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2.1.2弹力,一、弹性形变和弹力 1.弹性形变,(1)形变：物体在力的作用下_或体积会发生改变的现象。 (2)弹性形变：物体在形变后撤去作用力能够_的形变。,2.弹力：发生_的物体，由于要_，对与它接触的物体产生的力的作用。 3.弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能_原来的形状，这个限度叫做弹性限度。,形状,恢复原状,形变,恢复原状,完全恢复,思维拓展,如图1所示，杂技演员具有高超的技术，他能轻松地顶住从高处落下的缸，他顶缸时头顶受到的压力施力物体是哪个物体？压力是怎样产生的？,图1,答案压力的施力物体是缸，是由于缸发生弹性形变产生的。,二、几种弹力及方向,垂直,收缩,思维拓展,(1)一铁块放在海绵上，铁块和海绵都发生了形变，从而在它们之间产生了弹力，如图2所示。海绵对铁块的支持力是如何产生的？方向怎样？铁块对海绵的压力是怎样产生的？方向怎样？,图2,(2)如图3所示，用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块。橡皮绳对物块的拉力是怎样产生的？方向怎样？,图3,提示(1)海绵对铁块的支持力：海绵发生弹性形变，要恢复原来的形状，对与它接触的铁块产生力的作用，方向垂直于接触面向上(如图甲)。,铁块对海绵的压力：铁块发生弹性形变，要恢复原来的形状，对与它接触的海绵产生力的作用，方向垂直接触面向下(如图乙)。 (2)由于橡皮绳发生形变，对与它接触的物块产生力的作用，方向沿绳指向绳收缩的方向(沿绳斜向右上)。,三、胡克定律,1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟_ _成正比，即F_。 2.劲度系数：其中k为弹簧的_，单位为_，符号N/m。是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。,弹簧伸长,(或缩短)的长度x,kx,劲度系数,牛顿每米,思考判断,(1)在弹性限度内，同一根弹簧被拉的越长弹力越大，弹力大小与弹簧长度成正比。( ) (2)在弹性限度内，两根弹簧被拉长相同的长度，弹力的大小一定相等。( ) (3)在弹性限度内，同一根弹簧被拉伸长度x和被压缩长度x，弹力的大小相等。( ) (4)只有在一定条件下，胡克定律才成立。( ),弹力有无的判断,要点归纳 1.产生弹力必备的两个条件,(1)两物体间相互接触。 (2)发生弹性形变。,2.判断弹力有无的两种常见方法,(1)直接判断：对于形变较明显的情况，可根据弹力产生条件直接判断。,(2)“假设法”判断：对于形变不明显的情况，可用“假设法”进行判断，如图4所示判断a、b两接触面对球有无弹力。,图4,常见以下三种情形：,精典示例 例1 (2018哈尔滨高一检测)图中物体a、b均处于静止状态，a、b间一定有弹力的是(),思路探究在A、B、C、D各项中，若拿走b，a能否保持原来的静止状态？,解析A图中对物体a而言受重力、竖直向上的拉力，如果b对a有弹力，方向水平向左，那么a受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故A错误；B图中对物体a而言受重力，斜向上的拉力，如果b对a没有弹力，那么a受到的二力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故B正确；C图中若水平地面光滑，对b而言受重力，竖直向上的支持力，如果a对b有弹力，方向水平向右，那么b受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故C错误；D图中对b而言受重力，竖直向上的拉力，如果a对b有弹力，方向垂直斜面向下，那么b受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故D错误。 答案B,误区警示 判断弹力有无的两个误区,(1)误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用，而忽视了弹力产生的另一条件发生弹性形变。 (2)误认为有形变一定有弹力，而忽视了弹性形变和非弹性形变的区别。,针对训练1 下列各图中，所有接触面都是光滑的，P、Q两球都处于静止状态。P、Q两球之间不存在弹力的是(),答案D,弹力方向的判断,要点归纳 1.弹力的方向：弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反，跟该物体的形变方向相反。 2.弹力方向的判定方法,精典示例 例2 请在图5中画出杆或球所受的弹力。,图5,解析甲图中杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两处对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直。如图甲所示。 乙图中杆对C、D两处都有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于圆弧切面指向球心，D处弹力垂直于杆斜向上。如图乙所示。 丙图中球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子向上。如图丙所示。,丁图中当重心不在球心处时，弹力作用线也必通过球心，如图丁所示。应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心。,答案见解析图,误区警示,易错的是丁图，易误认为弹力的作用线必过重心。实际上“点”和“球面”接触处的弹力，方向垂直于过该点的切面，沿该点和球心的连线即过球心，与重心位置无关。,针对训练2 在图6中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙中物体P处于静止状态，丙中物体P(即球)在水平面上匀速滚动。,图6,解析甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上，如图甲所示；乙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心，如图乙所示；丙中小球P不管运动与否，都属于平面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球心，即向上，如图丙所示。,答案见解析图,弹力大小的计算,要点归纳 1.应用胡克定律的四个关键,(1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内。 (2)x是弹簧的形变量，不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的长度。 (3)其Fx图象为一条经过原点的倾斜直线，图象斜率表示弹簧的劲度系数。同一根弹簧，劲度系数不变。 (4)一个有用的推论：Fkx。,2.计算弹力大小的两种方法,(1)公式法：利用公式Fkx计算，适用于弹簧、橡皮筋等物体的弹力的计算。 (2)平衡法：如果悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态，求解细绳的拉力时，可用二力平衡得到拉力的大小等于物体重力的大小。,精典示例 例3 如图7所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是(),A.F1F2F3 B.F1F2F3 C.F1F3F2 D.F3F1F2,图7,解析第一个图中，以弹簧下面的小球为研究对象，第二个图中，以悬挂的小球为研究对象，第三个图中，以任意一小球为研究对象。第一个图中，小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力，二力平衡，F1mg；后面的两个图中，小球受竖直向下的重力和细线的拉力，二力平衡，弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小，则F2F3mg，故三图中平衡时弹簧的弹力相等。 答案A,例4 如图8所示，不计滑轮的摩擦，将弹簧C的右端由a点水平拉到b点时，弹簧B刚好没有形变。求a、b两点间的距离。已知弹簧B、C的劲度系数分别为k1、k2，钩码的质量为m，弹簧C的右端在a点时刚好没有形变。,思路探究(1)弹簧C的右端在a点时，刚好没有发生形变说明什么问题？ (2)由a点拉到b点时，弹簧B刚好没有形变，说明什么问题？,图8,针对训练3 探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N重物时，弹簧长度为0.16 m，悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为 (),A.L00.02 mk500 N/m B.L00.10 mk500 N/m C.L00.02 mk250 N/m D.L00.10 mk250 N/m,解析根据胡克定律，有： F1k(L1L0) F2k(L2L0) 代入数据，有： 15k(0.16L0) 20k(0.18L0) 联立解得：L00.10 m，k250 N/m。 答案D,1.书静止放在水平桌面上时，下列说法错误的是 (),A.书对桌面的压力就是书受的重力 B.书对桌面的压力是弹力，是由于书的形变而产生的 C.桌面对书的支持力是弹力，是由于桌面的形变而产生的 D.书和桌面都发生了微小形变,解析压力属于弹力，重力属于万有引力，性质不同，不能说压力就是书受的重力，故A错误；书静止于水平桌面上，桌面受到竖直向下的弹力是由于书发生向上的形变，要恢复原状产生向下的弹力，B正确；书受到向上的弹力，是因为桌面向下形变，要恢复原状产生向上的弹力，故C正确；书和桌面都发生了微小形变，故D正确。 答案A,2.(多选)如图9所示，一倾角为45的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且力F通过球心，下列说法正确的是(),A.球一定受墙的弹力且水平向左 B.球可能受墙的弹力且水平向左 C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上 D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上,图9,解析力F大小合适时，球可以静止在斜面上，当力F增大到一定程度时墙才对球有水平向左的弹力，故A错误，B正确；而斜面对球必须有垂直斜面向上的弹力才能使球不下落，故C正确，D错误。 答案BC,3.关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是(),解析弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，不同弹簧k一般不同，同一弹簧k一定，与弹力和形变量无关，故C正确，A、B错误；弹力的大小由劲度系数和形变量共同决定，D错误。 答案C,4.在光滑水平桌面上放置一刻度模糊的弹簧测力计，两位同学各用5 N的水平力沿相反方向拉弹簧测力计的两端，测得弹簧伸长了2 cm，则该弹簧测力计的读数应该是多少？弹簧的劲度系数是多少？,答案5 N2.5102 N/m,
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