0.02m，k=250N/m D．L0=0.10m，k=250N/m 解析：由胡克定律F=k x =k (L- L0)，得15=k(0.16-L0) ① 20=k(0.18-L0) ②聯(lián)立方程①②解得L0=0.10m k =250N/m 答案：D． 3．用40N的力豎直向上提一重物，用力的圖示法表示這個(gè)力，如圖3-1-19所示正確的是（ ） F=40N C 10N F=40N F=40N A D F=40N 10NB F=40N C 10N 圖3-1-19 解析：A選項(xiàng)沒(méi)有畫(huà)出箭頭表示力的方向，沒(méi)有定基本標(biāo)度，B選項(xiàng)沒(méi)有定標(biāo)，沒(méi)有表示出力的大小。C選項(xiàng)力的線段的長(zhǎng)短標(biāo)少了。D選項(xiàng)正確。 答案：D 二．雙項(xiàng)選擇題 4. 關(guān)于彈力下列說(shuō)法不正確的是( ) A．靜止在水平面上的物體所受的重力就是它對(duì)水平面的壓力 B．壓力、支持力、繩中的張力都屬于彈力 C．彈力的大小與物體的形變程度有關(guān)，在彈性限度內(nèi)形變程度越大，彈力越大 D．彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相反 解析：A選項(xiàng)的重力是物體受到地球的萬(wàn)有引力，物體對(duì)水平面的壓力是物體發(fā)生了彈性形變產(chǎn)生的，故A錯(cuò)；D選項(xiàng)彈力的方向與施力物體恢復(fù)形變的方向相同，故D錯(cuò)。 答案：AD 5．關(guān)于胡克定律的下列說(shuō)法，正確的是 （ ） A．拉力相同、伸長(zhǎng)也相同的彈簧，它們的勁度相同 B．勁度相同的彈簧，彈簧的伸長(zhǎng)相同 C．知道彈簧的勁度，就可以算出任何拉力下的彈簧伸長(zhǎng) D．勁度和拉力、伸長(zhǎng)沒(méi)有關(guān)系，它只決定于彈簧的材料、長(zhǎng)度、彈簧絲的粗細(xì) 答案：AD 課后鞏固提升 一、單項(xiàng)選擇題 1．關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)k，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．與彈簧所受的拉力大小有關(guān)，拉力越大，k值也越大 B．由彈簧本身決定，與彈簧所受的拉力大小及形變程度無(wú)關(guān) C．與彈簧發(fā)生的形變的大小有關(guān)，形變?cè)酱?，k值越小 D．與彈簧本身特性，所受拉力的大小，形變大小都無(wú)關(guān) 解析: 勁度系數(shù)k由彈簧的材料、粗細(xì)、長(zhǎng)度、單位長(zhǎng)度內(nèi)彈簧的匝數(shù)等決定，與彈力的大小、形變量無(wú)關(guān)?？芍鸢窧正確，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。答案：B 2．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．木塊放在桌面上受到向上的支持力，這是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的 B．用一根細(xì)竹桿撥動(dòng)水中的木頭，木頭受到竹桿的推力，這是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的 C．繩對(duì)物體的拉力方向總是豎直向上 D．掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是由于電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的 解析：A選項(xiàng)中木塊受到向上的支持力是由于桌面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的；B選項(xiàng)中的木頭動(dòng)起來(lái)是因?yàn)橹駰U發(fā)生了形變；C選項(xiàng)中繩對(duì)物體的拉力總是沿繩方向。答案：D 3．如圖3-1-20所示，A、B疊放在水平地面上，則地面受到的壓力是(　　) 圖3-1-20 A．A和B對(duì)地面的壓力之和 B．B對(duì)地面的壓力 C．B的重力 D．A和B的重力 解析：地面受到的壓力是因?yàn)槲飰KB發(fā)生了形變而產(chǎn)生的。可知答案B正確。答案：B 圖3-1-21 4．如圖3-1-21所示，對(duì)靜止于水平地面上的重為G的木塊，施加一豎直向上的逐漸增大的力F，若F總小于G，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．木塊對(duì)地面的壓力隨F增大而增大 B．木塊對(duì)地面的壓力隨F增大而減小 C．木塊對(duì)地面的壓力和地面對(duì)木塊的支持力是一對(duì)平衡力 D．木塊對(duì)地面的壓力就是木塊的重力 解析：木塊收到豎直向下的重力G，向上的拉力F和地面對(duì)木塊的彈力N，三力合力為零。即，可知，F(xiàn)增大，N減小，答案B正確；木塊對(duì)地面的壓力是木塊發(fā)生微小形變二產(chǎn)生的，木塊的重力是木塊收到地球的吸引而產(chǎn)生，不是同一個(gè)力，可知答案D錯(cuò)誤。答案：B 二、雙項(xiàng)選擇題 5. 下列各種情況中，屬于彈性形變的有(　　) A．撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員起跳中，撐桿的形變 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 解析：彈性形變指的是能夠恢復(fù)原狀的形變，故知答案AB正確。答案：AB 6. 一彈簧原長(zhǎng)15cm，受10N外力作用時(shí)變?yōu)?7 cm長(zhǎng)，若作用在彈簧上的外力大小為20N時(shí)，彈簧仍然在彈性限度內(nèi)，則此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度可能為（ ） A．0.19 m B．0.14 m C．0.24 m D．0.11 m 解析：由胡克定律F1=kx1=k (L1-L0)可得彈簧的勁度系數(shù)為： k=F1/(L1-L0)=10N/(0.17m-0.15m)=500N/m 若F2=20N是拉力，則由胡克定律F2=kx2=k (L2-L0)可得彈簧的長(zhǎng)度為 L2= F2 / k+ L0 =20N/(500N/m)+0.15m=0.19m 若F3=20N是壓力，則由胡克定律F3=kx3=k (L0-L3)可得彈簧的長(zhǎng)度為 L3= L0-F3 / k =0.15m-20N/(500N/m)=0.11m． 答案：AD． 圖3-1-22 7．如圖3-1-22所示，a、b為兩根相連的輕質(zhì)彈簧，它們的勁度系數(shù)分別為ka=1103N/m，kb=2103N/m．原長(zhǎng)分別為L(zhǎng)a=6cm，Lb=4cm．在下端掛一物體，物體受到的重力為G=10N，平衡時(shí)（ ） A．彈簧a下端的拉力為4N，b下端的拉力為6N B．彈簧a下端的拉力為10N，b下端的拉力為10N C．彈簧a的長(zhǎng)度為7 cm，b的長(zhǎng)度為4.5cm D．彈簧a的長(zhǎng)度為6.4cm，b的長(zhǎng)度為3.3cm 解析：對(duì)物體G受力分析，由平衡條件可知，彈簧a、b產(chǎn)生的彈力均為10N．由胡克定律F=k x可算出a的長(zhǎng)度為x a=7cm，b的長(zhǎng)度為x b= 4.5cm故選項(xiàng)B、C正確。 答案：BC． 8．一根輕繩子受200N的拉力就會(huì)拉斷，在下列哪些受力情況下，繩子將會(huì)被拉斷（ ） A．兩個(gè)人沿相反方向同時(shí)用100N的力拉繩 B．兩個(gè)人沿相反方向同時(shí)用200N的力拉繩 C．若將繩的一端固定，人用100N的力拉繩的另一端 D．若將繩的一端固定，人用200N的力拉繩的另一端 解析：繩子一端固定，另一端用力拉，繩子兩端受到的拉力是平衡力，大小相等，繩子受到的拉力，大小就等于其中一端的拉力，故選項(xiàng)B、D正確。 答案：BD． 9．關(guān)于彈力，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．兩物體間有彈力作用時(shí)，一定是相互接觸的 B．放在桌面上的書(shū)本，它對(duì)桌面的壓力是由于桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的 C．放在桌面上的書(shū)本，它受到桌面的支持力是由于桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的 D．繩子對(duì)物體的拉力總是豎直向上的 解析：產(chǎn)生彈力的條件是兩物體既要接觸，又要發(fā)生形變，故選項(xiàng)A正確；一個(gè)物體之所以會(huì)對(duì)別的物體產(chǎn)生彈力，是因?yàn)檫@個(gè)物體發(fā)生了形變而需要恢復(fù)原狀，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；繩子對(duì)物體的拉力方向總是指向繩子的收縮方向，而繩子的收縮方向什么情況都有可能，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案：AC． 三．非選擇題 10.畫(huà)出圖3-1-23中靜止物體A所受彈力的示意圖． 圖3-1-23 答案：如答圖3-1-22 答圖3-1-23 11. 如圖3-1-24所示，繩對(duì)物體豎直向上的拉力大小為150N，用力的圖示法表示拉力。 圖3-3-7 答圖3-1-24 50N 答案：如答圖3-1-24所示。 12.某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，并測(cè)彈簧的勁度系數(shù)k.做法是先將待測(cè)彈簧的一端固定在鐵架臺(tái)上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上．當(dāng)彈簧自然下垂時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作；彈簧下端掛一個(gè)50 g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作；彈簧下端掛兩個(gè)50 g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作；……；掛七個(gè)50 g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作. (1)下表記錄的是該同學(xué)已測(cè)出的5個(gè)值，其中有兩個(gè)數(shù)值在記錄時(shí)有誤，它們的代表符號(hào)分別是________和________. 代表符號(hào) 刻度數(shù)值/cm 1.70 3.40 5.10 8.60 10.3 12.1 (2)實(shí)驗(yàn)中，和兩個(gè)值還沒(méi)有測(cè)定，請(qǐng)你根據(jù)圖3-1-24將這兩個(gè)測(cè)量值填入上表中． 圖3-1-24 (3)為了充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)，該同學(xué)將所測(cè)得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計(jì)算出了三個(gè)差值：，， 請(qǐng)你給出第四個(gè)差值：＝________＝________cm. (4)根據(jù)以上差值，可以求出每增加50 g砝碼的彈簧平均伸長(zhǎng)量ΔL.ΔL用表示的式子為：ΔL＝________，代入數(shù)據(jù)解得ΔL＝________cm. (5)計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k＝______N/m.(取g＝9.8 m/s2) 解析：(1) 、兩組數(shù)據(jù)在讀數(shù)時(shí)均沒(méi)有估讀值． (2)根據(jù)表格已知讀數(shù)知，刻度尺上端的刻度數(shù)小，因而＝6.85 cm，＝14.05 cm. (3)題中三組數(shù)據(jù)在尋求多掛4個(gè)砝碼形成的長(zhǎng)度差，故＝－＝(14.05－6.85)cm＝7.20 cm. (4)每增加4個(gè)砝碼彈簧的平均伸長(zhǎng)量，則每增加1個(gè)砝碼彈簧的平均伸長(zhǎng)量ΔL＝＝，代入數(shù)據(jù)求得ΔL＝1.75 cm. (5)由(3)(4)可知，彈力F和彈簧伸長(zhǎng)量ΔL成正比，即滿(mǎn)足F＝kΔL，代入數(shù)據(jù) k＝＝ N/m＝28 N/m. 答案：(1) 　(2)6.85　14.05 (3)14.05－6.85　7.20 (4) 　1.75　(5) 28