探究形变与弹力的关系1
第三章 2 第2课时 实验：探究弹簧弹力与形变的关系
第2课时实验：探究弹簧弹力与形变的关系[学习目标] 1.学会探究弹簧弹力与形变量之间的关系。
2.会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。
3.能根据F－x图像求出弹簧的劲度系数。
4.掌握胡克定律，会用F＝kx分析、解决有关问题。
一、实验：探究弹簧弹力与形变的关系1．实验器材铁架台，下端带挂钩的弹簧，100 g的钩码若干，刻度尺等。
2．实验原理(1)弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止时弹簧弹力的大小等于钩码所受重力的大小。
(2)弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝l－l0。
(3)图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与形变量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和形变量的关系。
3．实验步骤(1)如图甲所示，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。
(2)如图乙所示，在弹簧下端依次挂上1个、2个……相同的钩码，分别测出弹簧静止时的长度l。
(3)计算出每次弹簧的伸长量x＝l－l0。
(4)把所测得的数据填写在下列表格中。
序号1234 5钩码所受重力G/N弹簧长度l/m弹力的大小F/N弹簧的伸长量x/m4.数据处理(1)以x为横轴，F为纵轴建立坐标系，根据表中的数据，在图丙的坐标纸上描点，画出F－x图像。
丙(2)以弹簧的伸长量为自变量，写出图像所代表的函数。
首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。
(3)分析弹簧弹力和形变量之间的关系，解释函数表达式中常数的物理意义。
5．注意事项(1)尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响。
(2)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超出弹簧的弹性限度。
(3)测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及形变量x三者之间的不同，明确三者之间的关系。
为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自由下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态。
(4)记录数据时要注意弹力及形变量的对应关系及单位。
探究弹簧弹力与形变量的关系实验报告
探究弹簧弹力与形变量的关系实验报告1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下几个方面进行展开：1. 弹簧的基本介绍：弹簧作为一种常见的物理学实验器材，具有弹性变形的特性，广泛应用于机械工程、物理学和工业生产中。
弹簧的发展历史可以追溯到古代，它的使用在各个行业中都具有重要的作用。
2. 弹力的概念和作用：弹力是弹簧受到变形时产生的力量。
当弹簧产生形变时，其中的弹性势能会转化为弹力。
弹力可以用于平衡其他力量的作用，或者用于储存能量和传递能量。
3. 形变量的定义与测量方法：形变量指的是弹簧在受力下发生的长度变化或形状变化的量。
常见的形变量有线性形变和弯曲形变。
线性形变是指弹簧的长度变化，弯曲形变是指弹簧的形状变化。
测量形变量可以通过拉伸计等仪器来实现。
4. 弹簧弹力与形变量的关系：弹簧弹力与形变量之间存在一定的关系，这个关系可以用胡克定律来描述。
根据胡克定律，弹簧弹力与形变量成正比，即弹力与形变量之间存在线性关系。
这一关系可以用公式F=kx来表示，其中F表示弹力，k表示弹簧的弹性系数，x表示形变量。
综上所述，本实验报告旨在通过探究弹簧弹力与形变量的关系，验证弹力与形变量之间的线性关系，并进一步探讨弹簧的弹性特性。
通过实验的结果以及对实验的思考，我们可以对弹簧的特性和应用有更深入的理解。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织方式和各个章节的主要内容，以便读者可以快速了解文章的总体结构和主题。
本篇实验报告共分为三个章节：引言、正文和结论。
引言部分首先概述了实验的背景和意义，引起读者的兴趣和关注。
然后介绍了整篇文章的结构，包括各个章节的主要内容和目的。
正文部分是实验报告的核心部分，分为三个小节：弹簧弹力的定义、形变量的定义以及弹簧弹力与形变量的关系。
在第一个小节中，将对弹簧弹力的定义进行详细讲解，包括弹簧的特性和受力情况。
第二个小节将介绍形变量的定义，包括不同类型的形变量（如拉伸、压缩等），以及测量形变量的方法。
高一物理(上册)第三章知识点汇总
高一物理（上册）第三章知识点汇总高一物理（上册）第三章知识点汇总第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系认识形变1.物体形状回体积发生变化简称形变。
2.分类：按形式分：压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。
按效果分：弹性形变、塑性形变3.弹力有无的判断：(1)定义法(产生条件)(2)搬移法：假设其中某一个弹力不存在，然后分析其状态是否有变化。
(3)假设法：假设其中某一个弹力存在，然后分析其状态是否有变化。
弹性与弹性限度1.物体具有恢复原状的性质称为弹性。
2.撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变，称为弹性形变。
3.如果外力过大，撤去外力后，物体的形状不能完全恢复，这种现象为超过了物体的弹性限度，发生了塑性形变。
探究弹力弹力 1.产生形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力。
2.弹力方向垂直于两物体的接触面，与引起形变的外力方向相反，与恢复方向相同。
绳子弹力沿绳的收缩方向;铰链弹力沿杆方向;硬杆弹力可不沿杆方向。
弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。
3.在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比，即胡克定律。
F=kx4.上式的k称为弹簧的劲度系数(倔强系数)，反映了弹簧发生形变的难易程度。
5.弹簧的串、并联：串联：111=+并联：k=k1+k2kk1k2第二节研究摩擦力滑动摩擦力 1.两个相互接触的物体有相对滑动时，物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。
2.在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力，叫做滑动摩擦力。
3.滑动摩擦力f的大小跟正压力N(≠G)成正比。
即：f=µN()4.µ 称为动摩擦因数，与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。
05.滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反，与其接触面相切。
6.条件：直接接触、相互挤压(弹力)，相对运动/趋势。
7.摩擦力的大小与接触面积无关，与相对运动速度无关。
高一物理探究形变与弹力的关系(1)
第一节
探究形变与弹力的关系
【请带着以下问题阅读教材并回答】
1.什么是形变？是什么原因导致了形变？
2.常见的形变有哪些形式？
3.怎样理解弹性限度？ 4.你能细致叙述弹力产生的过程吗？ 注意二个概念 形变——物体形状和体积发生变化简称为形变。 弹性——物体具有的形变后恢复原状的性质称为弹性。
第一节
1.常见的形变 ①压缩形变
第一节
探究形变与弹力的关系
3.常见的弹力表现（只要符合弹力产生特征的力都归属于弹力） ①物体间的压力 ②物体间的支持力 ③绳子的拉力 …… 4.弹力的矢量性（方向） ①物体间的压力——垂直于支持面，指向被压的物体； ②物体间的支持力——垂直于支持面，指向被支持的物弹力的关系
一.认识形变——物体形状和体积发生变化简称为形变。 ②拉伸形变 ③弯曲形变 ④扭曲形变
2.形变的产生原因——外力的作用（力的作用效果之一） 【说明】在外力的作用下，任何物体都会发生形变
3.微小形变的观察： ①通过光线“放大”形 变 ②通过液柱高度变化“放大”形 变 4.弹性限度——①形变角度 ②外力角度 ③弹性角度 5.形变的类型： ①弹性形变——撤去外力后，物体能完全恢复原状。 ②非弹性形变——撤去外力后，物体不能完全恢复原状。
2 1
第一节
胡克定律
探究形变与弹力的关系
三.探究弹力与形变的定量关系
——在弹性限度内，弹簧弹力 F 的大小与弹簧的伸长（或缩
短）量 x 成正比。 即 F=kx
①式中比例系数 k 称为弹簧的劲度系数。 ②不同的弹簧，其劲度系数一般是不同的。
③影响k的因素：材料、粗细、长度、匝数· · · · · ·
在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆，短跑 的起跑器都是利用弹力。 同学们还可以举出更多利用弹力的例子吗？ ——拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板、跳马的踏板…… 弹力是怎样产生的呢？ ——弹力是伴随着物体的形变而产生的。 弹力的概念： ——产生形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体 产生力的作用，这种力称为弹力。
3.1.3 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
3.1.3 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
一、实验目的
1、探究弹簧弹力与形变量的关系． 2、学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据．
3、学会根据F－x、F－l 图像求出弹簧的劲度系数．
二、实验原理
1、如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长， 平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等． 2、弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由 伸长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算．这样就 可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系
八、实验的创新与改进
胡克定律
1、公式适用于弹簧(或橡皮条)发生“弹性形变"且在弹性限度内的情形。
2、公式中x 是弹簧的形变量，即弹簧的伸长 量或压缩量，注意不是弹簧的长度。 弹簧 伸长量或压缩量相同时，弹力大小相等，但方向不同。
3、弹簧的劲度系数h 由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm，劲度系数k＝________N/m. (3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于： ________________；缺点在于：____________________________________.
【例4】 图中 a、b、c 为三物块，M、N 为两个轻质弹簧，R 为跨过光滑定滑轮
的细绳，它们连接如图并处于平衡状态，则有可能（ A ）
A．N 处于拉伸状态而 M 处于压缩状态 B．N 处于压缩状态而 M 处于拉伸状态 C．N 处于不伸不缩状态而 M 处于拉伸状态 D．N、M 均处于不伸不缩状态
【例5】（多选）如图所示，A、B 两物体的重力分别是 GA=5 N，GB=6 N。A 用细线悬挂在顶板上，B 放在水平面上，A、B 间轻弹簧的弹力 F=2 N，则细线中
高物辅导系列(10)探究形变与弹力的关系
学科：物理学段：高一必修一学生姓名教师联系电话：教学内容探究形变与弹力的关系教学目标1、知道什么是弹力以及弹力产生的条件2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，并正确的画出它们的方向3、知道弹簧的弹力跟弹簧形变量的关系4、掌握利用胡克定律计算弹簧弹力的方法教学重、难点1、相互接触的物体间是否有弹力的判断2、弹力方向的确定一、弹性形变1．物体在力的作用下形状或______发生改变的现象，叫做形变．2．物体发生形变后在撤去外力时能够恢复原状，这种形变叫做______形变．3．弹性限度：如果形变过大，超过了一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度．弹簧在使用过程中不能超过其弹性限度．二．弹力1．定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力．2．弹力产生的条件：(1)物体直接相互________；(2)物体发生__________．3．弹力的方向：跟物体恢复形状的方向______．(1)一般情况：凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力；支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体．(2)一般情况：凡是一根线(或绳)对物体的拉力，都是这根线(或绳)因为发生形变而对物体产生的弹力；拉力的方向总是沿线(或绳)的方向．(3)弹力方向特点：由于弹力的方向跟接触面垂直，面面接触、点面接触时弹力的方向都是垂直于接触面的．弹力的大小：与形变大小有关．一般来说形变越大，弹力越大．三、胡克定律1．胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的______________成正比，即F＝kx，其中k是弹簧的劲度系数，单位的符号是N/m.2．注意的问题(1)胡克定律的成立是有条件的，就是弹簧发生“__________”，即必须在弹性限度内．(2)F＝kx中的x是弹簧的________，是弹簧的伸长(或缩短)的长度，而不是弹簧的长度．(3)F＝kx中的k是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧软硬程度，大小由弹簧本身性质决定，与弹力的大小______．(4)在应用F＝kx时，要把各物理量的单位统一到国际单位制中．(5)公式ΔF＝kΔx可作为胡克定律的推论使用，式中ΔF、Δx分别表示弹力变化量和形变变化量．(6)判断弹簧弹力的方向时，要注意弹簧是被拉伸还是被压缩或两者均有可能，计算弹簧弹力大小的方法一般是根据胡克定律，有时也根据平衡条件来计算.每天浏览5分钟,有时候进步就这么简单！！！例1关于弹力的产生，下列说法正确的是()A．只要两物体相接触就一定产生弹力B．只要两物体相互吸引就一定产生弹力C．只要物体发生形变就一定产生弹力D．只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用例2如图所示，一个球放在“V”形两光滑面AC和AB上，处于静止状态，请画出球所受的弹力．变式训练1如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间．试画出小球所受弹力．例3竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm；挂重为6N的物体时弹簧长度为13 cm，则弹簧原长为______ cm，劲度系数为______ N/m.变式训练2如图所示，A、B两物体的重力分别是G A＝3 N，G B＝4 N．A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧中的弹力F＝2 N，则细线中的张力F T及B对地面的压力F N的可能值分别是()A．5 N和6 N B．5 N和2 N C．1 N和6 N D．1 N和2 N例4如图所示，叠放的物体A、B静止于水平地面上，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图．例5如图所示，一个质量分布均匀的球放在互成120°角的两块光滑平面之间，保持静止状态，球与水平面AB相切于a点，与倾斜面AC相切于b点，试分析球的受力情况，画出球的受力示意图．变式训练3如图所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，小球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有()A．1个B．2个C．3个D．4个例6、如图所示，静止在水平路面上的小车，其支架的杆子上固定一铁球，关于杆子给铁球的力的方向，下列说法正确的是:( )A．沿杆子; B．垂直于杆子; C．竖直向上; D．沿杆子与竖直方向之间的某一方向.【随堂演练】1．下列有关弹力的一些说法中，正确的是()A．只有弹簧才有可能施加弹力B．施加弹力的物体一定有形变C．墨水瓶放在课桌上，墨水瓶对课桌施加了弹力，但墨水瓶并没发生形变D．压力就是竖直向下压的力2．将一本书放在水平桌面上静止，则下面说法中正确的是()A．书对桌面的压力就是书受的重力，施力物体是地球B．书对桌面的压力是弹力，在数值上等于书受的重力C．书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的D．书能静止，是由于书的重力大于桌面对书的支持力3．下列叙述中错误的是()A．压力、支持力和拉力都是弹力B．压力和支持力的方向总垂直于接触面C．轻绳、轻杆上产生的弹力总是在沿绳、杆的直线上D．轻杆不同于轻绳，弹力的方向可以不在沿杆的直线上4．画出图中小球或杆所受弹力的示意图．5. 一个球形物体O静止放在水平地面上，并与竖直墙相接触，A、B两点是球与墙和地面的接触点，则下列说法正确的是（）A. 物体受三个力，重力、B点的支持力、A点的弹力B. 物体受二个力，重力、B点的支持力C. 物体受三个力，重力、B点的支持力、地面的弹力D. 物体受三个力，重力、B点的支持力、物体对地面的压力1.下列各种情况中，属于弹性形变的有()A．撑杆跳高运动员起跳中，撑杆的形变B．当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变C．细钢丝被绕制成弹簧D．铝桶被砸扁2．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．是弹簧本身特性，与所受拉力的大小，形变大小都无关3．下列说法正确的是()A．木块放在桌面上受到向上的支持力，这是由于木块发生微小形变而产生的B．用一根细竹杆拨动水中的木头，木头受到竹杆的推力，这是由于木头发生形变而产生的C．绳对物体的拉力方向总是竖直向上D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是由于电线发生微小形变而产生的4．如图所示，A、B叠放在水平地面上，则地面受到的压力是()A．A和B对地面的压力之和B．B对地面的压力C．B的重力D．A和B的重力5、如图所示，对静止于水平地面上的重为G的木块，施加一竖直向上的逐渐增大的力F，若F总小于G，下列说法正确的是()A．木块对地面的压力随F增大而增大B．木块对地面的压力随F增大而减小C．木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对平衡力D ．木块对地面的压力就是木块的重力6．如图所示，一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是()A．球一定受墙的弹力且水平向左B．球可能受墙的弹力且水平向左C．球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D．球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上7、确定如图甲、乙所示的棒和球所受的弹力的方向．8．质量均匀的钢管AB的B端支在光滑水平面上，A端用一根竖直悬绳吊在顶板上(如图所示)．问钢管受到几个力的作用？各是什么性质的力？方向怎样？画出钢管的受力示意图．本周作业上周作业完成情况教学主管日期、时间学生签名学科：物理学段：高一上册学生姓名教师联系电话：补充习题限时：30分钟总分：100分得分：______1、重为4 N的木块放在水平桌面上，桌面受到4 N的压力,以下说法正确的是( )A、这个压力就是重力，施力物体是地球B、这个压力就是重力，施力物体是木块C、这个压力的施力物体是木块，此压力是由于木块发生形变引起的D、这个压力的施力物体是地面，此压力是由于地面发生形变引起的2．下列各图中，所有接触面都是光滑的，所有P、Q两球都处于静止状态．P、Q两球之间不存在弹力的是( )3、如图为P物体对Q物体的压力的示意图，其中正确的是( )4．实验表明：弹簧弹力F的大小与弹簧的形变量x有如下关系F＝kx，下列说法正确的是( ) A．式中的k反映了某个具体弹簧的一种性质B．k与弹簧所受外力大小成正比C．x是弹簧伸长或缩短后的长度D．x是弹簧伸长或缩短后的长度相比不受力时长度的变化量5、在探究“弹簧弹力与形变的关系实验”中,弹簧不受力时的长度如图甲所示,当在弹簧下挂重2 N的钩码时长度如图乙所示.对此下列说法中正确的是( )A、该弹簧原长为41 cmB、挂2 N的钩码时,弹簧伸长了49 cmC、该弹簧的劲度系数为20 N/mD、该弹簧的劲度系数为25 N/m6、画出图中小球A所受的弹力方向.已知各接触面均光滑.7、一根轻弹簧的伸长(x)跟所受的外力(F)之间的关系如图所示，试求：(1)弹簧的劲度系数k；(2)若弹簧原长l0=60 cm，当把弹簧压缩到40 cm长时，需要多大的压力？8、某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上1个钩码,并逐渐增加钩码的个数,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重力加速度取g=9.8 m/s2)钩码质量0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00m/×102 g标尺刻度15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50x/×10-2 m(1)根据所测数据，在如图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺的刻度x与钩码质量m的关系曲线.(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在_________N 范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律,，这种规格的弹簧的劲度系数为__________N/m.。
实验一：探究弹簧形变与弹力的关系
所示，其读数为_3_._7_7_5__cm.当地的重力加速度大小为
9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为53__.7_____N/m(保留3位
图5
有效数字).
变式2 (2018·四川省第二次“联测促改”)某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉 力的关系，做了如下实验： ①如图6所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一 小段轻绳(带绳结)；将制图板竖直固定在铁架台上. ②将质量为m＝100 g的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置A0； 用水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋下端点的位置A1；逐 步增大水平力，重复5次……
图2
作图的规则： (1)要在坐标轴上标明轴名、单位，恰当地选取纵轴、横轴的标度，并根据数据 特点正确确定坐标起点，使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸.若弹簧原长较 长，则横坐标起点可以不从零开始选择. (2)作图线时，尽可能使直线通过较多坐标描点，不在直线上的点也要尽可能对 称分布在直线的两侧(若有个别点偏离太远，则是因偶然误差太大所致，应舍去). (3)要注意坐标轴代表的物理量的意义，注意分析图象的斜率、截距的意义.
图1
(2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出 记录，要尽可能多测几组数据. (3)根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标. (4)按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)， 所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同. (5)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数， 如果不行再考虑二次函数.
斜率为22.6－12.62－.01×10－2＝mkg＝0.1×k 10，
解得k＝100 N/m；由题图可知，橡皮筋的原长l0＝0.21 m.
弹力方向与物体形变方向的关系
弹力方向与物体形变方向的关系
弹力方向与物体形变方向之间有以下关系：
1. 弹力与物体形变方向相同：当物体受到外力作用时，物体发生形变，如果形变方向与外力方向相同，则所受弹力方向与物体形变方向相同。
例如，当你将弹簧压缩时，弹簧会产生一个与物体形变方向相反的弹力，因为你用力压缩了弹簧。
2. 弹力与物体形变方向相反：在某些情况下，当物体受到外力作用时，物体发生形变，但形变方向与外力方向相反。
在这种情况下，所受弹力方向与物体形变方向相反。
例如，当你拉伸一个橡皮筋时，橡皮筋会产生一个与你施加的拉力方向相反的弹力，这是因为橡皮筋想要恢复到它的原始形状。
总的来说，弹力方向与物体形变方向的关系取决于外力的作用方式和物体的特性。
“探究形变与弹力的关系”教学中应处理的几个问题
４ 如 何 确 定 弹 力 的 大 小
受到 的支 持 力 是 由 于 跟 它接 触 的桌 面发 生 形 变 产 生 的； 而 桌 面受 到的压 力则 是 由 于跟 它 接触 的物 体 发生
有弹力， 这 ２个 弹 力 方 向 分 别 垂 直 于 ＡＣ和 ＡＢ 面 ， 则
球 所受 力如 图 ２所 示 ： 由于 Ａ Ｂ 面 对 球 的弹 力 Ｆ 使
球 不 能静止 在 原来位 置 ， 这 与 球 处 于 静 止 状 态 的 实 际
情 况 不相符 ． 故 ＡＢ 面对球 的 弹力不存 在 ．
形 变产 生 的． ２ 如 何 判 断 弹 力 的 存 在 弹力存 在 的判 断是个 难 点 问题 ， 正 确 掌 握 它 对 以
不论 哪一 种形 变 ， 所 产 生 的 弹 力 大 小 都 与 形 变 的
后 正确 的受 力分 析起 着至 关 重 要 的作 用 ． 相 互 接 触 的
物体 ， 当相 互 挤 压 或 拉 伸并 产 生 弹性 形 变 时 ， 则 在 接 触 处就 会产 生 弹 力 ． 若仅是接触 ， 而 不 相 互 挤 压 或 拉
将该 处 与物体 接触 的另 一 物体 去 掉 ， 看 物 体 是 否 在 该
位置 保持 原来 的状 态 ， 从 而 判 断物 体 在 该处 是 否 受 到
弹力 作 用． 例如 ， 如 图 １所 示 ， 一 球 放 在 光 滑 水 平 面 ＡＣ 上 ， 并 和 ＡＢ 光 滑 面 接 触 ， 球静止 ， 分 析 球 所 受 的
专题13探究弹簧弹力与形变量的关系-2024届高三物理一轮复习重难点逐个突破(解析版)
专题13 探究弹簧弹力与形变量的关系1．实验原理(1)弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等．(2)弹簧的伸长量越大，弹力也就越大．2．实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸．3．实验步骤(1)按如图所示安装实验器材，使弹簧的一端挂在铁架台上自然下垂，刻度尺的零刻度与弹簧上端对齐。
(2)在弹簧下端悬挂钩码，测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出记录，要尽可能多测几组数据。
(3)以力为纵坐标，以弹簧的伸长量(或弹簧的总长)为横坐标，根据所测数据在坐标纸上描点，并用平滑的曲线(包括直线)连接，使不在曲线上的点均匀分布在图线两侧。
(4)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行再考虑二次函数，从而探究弹簧弹力与形变量的关系。
4.数据处理(1)列表法将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的．(2)图象法以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲线是一条过坐标原点的直线．(3)函数法弹力F与弹簧伸长量x满足F＝kx的关系．5．注意事项(1)安装实验装置时要保持刻度尺竖直并靠近弹簧．(2)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过度拉伸，超过弹簧的弹性限度．(3)要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．(4)观察所描点的走向，不要画折线．(5)记录数据时要注意统一单位．6．误差分析系统误差：钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差．偶然误差：(1)弹簧长度测量不准（固定刻度尺，多测几次）．(2)描点、作图不准（坐标轴的标度尽量大一些，描线时让尽可能多的点落在线上或均匀分布于线的两侧）．考点一基本实验1．（2022·新疆·模拟预测）某实验小组采用如图甲所示的装置探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，测得弹簧弹力F随弹簧伸长量x变化的图像如图乙所示。
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力的图示和示意图
练习：质量为5kg的木箱，请画出地面对木 箱的支持力的示意图，以及木箱对地面的压 力的图示。
探究弹力和弹簧伸长的关系
1.实验原理： 用悬挂钩码的方法给弹簧施 加拉力，系统静止时，弹簧 的弹力等于所挂钩码的总重 力；弹簧的长度及伸长量可 由刻度尺测出。 弹簧、钩码、直尺、铁架台。 2.实验器材：
探究弹力和弹簧伸长的关系
5.做出F—X图象
F/N
× × × ×
×
O X/cm
胡克定律
1.内容：在弹性限度内，弹簧的弹力F的大 小与弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比。
2.公式：F=kx k 称为弹簧的劲度系数，单位为N/m 在F—x图象中k是直线的斜率。 x为弹簧在拉力F作用下的伸长量或压缩量。
胡克定律
F1
书 F1 书 F2 木板 F2
板
探究弹力
一辆汽车停在水平面上，下列叙述中正确的是（ ） A.受到向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变； 汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力 B.地面受到向下的弹力，是因为地面发生了弹性形 变；汽车受到向上的弹力，是因为汽车也发生了 形变 C.车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地 面受到向下的弹力是因为汽车发生了形变 D.以上说法都不正确
4、数据记录： 弹簧原长：L0= 11.5 cm
弹簧的伸长 量x /cm 弹力的大 小 F/N
实验次数 物体的重力 弹簧的长 度 L/cm G/N 1 2 3 4 5
0.5 1.0
12.5 13.5
1.0 2.0
0.5
1.0
1.5
2.0
14.5
15.5
3.0
4.0
1.5
2.0
2.5
16.5
5.0
2.5
练习1：竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N 的物体时弹簧长度为12cm；挂重为6N物 体时弹簧长度为13cm,则弹簧原长为多少 厘米，劲度系数为多少?
c
请画出下图中杆和球所受的弹力
弹力方向
3、弹力方向： 压力： 垂直于支持面而指向被压物体 绳的拉力：沿绳指向绳收缩的方向
垂直于支持面而指向被支持物体 支持力：
力的示意图
1.用一根带箭头的线段来表示力得到的图就是力 的示意图。
意义：力的示意图只表示力的方向和作用点，对线段的 长度没有明确的要求不需要标度，通常用力的示意图对 物体进行受力分析。
探究 形变与弹力的关系
认识形变
体验性实验 1.直尺在两只手的作用下弯曲 2.弹簧被拉长 3.弹簧被压缩 4.橡皮筋被拉长 5.纸张用手揉皱 6.用手压橡皮泥 记录（物体如何变化） 弯曲了 伸长了 缩短了 伸长了 扭曲了
压扁了
物体的形状发生变化，简称形变
认识形变
1、是否任何物体在外力的作用下都能发生Hale Waihona Puke 变呢？ 是的！任何物体都能发生形变
3、如果物体形变过大，超过一定限度，物体 的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度
弹性与弹性限度
说法正确的是（ ） A、物体在外力的作用后的形变称为弹性形变 B、物体在外力停止作用后，能恢复原状的形变 称为弹性形变 C、物体形状的改变称为弹性形变 D、一根铁丝折弯后的形变是弹性形变
探究弹力
2、有些物体形变明显，有些物体形变不明显
体验性实验 1.钢尺在两只手的作用下弯曲 2.弹簧被拉长 3.弹簧被压缩 4.橡皮筋被拉长 5.纸张用手揉皱
记录（物体如何变化） 弯曲了 伸长了 缩短了 伸长了 扭曲了
6.用手压橡皮泥
压扁了
弹性与弹性限度
1、物体具有恢复原状的性质，称为弹性
2、任何物体受到外力的作用都会产生形变， 撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变，称为 弹性形变
产生形变的物体由于要恢复原状，会对与它接 触的物体产生力的作用，这种力称为弹力 产生条件： 1、直接接触 2、产生弹性形变
探究弹力
弹力有无的判断： 1、对于明显形变的物体， 可根据弹力产生的条件由形变直 接判断 2、对于形变不明显的情 况，常用“假设法”判断
弹力有无的判断：
在下图中，A、B两球相互间一定有弹力作用的图是 （ ）
探究弹力和弹簧伸长的关系
3.实验步骤
（1）将弹簧悬挂在铁架台上，把刻度尺直 立并固定在弹簧旁边。 （2）记下弹簧自然下垂时的长度L0。 （3）悬挂50g钩码一个，待稳定后，读出弹 簧上指针所示刻度L并计算出弹簧的伸 长量X记入表格。 （4）逐个增加钩码，重复上一步，至少做5次。
探究弹力和弹簧伸长的关系
力的图示
1.沿力的方向画一条线段，线段的长度表示 力的大小 2.在线段的末端画一个箭头表示力的方向 3.在图中附上比例线段，指出某一长度表示 多少牛的力
力的图示 1.作法 ：1）找受力物体 2）设标度 3）定作用点，画射线 4）按照规定的刻度截取线段 5）标箭头 6）标明力的大小 2. 作力的图示时要注意“ 1）线段的起点或者终点表示力的作用点 2）作用点，必须画在受力物体上 3）箭头方向必须要与力的方向一致 4）线段的长度跟力的大小成正比
（ 1）
（ 2）
（ 3）
（4 ）
探究弹力
三要素： 1、作用点：物体的接触面（或者点） 2、方向： 在平面上产生的弹力的方向垂直于两物体的接 触面，在曲面产生的弹力垂直于曲面该处的切 线方向；在一个点处产生的弹力垂直于跟它接 触的平面或者曲面的切线面；绳子是指向绳子 收缩的方向，指向施力物体恢复形状的方向。