弹力

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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