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32弹力目标定位1.知道形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变.2.知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方向.3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题一、形变和弹力问题设计(1)如图1所示，取一个圆玻璃瓶，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，会看到什么现象？说明什么？图1(2)用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的土地上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？(3)用手拉弹簧，弹簧会对手产生一个拉力(如图2所示)，这个拉力是如何产生的？图2答案(1)手捏玻璃瓶，管中水面上升说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小了(2)橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变)，玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变)(3)弹簧受到拉力后发生形变(伸长)，发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力要点提炼1弹性形变和弹力(1)弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，就会对跟它接触使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫做弹力(2)弹性形变：作用在物体上的外力撤去后，物体能恢复原状的形变(3)范性形变：外力撤去后，物体不能恢复原状的形变2弹力产生的条件：(1)两物体相互接触；(2)发生弹性形变二、胡克定律问题设计 如图3所示，为一弹簧测力计弹簧测力计的刻度是否均匀？这说明什么？图3答案均匀说明弹簧测力计的弹力与弹簧的形变量成正比要点提炼1内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比2公式：Fkx.3说明(1)应用条件：弹簧发生形变时必须在弹性限度内(2)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度(3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关(4)Fx图像是一条过原点的倾斜直线(如图4所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图4(5)弹簧弹力的变化量F与形变量的变化量x也成正比，即Fkx.三、弹力的方向问题设计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5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5答案(1)海绵对铁块的支持力：海绵发生弹性形变，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) 甲乙(2)铁块对海绵的压力：铁块发生弹性形变，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.如图6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6答案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)要点提炼1压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直于接触面的切线；若接触面是球面，弹力方向延长线或反向延长线过球心2绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向延伸思考如图7所示，把一个球形物体A放在半球形容器B内，在图中画出A受到的弹力图7答案A受到的弹力垂直于两接触面的切线(弹力方向的延长线过球心)，如图所示一、弹力的产生例1关于弹力的产生，下列说法正确的是()A木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力C拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的D挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的解析木块和桌面相互作用，都会发生微小的形变桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，A、B都错木头受到的弹力是由细竹竿发生形变而产生的，C错电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的，D对答案D二、弹力的方向例2画出图8中静止物体A所受弹力的示意图图8解析支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，A物体所受弹力的示意图如图所示答案见解析图针对训练在如图9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均处于静止状态图9答案见解析图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；乙中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；丙中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点弹力方向水平向右，B点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心；丁中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上它们所受弹力的示意图如图所示三、胡克定律例3竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm；挂一重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？解析弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即Fkx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于弹簧伸长后总长度L减去弹簧原长L0，即xLL0.改变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G14 N的重物时弹簧的长度为L1，挂G26 N的重物时弹簧的长度为L2，则L112 cm，L213 cm，由胡克定律得：G1k(L1L0)G2k(L2L0)代入数据解得：L010 cm，k200 N/m即弹簧原长为10 cm，劲度系数为200 N/m.答案10 cm200 N/m弹力1(弹力的产生)下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是()A有弹力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后，形变完全消失B有弹力作用在物体上，物体不一定发生形变C弹力作用在硬物体上，物体不发生形变；弹力作用在软物体上，物体才发生形变D一切物体受到弹力都要发生形变，撤去弹力后，形变不一定完全消失答案D解析力是物体间的相互作用，弹力的施力物体和受力物体都会发生形变，故B项错误；发生形变后的物体，当撤去外力后，有些能完全恢复原状，有些不能完全恢复原状，A项错误，D项正确；不管是硬物体还是软物体，只要有弹力作用，都会发生形变，C项错误2(弹力的产生)杂技演员具有高超的技术，如图10所示，他能轻松地顶住从高处落下的缸，关于他顶缸时头顶受到的压力产生的直接原因是()图10A缸的形变B头的形变C缸受到重力D人受到重力答案A解析头顶受到的压力的施力物体是缸，受力物体是头顶，头顶受到的压力产生的直接原因是缸的形变，间接原因是缸受到重力，A项正确3(弹力的方向)三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均相同的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上a的重心位于球心，b、c的重心分别位于球心的正上方和正下方，如图11所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力方向是怎样的？图11答案见解析解析三种情况都是点与点接触，圆球所受弹力的方向都是垂直于接触面指向球心，即沿半径指向球心，如图所示，弹力的方向与重心的位置无关4(胡克定律)由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图像如图12所示，求：图12(1)该弹簧的原长为多少？(2)该弹簧的劲度系数为多少？答案(1)15 cm(2)500 N/m解析解法一：(1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为L015 cm.(2)据Fkx得劲度系数：k，由图线可知，该弹簧伸长L(25 cm15 cm)10 cm时，弹力F50 N.所以k N/m500 N/m.解法二：根据胡克定律得Fk(LL0)，代入图像中的两点(0.25,50)和(0.05，50)可得50k(0.25L0)50k(0.05L0)解得L00.15 m15 cm，k500 N/m.题组一形变及弹力的产生1(多选)下列各种情况中，属于弹性形变的有()A撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变B当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变C细钢丝被绕制成弹簧D铝桶被砸扁答案AB解析“撑竿的形变”、“椅面发生的微小形变”均能恢复原状，是弹性形变；“细钢丝被绕制成弹簧”不能恢复原状，“铝桶被砸扁”不能恢复原状，是范性形变故选项A、B正确，C、D错误2关于弹性形变，下列说法正确的是()A物体形状的改变叫弹性形变B一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形变C物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变D物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变答案C解析弹性形变指物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变，C正确，A、D错误；钢筋用力弯折后，无法恢复到原来的形状，不属于弹性形变，B错误3足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱如图1所示为三种与足球有关的情景下列说法正确的是()图1A甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变D丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变答案D解析静止在草地上的足球受到的弹力，与重力相平衡，但不是它的重力，故A错误；静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触，但由于没有弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，B错误；足球撞到网上，球网被撑开，由于球网的形变，而使足球受到了弹力，故C错误，D正确题组二弹力方向的判断4体育课上一学生将足球踢向斜台，如图2所示，下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是()图2A沿v1的方向B沿v2的方向C先沿v1的方向后沿v2的方向D沿垂直于斜台斜向左上方的方向答案D解析足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用，足球所受弹力的方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方，故D正确5有四位同学把斜面对物体的支持力，分别画成如图所示的四种情况，其中正确的是()答案A解析斜面对物体的支持力作用在物体上，垂直斜面向上，故A正确，B、C、D错误6一杆搁在矮墙上，关于杆受到的弹力的方向，图中画得正确的是()答案D解析弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体，D对7在图3中画出物体A所受弹力的示意图图3答案如图所示题组三胡克定律8关于弹簧的劲度系数k，下列说法中正确的是()A与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k值也越大B由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关C与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k值越小D与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变程度都无关答案B9如图4甲、乙所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G1 N，则弹簧测力计A和B的示数分别为()图4A1 N,0 B0,1 N C2 N,1 N D1 N,1 N答案D解析题图中弹簧测力计A、B的受力情况是一样的，都是左右两端各受1 N的拉力，此时弹簧测力计的读数都是1 ND正确10一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为()A. B. C. D.答案C解析根据胡克定律有：F1k(l0l1)，F2k(l2l0)，由两式可解得：k，故C正确11一根轻弹簧的伸长量x跟所受的外力F之间的关系图像如图5所示图5(1)求弹簧的劲度系数k；(2)若弹簧原长l060 cm，当把弹簧压缩到40 cm长时，需要多大的压力？(3)如果用600 N的拉力拉弹簧(仍在弹性限度内，弹簧原长同上)，弹簧长度l是多少？答案(1)1 500 N/m(2)300 N(3)100 cm解析(1)由题图可知当弹簧受外力F19102 N时弹簧的伸长量x10.6 m故k1 500 N/m(2)当把弹簧压缩到40 cm长时，弹簧的形变量x2(0.60.4) m0.2 m弹力为F2kx21 500 N/m0.2 m300 N故需用300 N的压力(3)由F3kx3，得x30.4 m40 cm故弹簧的长度ll0x360 cm40 cm100 cm12.有两根相同的轻弹簧a和b，劲度系数均为k，现将它们按如图6甲所示连接，下面挂质量均为m的两个小物体，此时两根轻弹簧总长为l.若将两个物体按图乙所示方法挂在两轻弹簧上，则两根轻弹簧的总长为多少？(重力加速度为g)图6答案l解析设弹簧的原长为l0，则根据胡克定律可得，按题图甲所示连接时，两轻弹簧的伸长量为la1lb1，所以有l2l0按题图乙所示连接时，两轻弹簧的伸长量分别为la2，lb2两根轻弹簧总长为：l22l0l
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