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弹力

编辑: 路逍遥 关键词: 高一 来源: 记忆方法网
弹力
☆学习目标 知道弹力产生条件;知道压力、支持力、绳子的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向;知道形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律,会用胡克定律解决有关问题。
☆重点难点 【重点】弹力产生的条件、弹力的方向;胡克定律及应用。
【难点】弹力有无的判断和弹力方向的判断。
☆预习检测
一、弹性形变和弹力
1.物体在力的作用下 发生改变叫做形变,有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做 。
2.发生弹性形变的物体由于要 ,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做 。如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后,物体就不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做 。
【针对练习1】关于弹性形变的概念,下列说法中正确的是(  )
A.物体形状的改变叫弹性形变
B.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变
C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变
D.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
【针对练习2】 关于弹力,下列叙述正确的是( )
A.两物体相互接触,就一定会产生相互作用的弹力?
B.两物体不接触,就一定没有相互作用的弹力?
C.两物体有弹力作用,物体不一定发生了弹性形变?
D.只有弹簧才能产生弹力?
二、几种弹力
3.弹力的方向总是与物体形变的方向 ,具体如下:
(1)压力和支持力的方向都 物体的接触面指向被压和被支持的物体;
(2)绳的拉力方向是沿着绳而 ;
(3)轻杆的弹力不一定沿杆,要具体情况具体分析.
【针对练习3】 关于弹力的方向,下列说法正确的是?( )
①弹力的方向一定垂直于接触面?②弹力的方向不一定垂直于接触面?
③绳子类软物体产生的弹力一定垂直于被拉物体的平面?
④绳子类软物体产生的弹力一定沿绳子的方向?
A.①③B.①④ C.②③D.②④?
三、胡克定律
4.弹力的大小与 有关,形变越大,弹力 ,形变消失,弹力 ,但定量关系一般比较复杂.
5.弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧 (或缩短)的长度x成 ,即 ,其中k为弹簧的 ,表示弹簧的软硬程度.
【针对练习4】 关于弹簧的劲度系数k,下列说法正确的是( )
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、形变大小都无关
【参考答案】1.形状或体积;弹性形变 2.回复原状;弹力;弹性限度 3. 相反;垂直于;指向其收缩的方向 4.形变大小;越大;随着消失 5.伸长;正比;F=kx;劲度系数
【针对练习】1.D 2.B 3.B 4.B
☆典型例题
例 如图所示,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:我们用假设法分析,先假设去掉杯子的侧壁,结果铜球仍然保持静止状态不变,说明杯子的侧壁对钢球没有弹力作用。
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有或没有弹力的作用,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水平向右运动。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。
点评: “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。
☆随堂练习
1.下图中各静止物体所受的弹力正确的是( )

2.在下图中,a、b(a、b均处于静止状态)间一定有弹力的是( )

3.画出下图中小球或杆受到的弹力。除(2)图中的地面外,其他各接触面均光滑。

4.下表是某同学为探索弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据:
(1)请你在下图中的坐标线上作出 图象。
(2)写出曲线所代表的函数关系式( 用m作单位)。
(3)解释函数表达式中常数的物理意义。
5.一根弹簧的伸长量( )和所受的外力( )之间的关系如图所示,试就图象回答:
(1)若弹簧原长 为50 cm,要使弹簧伸长到60 cm,需要多大的拉力?
(2)如果用900 N的拉力时(仍在弹性限度内),弹簧长度变为多少?
【参考答案】
1.A 解析:利用“档板”法,撤去D选项中的FN2对应触点,物体均不动,说明C、D选项中FN2不存在.A项中若撤走竖直“板”,球沿斜面向下运动,说明FN1存在.B选项中FN1应垂直棒向上.选A.
2.B 解析:A、C、D虽然a和b都接触,但弹力是不存在的,根据初中二力平衡知识可知,单独对b物体分析,重力和拉力(C图是支持力)已经平衡,a、b间不可能再有弹力,原因就是接触不一定形变.所以只有B对.
3.解析:根据不同接触面上弹力的特点,作图如下:

4.解析: 根据已有数据选好坐标轴每格所代表的物理量的多少,是做好图象的关键。
做图象的方法:用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连接起来,若是直线,应使各点均匀分布于直线两侧,偏离直线太大的点,应舍弃掉。
(1)将 轴每一小格取为lcm, 轴每一小格取为0.25N,将各点标在坐标纸上,并连成直线,如图所示.
(2)由图象得: ;
(3)函数表达式中的常数:表示使弹簧伸长(或压缩)1m所需的拉力为20N。
5.解析: 由图象可求得弹簧的劲度系数,即图线的斜率为:
N/m= N/m。
(1)由胡克定律 得,当 60cm-50cm=10cm m时,弹簧弹力为 N=300 N,即需要的拉力为300N;

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