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第2节科学探究：弹力

第1课时弹力

核心素养目标

物理观念

（1）知道形变的概念及常见的形变，知道弹力的定义及产生条件。

（2）理解劲度系数的概念及影响劲度系数的因素；知道胡克定律的内容、表达式。

科学思维

（1）会判断弹力的有无及方向。

（2）会应用胡克定律解决有关问题。

科学探究

通过实验与探究，学会用“放大法”观察微小形变。

科学态度

与责任

通过对弹力的探究，能认识实验对物理研究的重要性；有学习物理的兴趣，知道实事求是和与他人合作的重要性。

知识点一形变与弹力

1.形变：我们把物体发生的伸长、缩短、弯曲等的变化称为形变。

2.弹性体及弹性形变

（1）弹性体：发生形变的物体在撤去外力后能恢复，这种物体称为弹性体。

（2）弹性形变：弹性体发生的形变。

3.范性形变：物体发生形变后不能恢复原状的形变。

4.弹性限度：弹性体的形变不能无限增大，若超过一定的，撤去外力时物体就不能恢复原状，这个限度称为弹性限度。

5.弹力及其方向

（1）物体发生弹性形变时，由于物体要恢复原状，物体会对与它接触的另一物体产生力的作用，这种力称为弹力。

（2）弹力的方向总是与物体形变的方向相反。

知识点二胡克定律

1.胡克定律

（1）内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧（或）的长度x成正比。

（2）公式：F＝。

2.劲度系数

（1）公式F＝kx中的k称为弹簧的劲度系数，是一个有单位的物理量，单位为，符号为。

（2）劲度系数与弹性体的、等因素有关。

【情景思辨】

（1）取一个扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，管中水面上升。放开手后，管中水面又回到了原位置。说明玻璃瓶发生弹性形变。（）

（2）用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了深深的脚印。它们发生了弹性形变。（）

（3）海绵受挤压发生形变，桌面受挤压不会发生形变。（）

（4）静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变。（）

（5）由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比。（）

要点一对弹力的理解

【探究】

（1）图甲中杯子放在桌面上，桌面发生了微小形变，这种形变我们用肉眼很难观察，那么用什么方法可以观察到这种形变？

（2）图乙中用弹簧拉小车，小车由静止而运动，小车的运动状态为什么会发生变化？

【归纳】

1.产生弹力的两个必备条件

（1）两物体相互接触。

（2）发生弹性形变。

2.判断弹力有无的方法

（1）条件法：根据弹力产生的条件判断。

（2）假设法：假设在接触位置将与物体接触的另一个物体去掉，看物体能否保持原来的状态。若能保持原来的状态，则物体间无弹力作用；若不能保持原来的状态，则物体间有弹力作用。

（3）运动状态判断法

①分析受力物体的运动状态；

②分析要研究的弹力；

③根据物体受到的其他力与物体的运动状态是否对应，确定该弹力是否存在。

（4）作用效果法：如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力，或改变物体的运动状态。我们可以根据弹力效果的有无，判断弹力的有无。

【典例1】下列说法中正确的是（）

A.放在桌面上的木块要受到一个向上的弹力，这是由木块发生微小的形变产生的

B.拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿对它的弹力，这是由木头发生形变产生的

C.压缩弹簧时手先给弹簧一个压力，等弹簧被压缩后，才反过来给手一个弹力

D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，这是由电线发生微小形变产生的

尝试解答

1.关于弹力产生的条件，下列说法正确的是（）

A.相互接触的物体间一定有弹力

B.发生形变的物体一定对与其接触的物体产生弹力作用

C.先有弹性形变，后有弹力

D.不接触的两物体之间不可能有弹力

2.如图所示，图A、B、C中a、b为两个完全相同的小球，图D中a为光滑斜面，b为小球。图A、D中，悬挂小球的细绳均处于竖直方向上，各图中绳为轻质细绳，接触面均光滑。若a、b均处于静止状态，则a、b之间有弹力的是（）

要点二弹力方向的判断

1.弹力方向的特点：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状而产生弹力，所以弹力的方向由施力物体形变的方向决定，弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。

2.常见的弹力方向

【典例2】在如图所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态。

尝试解答