初中物理中关于弹力的判断方法.doc

一、弹力产生的条件：弹力的产生须同时具有两个条件：1直接接触；2有弹性形变。 直接接触是产生弹力的前提条件，若无接触，也就无弹力可言。发生弹性形变是产生弹力的必要条件，相互接触的物体之间并不一定能产生弹力。例如将两个直径均为d的小球1和2，放入一个内径为2d的容器中，此时球1与球2虽然接触，但它们之间无挤压，没有发生形变，也不会产生相互作用的弹力。 二、弹力有无的判断。 对于形变较为明显的情况(如弹簧)，可以根据其形变的情况对弹力有无做出直接判断；对那些形变极其微小的情况，由于形变很小，难于直接观察到，此时要判断有无弹力，通常需要采用“假设法”。 用假设法判断弹力有无的基本思路为：先假设研究对象相接触的物体没有接触，然后分析研究对象的运动状态是否发生变化，若其运动状态不变，则可断定原接触处不存在弹力；若其运动状态发生变化，则原接触处一定存在弹力。 例题1 一个铜球放于茶杯中，铜球与杯底部和左侧壁接触，处于静止状态，若铜球与杯子的内壁都是光滑的，则侧壁对铜球有无弹力作用？ 解析：弹力产生的条件是：“接触且有形变”，铜球和茶杯左侧壁相接触，但是否已发生了形变，不易观察，故只能采用“假设法”。即假设茶杯左侧壁与铜球没有接触，此时铜球受重力G与水平杯底对它的支持力作用，在这两个力的作用下，铜球仍能处于静止状态，故铜球与茶杯的左侧壁虽然相互接触，但并没有挤压发生形变，所以茶杯的左侧壁对铜球设有弹力作用。 “假设法”判断弹力有无的另一种思路为：假设所有的接触面对研究对象均存在弹力的作用，再作出假设状态下研究对象的受力分析图，判断出物体的受力情况是否与其原来题设的运动状态相矛盾。若不发生矛盾，则假设正确；若发生矛盾，则假设不正确。现用此思路再分析一下上述例题：假设铜球除受重力G和水平杯底支持力N外，还受到杯的左侧壁的弹力F，作出其受力分析图，由图可以看出弹力F的水平分力将使铜球产生水平向右的加速运动。这一结果与原题设条件(铜球静止)是相矛盾的，故假设不正确，所以，球与杯左侧壁虽接触，但并不存在弹力。 注：“假设法”是研究物理问题的一种重要方法，它在以后的学习中还会经常遇到，同学们在学习中一定要掌握这一方法的解题要领。 三、弹力的方向。 弹力是发生弹性形变的物体由于有恢复形变的趋势所产生的一种力，故它作用于使该物体发生形变的另一物体上，弹力的方向与使该物体发生形变的外力的方向相反(与该物体恢复形变的趋势方向相同)。 相互接触的两个物体间弹力的方向总是垂直于它们的接触面。具体说：如果接触处的一方是平面(另一方是平面、曲面、点都可以)，则其弹力方向一定垂直于这个平面；如果接触处的一方是曲面(另一方是曲面、点都可以)，则其弹力方向一定垂直于该面在接触点处的切面，就是与曲面接触点处的曲率半径在同一直线上。 相互连接的两个物体，其连接处的弹力方向要根据连接方式而确定：当用细绳连接时，连接处的弹力方向总是与绳在同一直线上；当用轻杆连接时，连接处的弹力方向往往比较复杂，其弹力方向并不一定与轻杆在同一直线上，此时弹力方向因情况而异，要具体问题具体分析，这一点请同学们务必要注意。常见的弹力方向主要有以下几种情况。 1弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状方向。 2轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩方向。 3面与面接触时的弹力方向，垂直于接触面而指向受力的物体。4点与面接触时的弹力方向，过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体。5球与面接触的弹力方向，在接触点与球心的连线上，而指向受力物体。6球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体。 7轻杆两端受到拉伸或挤压时会出现弹性拉力或压力，拉力或压力的方向沿细杆方向。因为此时只有轻杆两端受力，在这两个力作用下杆处于平衡，则这两个力必共线，即沿杆的方向，当杆受力较复杂时，杆中弹力的方向要具体问题具体分析。 四、根据物体的运动情况，利用平衡条件或动力学规律判断。