弹力高一上学期物理教科版（2019）必修一

第2节

弹力观察思考：下面图中的力有何共同点？形变物体形状或体积的变化叫做形变问题1什么是形变？形变：物体形状或体积的改变LL0x拉伸xL0L压缩弯曲扭转分类从形变能否恢复：弹性形变和塑性形变从形变的形式：拉伸、压缩、弯曲、扭转等从形变明显程度：明显形变和微小形变形变的分类有些发生形变的物体在撤去外界的作用力后能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变（elasticdeformation）。如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度（elasticlimit）。在弹性限度之内，橡皮筋、弹簧等发生的形变都是弹性形变。当撤去外力后物体的形变不能完全恢复原状，这种形变叫作塑性形变（plasticdeformation）。橡皮泥的变形、铁丝的弯曲等形变都是塑性形变。塑性形变任何物体都能发生形变，有的物体形变较为明显，有的物体形变极其微小。形变的特点放大微小形变玻璃瓶的微小形变钢丝的微小形变观察桌面的微小形变例1．下列说法正确的是(

)A.物体静止于水平桌面上，桌面受到的压力是由于桌子发生形变产生的B.物体静止于水平桌面上，物体受到支持力是由物体本身发生了微小的形变而产生的C.电线对电灯有拉力，是由于电线发生形变产生的D.竹竿波动水中的木头，木头受到弹力是由于木头发生形变C3、弹力的方向：总是与引起形变的外力的方向相反F1：支持力F2：压力支持力或压力的方向总是垂直于支持面而指向被支持或被压的物体。（1）支持力和压力F1F2几种常见的弹力及其方向的确定（2）绳的拉力绳子对物体的拉力方向总是沿着绳子指向绳子收缩的方向。T：绳对电灯的拉力T弹簧弹力的方向沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向。（3）弹簧的弹力FF3.弹力的方向：总是与引起形变的外力的方向相反按接触面情况分②点与平面接触NN`弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体ABNANB光滑斜面①平面与平面接触NN`弹力方向：垂直接触面指向受力物体光滑斜面③点与曲面接触点与曲面间弹力方向：与过接触点的切面垂直并指向受力物体N1N2半球形的碗ABNANB④曲面与曲面接触曲面与曲面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体半球形的碗NABNNBA练习：试分析图中光滑小球所受的弹力，并确定其方向。水平面上靠在一起的两小球

悬挂靠在一起的两小球3.弹力的方向：4.弹力的大小:（1）根据受力平衡判断例1．质量分布均匀的长方形木板，板长L，缓慢将其移出L/2的过程中，木板所受支持力如何变化？例2．如图所示，地面受到的弹力的大小等于（）A.

A和B产生的压力之和B.

B对地面的压力C.

A的重力加上B对地面的压力D.

A和B的重力之和ABBD4、弹力的大小（2）实验探究弹簧弹力与伸长量的关系实验探究如图（a）所示，将弹簧挂置于铁架台的横杆上，测出弹簧的原长（自然长度）l0=_____cm。如图（b）所示，在弹簧下端依次挂上1个、2个……相同的钩码。根据二力平衡可知，静止时弹簧弹力的大小等于钩码所受重力的大小。分别测出弹簧静止时的长度l，计算出弹簧的伸长量x=l－l0。把所测得的数据填写在下列表格中。以x为横轴，F为纵轴建立坐标系，根据表中的数据，在图的坐标纸上描点，画出F-x图像。分析弹力F与弹簧伸长量x的关系。◎实验器材铁架台，

下端带挂钩的弹簧，50g的钩码若干，刻度尺等。弹簧的弹力大小和什么因素有关？可能呈什么关系？钩码个数012345弹力大小F/N00.490.981.471.962.45弹簧长度l/cm6.007.168.349.4810.8511.75弹簧形变量x/cm01.162.343.484.855.75K≈42N/m

123456F=kx△F=k△x弹簧弹力的大小？在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长量（或缩短量）x成正比，用公式表达为：

x是指弹簧的形变量k为弹簧劲度系数，单位为Ｎ/ｍ．取决于弹簧的结构（材料、匝数、直径等），与受力大小无关F＝kx罗伯特•胡克（RobertHooke，1635—1703），英国科学家。胡克定律（Hookelaw）特例：弹簧弹力的大小练习1、有一个轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长为L1，改为用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长为L2。弹簧伸长和压缩均在弹性限度内，则此弹簧的劲度系数k为多大？例3.一根轻弹簧原长为l0＝10cm，若在它下面挂重为G1＝4N的重物时，弹簧的长度l1＝12cm，若在它下面挂重为G2＝3N的重物时，弹簧的长度是多少？例4.一根长为L的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为m的小球时，弹簧的总长度变为1.5L.现将两根这样的弹簧按图示方式连接，A、B两球的质量均为m，则两球平衡时，B球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小)(

)A.3L

B.3.5LC.4L

D.4.5LB2.如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①弹簧的左端固定在墙上；②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧质量都为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有(

)A．L2>L1

B．L4>L3

C．L1>L3

D．L2＝L45、弹力的作用点：作用在接触面上，但常常画在重心处1)轻绳：不计质量、忽略形变的绳子受力特点：1、只能拉不能压；2、轻绳的拉力一定沿绳方向；3、同一根绳子张力（即拉力）处处相等。三种约束模型：轻绳、轻杆和轻弹簧TT′例1．如图所示，A、B质量分别为M和m，求A对绳的作用力与地面对A的作用力？Mm2)轻杆：不计质量的杆轻杆受力特点：1、可拉可压；2、杆所受的力不一定沿杆的方向；例2.如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重为2N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力(

)A.大于2N，方向沿杆末端的切线方向B.大小为1N，方向平行于斜面向上C.大小为2N，方向垂直于斜面向上D.大小为2N，方向竖直向上D3）轻弹簧：不计质量的弹簧

受力特点：弹簧上弹力处处相等例4．下列轻弹簧完全相同，它们受力如图，他们的伸长量大小关系怎样?FFFFFL1L2L3L4如何判断弹力有无？——撤除接触面法判断球与斜面间有无弹力假设撤去斜面以球为研究对象，小球的运动状态没有发生变化所以球与斜面间没有弹力练习1：小球处于静止状态，所有接触面都光滑，分析小球受到几个弹力作用。光滑球静止在水平地面练习2：试判断下图中光滑小球是否受到弹力作用。水平面上靠在一起的两小球悬挂靠在一起的两小球AB【例题3】一根弹簧在50N的力的作用下，长度为10cm，若所受的力再增加4N，则长度变成10.4cm。设弹簧的形变均处于弹性限度之内，计算弹簧的原长及劲度系数。【例题4】一个弹簧测力计，由于更换弹簧，以致原先的刻度所标数值不能准确反映实际情况，经测试，此弹簧测力计不挂重物时示数为2N；挂100N的重物时，示数为92N（弹簧仍在弹性限度内），那么当弹簧测力计示数为20N时，所挂物体的实际重为多少牛？

【例题5】一根长弹簧内套一根短弹簧，长弹簧比短弹簧长0.2m，它们的一端固定。另一端自由，如图(甲)所示。当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图如图(乙)所示。求这两根弹簧的劲度系数k1(长弹簧)和k2(短弹簧)分别为多少?【例题6】质量为m的物体上下各连一个轻弹簧，两弹簧原长相同，劲度系数分别为k1和k2，且k1>k2现将下面的弹簧固定在地面上使物体处于平衡状态，上面的弹簧自然伸直如图所示。现在用一个向上的拉力拉住上面弹簧上端点A缓慢向上移动，