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1.形变
物体在力的作用下或发生的改变。
2.弹性形变
撤掉斥力后才能的形变。
3.弹性限度
发生弹性形变的物体要想恢复原状就不能超过一定的限度。假如超过一定的,虽然撤掉力的作用,物体也不会的形状。
4.弹力
(1)定义:发生的物体,因为要恢复原状,对与它的物感受形成力的作用。
(2)弹力形成的条件
1.形状容积
2.恢复原状
3.限度恢复原先
4.弹性形变接触
二、几种弹力
1.常见弹力
平常所说的、和都是弹力,绳子的弹力一般称为“”(或“张力”)。
2.弹力的方向
(1)压力和支持力的方向于物体的接触面。
(2)绳的拉力顺着绳而指向绳的方向。
1.压力支持力拉力拉力
2.垂直收缩
三、胡克定律
1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟成反比。
2.公式:,其中k为弹簧的,单位:牛顿每米,符号,它的大小反映了弹簧的软硬程度。
3.想一想
(1)对于同一只弹簧,被拉得越长,弹簧的弹力就越大。这么弹簧的弹力大小是否与其厚度成反比呢?
(2)由F=kx,得k=总结出“k与弹力F成反比,与弹簧的形变量x成正比”对吗?为何?
1.弹簧伸长(或减短)的宽度x
2.F=kx劲度系数N/m
3.(1)按照胡克定律,弹簧弹力大小与弹簧宽度变化量的关系为F=kx.由此可推出弹簧伸长时弹簧宽度l与弹力大小的关系为F=k(l-l0),其中l0为弹簧原长,因而弹簧伸长时,弹力大小与(l-l0)成反比。而不是与弹簧宽度l成反比。
(2)不对.k的大小只与弹簧本身组成有关,与F和x的大小无关.对同一个弹簧,F减小,x就减小,F与x的比值不变。
判定弹力有无的常见方式:
(1)直接判断:对于发生显著形变的物体(如弹簧、橡皮条等),可依照弹力形成的条件由形变直接判定。
(2)对于形变不显著的情况,一般用以下方式来判断:
a.假定法:假定将与研究对象接触的物体撤掉,判定研究对象的运动状态是否发生改变,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力。
b.替换法:可以将硬的、形变不显著的施力物体用软的、易形成显著形变的物体来替换,看能不能维持原先的热学状态。如将侧壁、斜面用海棉来替换,将硬杆用轻弹簧(橡皮条)或细绳来替换。
c.状态法:由于物体的受力必须与物体的运动状态相吻合,所以可以根据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡知识等)来判定物体间的弹力。
注意:判定弹力有无的两大误区
(1)误觉得只要有接触一定存在弹力作用,而忽视了弹力形成的另一个条件——发生弹性形变。
(2)误觉得有形变一定有弹力,忽视了弹性形变与范性形变(撤掉外力后不能恢复原状的形变)的区别。
【典例1】一个球状物体O静止置于光滑的水平地面上,并与竖直墙上相接触,A、B两点是球与墙和地面的接触点,则下述说法正确的是()
A.物体受三个力,重力、地面对物体的支持力、墙壁对物体的弹力
B.物体受两个力,重力、地面对物体的支持力
C.物体受两个力,重力、物体对地面的压力
D.物体受三个力,重力、物体对月球的引力、物体对地面的压力
【解析】球形物体虽与墙接触,但它们之间无弹力作用,故物体只受重力和地面对物体的支持力两个力,B对。
假定法:假定墙上对球有弹力,其弹力必须往右,推出球不可能静止,与题意(静止)矛盾,故假定是错的,A错,物体对地面的压力、物体对月球的引力的作用对象是月球、地面,不是物体,故CD错。
【典例2】玩具车辆停在模型路面上,如图所示,下述说法正确的是()
A.路面受向上的弹力,是由于桥梁发生了弹性形变
B.车辆没有发生形变,所以车辆不受弹力
C.车辆受向下的弹力,是由于路面发生了弹性形变
D.车辆受向下的弹力,是由于车辆发生了形变
参考答案:C
弹力方向的判断
1.常见的三种接触形式
类型
方向
图示
面与面
垂直公共接触面
点与面
过点垂直于面
点与点
垂直于切面
2.常见三类弹力的方向
类型
方向
图示
轻绳
沿绳收缩方向
轻杆
可沿杆

可不沿杆(由运动状态判定)
轻弹簧
沿弹簧形变的反方向
【典例3】在右图所示图中画出物体P遭到的各接触点或面对它的弹力的示意图弹力的定义和作用,其中甲、乙、丙中物体P处于静止状态,丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动。
提示:判定弹力方向应掌握以下三种情况:
(1)当面(或曲面)接触,弹力垂直于面。
(2)绳上弹力沿绳并指向绳收缩方向。
(3)与球面接触的弹力方向延长线或反向延长线过球心。
【典例4】体育课上一中学生将橄榄球踢向斜台,如图所示,下述关于篮球与斜台作用时斜台给篮球的弹力方向的说法正确的是()
A.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
参考答案:D
弹力大小的估算
【典例5】竖直悬挂的弹簧上端挂一重为4N的物体时弹簧宽度为12cm;挂一重为6N的物体时弹簧厚度为13cm.弹簧仍然在弹性限度内,则弹簧原长为多少?劲度系数为多少?
【解析】设弹簧的原长为l0,劲度系数为k,设挂G1=4N的物体时弹簧的宽度为l1,挂G2=6N的物体时弹簧的宽度为l2,则l1=0.12m,l2=0.13m,由胡克定律得:
G1=k(l1-l0),G2=k(l2-l0)
代入数据解得:l0=0.10m,k=200N/m
即弹簧原长为10cm,劲度系数为200N/m.
【典例6】由实验测得某弹簧弹力F和弹簧的宽度L的关系图像如图所示,求:
(1)该弹簧的原长为多少?
(2)该弹簧的劲度系数为多少?
【解析】(1)弹簧不形成弹力时的宽度等于原长,由题图可知该弹簧的原长为L0=15cm.
(2)据F=kx得劲度系数k==,由图线可知弹力的定义和作用,该弹簧伸长ΔL=25cm-15cm=10cm时,弹力ΔF=50N.所以k==N/m=500N/m.
【典例7】某化学兴趣小组的朋友在研究弹簧弹力的时侯,测得弹力的大小F和弹簧宽度L的关系如图所示,则由图线可知:
(1)弹簧的劲度系数为N/m。
(2)当弹簧被压缩,弹力大小为5N时,弹簧的宽度为__cm。
提示:由图可得,弹簧原长L0=10cm,L1=5cm时,弹力F1=10N,L2=15cm时,弹力F1=10N,由胡克定律得:
(1)200(2)7.5
【典例8】如图所示,轻质弹簧的劲度系数为k,小球重为G,平衡时球在A处,今使劲F压球使弹簧减短x,球至B处,则此时弹簧的弹力为()
A.kxB.kx+G
C.G-kxD.以上都不对
【解析】设球在A处时弹簧已压缩了Δx,球平衡时弹力FA=G=kΔx,球在B处时,弹簧又压缩了x,球再达平衡时弹力FB=k(Δx+x)=G+kx,故选B
