2.2弹性形变与范性形变.ppt

导 入入 新新 课想一想想一想这些些动作的完成有什么共同特点？作的完成有什么共同特点？射射 箭箭蹦 极极跳跳 水水1.弹 簧簧海海绵竹竹 片片用手用手挤压这些物体，能些物体，能观察到什么察到什么现象？象？2.第第第第2 22 2节节 弹弹性形性形性形性形变变与范性形与范性形与范性形与范性形变变第二章第二章 材料与材料与结构构3.1.知知识与能力与能力 了解什么是了解什么是弹性形性形变，什么是范性形，什么是范性形变。了解了解弹性形性形变和范性形和范性形变在生在生产、生活中的、生活中的应用。用。教教 学学 目目 标4.2.过程与方法程与方法 观察微小形察微小形变的的显示示 经历探究探究弹簧伸簧伸长量与量与弹力的关系，体力的关系，体验探探究方法。究方法。5.3.情感情感态度与价度与价值观了解形了解形变在生在生产、生活中的、生活中的应用，关心科学技用，关心科学技术应用与用与发展展6.教学重教学重难点点 重点重点 了解形了解形变产生的原因和受力方向的判断生的原因和受力方向的判断 难点点 形形变的有无和受力的方向的有无和受力的方向7.1.1.弹弹性形性形性形性形变变2.2.范性形范性形范性形范性形变变3.3.塑性成型塑性成型塑性成型塑性成型本本 节 导 航航8.1.1.弹弹性形性形性形性形变变9.名名名名词词解解解解释释 物体在外力的作用下会物体在外力的作用下会发生形生形变，当外力当外力 撤撤销后有些物体可以恢复到原来后有些物体可以恢复到原来的形状的形状。物体物体这种能消除由外力引起的种能消除由外力引起的形形变的性能，称的性能，称为弹性性（elasticity），），外力去除后，形外力去除后，形变完全消失的完全消失的现象叫象叫弹性形性形变（elastic deformation）。）。10.在日常生在日常生活和工程活和工程实际中，中，弹性形性形变的情形很多。的情形很多。11.2.2.范性形范性形范性形范性形变变12.名名名名词词解解解解释释 有些情况下当外力去除后，物有些情况下当外力去除后，物体不能恢复原来的形状。外力去除体不能恢复原来的形状。外力去除后，物体后，物体遗留下来的形留下来的形变称称为范性范性形形变（plastic deformation）或）或塑性塑性形形变。材料的。材料的这种能种能产生范性形生范性形变的性能称的性能称为范性范性（plasticity）或）或塑塑性性。13.在日常生活和在日常生活和工程工程实际中，范性中，范性形形变的情形很多。的情形很多。14.3.3.塑性成型塑性成型塑性成型塑性成型15.金属金属塑性成型塑性成型是利用金属材料的塑是利用金属材料的塑性，使其在外力作用下改性，使其在外力作用下改变形状、尺寸形状、尺寸和改善性能。和改善性能。获得具有一定形状和尺寸得具有一定形状和尺寸精度的精度的产品的加工方法。由于品的加工方法。由于这种外力种外力在多数情况下是以在多数情况下是以压力的形式出力的形式出现的，的，因此也称因此也称为压力加工力加工。名名名名词词解解解解释释16.材料在材料在弹性范性范围内的形内的形变小，而塑性形小，而塑性形变时，形，形变十分十分显著，常常会使工件不能正常著，常常会使工件不能正常工作。所以，工程中一般都把物体形工作。所以，工程中一般都把物体形变限制在限制在弹性范性范围内，要求材料有内，要求材料有较高的高的强度。但是，度。但是，在材料加工在材料加工时，又要求材料有一定的塑性。，又要求材料有一定的塑性。17.除金属材料除金属材料外，外，还有很多材有很多材料具有塑性形料具有塑性形变的性的性质。某些在常温某些在常温下下难以以发生塑性生塑性形形变的脆性材料，的脆性材料，在高温下在高温下则表表现出良好的塑性。出良好的塑性。18.与非金属材料相比，金属材料的塑性形与非金属材料相比，金属材料的塑性形变能能力都比力都比较强，因而更广泛地用于塑性成型。，因而更广泛地用于塑性成型。19.塑性成型的主要方法有塑性成型的主要方法有锻造、板料造、板料冲冲压、轧制、制、挤压、拉拔、拉拔等。等。拉拔拉拔试验验查锻 造造20.塑性成型是金属加工的一种重要工塑性成型是金属加工的一种重要工艺方法，方法，它不它不仅生活效率高、原材料消耗少，而且可以有生活效率高、原材料消耗少，而且可以有效地改善金属材料的力学性效地改善金属材料的力学性质和和组织。因此，塑。因此，塑性成型作性成型作为制造制造业的一个重要分支，广泛地用于的一个重要分支，广泛地用于工工业制造中。据制造中。据统计，全世界，全世界75%的的钢材材经过塑塑性成型；在汽性成型；在汽车行行业，生活，生活锻件和冲件和冲压件的数量件的数量占零件占零件总数的数的60%以上；在冶金、航空、船舶和以上；在冶金、航空、船舶和军工等行工等行业，塑性成型也都占有相当比重。，塑性成型也都占有相当比重。21.知知 识 扩 展展名名名名词词解解解解释释 胡克定律胡克定律是力学基本定律之一。是力学基本定律之一。适用于一切固体材料的适用于一切固体材料的弹性定律，性定律，它表述它表述为：在在弹性限度内，物体的性限度内，物体的形形变跟引起形跟引起形变的外力成正比的外力成正比。这个定律是英国科学家胡克个定律是英国科学家胡克发现的，的，所以叫做所以叫做胡克定律胡克定律，又，又译为虎克定虎克定律律。22.胡克定律的表达式胡克定律的表达式为F-kx或或F=-kx，其中，其中k是常数，是物体的是常数，是物体的劲度（倔度（倔强）系数。）系数。在国在国际单位制中，位制中，F的的单位是牛，位是牛，x的的单位是位是米，它是形米，它是形变量（量（弹性形性形变），），k的的单位是牛位是牛米。倔米。倔强系数在数系数在数值上等于上等于弹簧伸簧伸长（或（或缩短）短）单位位长度度时的的弹力。力。23.弹性定律是胡克最重要的性定律是胡克最重要的发现之一，也是之一，也是力学最重要基本定律之一。在力学最重要基本定律之一。在现代，仍然是物代，仍然是物理学的重要基本理理学的重要基本理论。胡克的。胡克的弹性定律指出：性定律指出：弹簧在簧在发生生弹性形性形变时，弹簧的簧的弹力力Ff和和弹簧簧的伸的伸长量（或量（或压缩量）量）x成正比，即成正比，即F=-kx。k是物是物质的的弹性系数，它由材料的性性系数，它由材料的性质所决定，所决定，负号表示号表示弹簧所簧所产生的生的弹力与其伸力与其伸长（或（或压缩）的方向相反。的方向相反。为了了证实这一定律，胡克一定律，胡克还做了大量做了大量实验，制作了各种材料构成的各种形状的制作了各种材料构成的各种形状的弹性体。性体。24.25.动画：研究画：研究弹簧伸簧伸长26.课 堂堂 小小 结1.物体在外力的作用下会物体在外力的作用下会发生形生形变，当外力，当外力 撤撤销后有些物体可以恢复到原来的形状。物后有些物体可以恢复到原来的形状。物体体这种能消除由外力引起的形种能消除由外力引起的形变的性能，称的性能，称为弹性性，外力去除后，形，外力去除后，形变完全消失的完全消失的现象象叫叫弹性形性形变。2.有些情况下当外力去除后，物体不能恢复有些情况下当外力去除后，物体不能恢复原来的形状。外力去除后，物体原来的形状。外力去除后，物体遗留下来的留下来的形形变称称为范性形范性形变或或塑性形塑性形变。材料的。材料的这种种能能产生范性形生范性形变的性能称的性能称为范性范性或或塑性塑性。27.3.金属金属塑性成型塑性成型是利用金属材料的塑性，使是利用金属材料的塑性，使其在外力作用下改其在外力作用下改变形状、尺寸和改善性能。形状、尺寸和改善性能。获得具有一定形状和尺寸精度的得具有一定形状和尺寸精度的产品的加工品的加工方法。由于方法。由于这种外力在多数情况下是以种外力在多数情况下是以压力力的形式出的形式出现的，因此也称的，因此也称为压力加工力加工。28.高高 考考 链 接接（04年广年广东16分）分）图中，中，轻弹簧的一端固定，另簧的一端固定，另一端与滑一端与滑块B相相连，B静止在水平静止在水平导轨上，上，弹簧簧处在原在原长状状态.另一另一质量与量与B相同滑相同滑块A，从，从导轨上的上的P点以某一初速度向点以某一初速度向B滑行，当滑行，当A滑滑过距离距离l1时，与，与B相碰，碰撞相碰，碰撞时间极短，碰后极短，碰后A、B紧贴在在一起运一起运动，但互不粘，但互不粘连.已知最后已知最后A恰好返回出恰好返回出发点点P并停止并停止.滑滑块A和和B与与导轨的滑的滑动摩擦因数都摩擦因数都为，运，运动过程中程中弹簧最大形簧最大形变量量为l2，求，求A从从P出出发时的初速度的初速度 v0。29.30.物体物体A减速运减速运动距离距离l1后与物体后与物体B相碰，相碰，A、B碰得碰得过程中程中动量守恒，然后一起量守恒，然后一起压缩弹簧作减速运簧作减速运动，速度减到零后又向右加速运，速度减到零后又向右加速运动，当，当弹簧恢复原簧恢复原长的的时候候A、B两个物体分两个物体分离，在离，在这个个过程中两个物体因摩擦力做功使程中两个物体因摩擦力做功使动能减少能减少.分离后分离后A物体作减运物体作减运动回到开始的回到开始的位置速度位置速度为零零.分析分析31.解解令令A、B质量皆量皆为m，A刚接触接触B时速度速度为v0（碰（碰前），由功能关系，有前），由功能关系，有mv02 mv12=mgl1121232.A、B碰撞碰撞过程中程中动量守恒，令碰后量守恒，令碰后A、B共同运共同运动的速度的速度为v2有有mv1=2mv233.碰后碰后A、B先一起向左运先一起向左运动，接着，接着A、B一起被一起被弹回，在回，在弹簧恢复到原簧恢复到原长时，设A、B的共同的共同速度速度为，在，在这过程中，程中，弹簧簧势能始末两能始末两态都都为零，利用功能关系，有零，利用功能关系，有(2m)v22 (2m)v32=(2m)g(2l2)121234.此后此后A、B开始分离，开始分离，A单独向右滑到独向右滑到P点停下，点停下，由功能关系有由功能关系有mv32=mgl112由以上各式，解得由以上各式，解得 35.课 堂堂 练 习1、在光滑的水平面上有一个物体在光滑的水平面上有一个物体靠靠墙静止着，如静止着，如图所示所示问：(1)物体与物体与墙壁之壁之间有没有有没有弹力作用力作用?(2)给物体一个水平向左的力物体一个水平向左的力F，物体与，物体与墙壁壁间是否有是否有弹力作用力作用?36.判断一个物体是否受到判断一个物体是否受到弹力作用，必力作用，必须要要弄清弄清产生生弹力的物体一定同力的物体一定同时满足两个条件：足两个条件：首先，两个物体互相接触，首先，两个物体互相接触，这是是产生生弹力的前力的前提没有物体、只有一个物体或两个物体不互提没有物体、只有一个物体或两个物体不互相接触都无法相接触都无法产生生弹力；其次，两个互相接触力；其次，两个互相接触的物体的物体间还必必须互相互相挤压，即，即发生生弹性形性形变方法方法37.2、在下在下图中，中，A、B两球相互两球相互间一定有一定有弹力作力作用的用的图是是()ABCDB38.3在使用在使用弹簧簧测力力计之前，把它的挂之前，把它的挂钩轻轻来回拉来回拉动几次，几次，这样做的好做的好处是是()A试试弹簧的簧的弹性性B可避免可避免弹簧被卡壳簧被卡壳C是无意是无意识的随便拉拉的随便拉拉D看看能看看能测多大的拉力，以便确定量程多大的拉力，以便确定量程D39.习 题 答答 案案1、日常生活中挑担用的扁担、弓箭、日常生活中挑担用的扁担、弓箭、乐器等，器等，都是利用了物体的都是利用了物体的弹性。性。40.41.