高中物理 必修1 沪科版 第3章力与相互作用3 2弹力 一 3 1 2 知道形变的概念 会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变 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 掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题 一 弹性形变和弹力 答案 问题设计 1 如图所示 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 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 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 如图所示 这个拉力是如何产生的 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 撤去外力后不能恢复原状 非弹性形变 撤去外力后能恢复原状 弹性形变 要点提炼 1 弹力的成因 当两个物体相互 或 产生弹性形变时 由于物体要 才在接触位置对与它接触的物体产生弹力 所以弹力产生的直接原因是由受力物体发生 引起的 2 弹力产生的条件 1 两物体 2 发生 挤压 拉伸 恢复原状 形变 相互接触 弹性形变 答案 要点提炼 1 内容 在 内 弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长 或缩短 的长度x成 2 公式 F 3 说明 1 应用条件 弹簧发生形变时必须在 内 2 x是弹簧的形变量 而不是弹簧形变后的长度 3 F x图象是一条过原点的倾斜直线 如图所示 直线的斜率表示弹簧的 4 弹簧弹力的变化量 F与形变量的变化量 x也成正比 即 F k x 弹性限度 正比 kx 弹性限度 劲度系数k 三 弹力的方向 答案 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 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 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 N N 答案 2 如图所示 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 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 沿绳的收缩方向 沿绳斜向右上 要点提炼 1 压力 支持力的方向 总是 于接触面 若接触面是曲面 则垂直于 若接触面是球面 弹力方向延长线或反向延长线过 2 绳的拉力方向 总是 并指向绳收缩的方向 垂直 接触面的切线 球心 沿着绳 延伸思考 如图所示 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 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 解析 例1 下列关于弹力的几种说法 其中正确的是 A 只要两物体接触就一定产生弹力B 静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C 静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D 只要物体发生形变就一定有弹力产生 C 弹力的产生条件 接触和弹性形变 地球对物体的吸引力 物体对水平面的作用力 施力物体 受力物体和力的性质均不一样 地面对物体的支持力 由于地面被挤压 发生形变而产生 例2 画出图中静止物体A所受弹力的示意图 解析 支持力 与接触面垂直指向被支持物体 压力 与接触面垂直指向被压的物体 分别画出图甲 乙中小球 丙中杆的受力示意图 甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上 乙中小球用细绳拴着静止在桌角上 丙中杆一端放在光滑的半球形碗中 另一端靠在墙壁上 解析 例3 由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图象如图所示 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 弹簧不产生弹力时的长度等于原长 该弹簧的原长 L0 15cm 2 解析 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 D 力是物体间的相互作用 施力物体和受力物体都会发生形变 不管是硬物体还是软物体 只要有弹力作用 都会发生形变 发生形变后的物体 撤去外力后 有些能完全恢复原状 弹性形变 有些不能完全恢复原状 非弹性形变 解析 A 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 解析 三种情况都是点与点接触弹力的方向 垂直于接触面指向球心 即沿半径指向球心 弹力的方向与重心的位置无关 再见