3.2 弹力.ppt

体重力的大小。
3．如图3－2－2所示，两只同样的弹簧秤 每只自重0.1 N，下端的挂钩重力忽略不 计，甲“正挂”而乙“倒挂”，在乙的下方 挂上重0.2 N的砝码，则甲、乙弹簧秤
的读数分别为
A．0.2 N,0.3 N C．0.3 N,0.3 N
(
)
图3－2－2
B．0.3 N,0.2 N D．0.4 N,0.3 N
[例2]
在半球形光滑容器内，放置一细杆，
如图3－2－5所示，细杆与容器的接触点分
别为A、B两点，则容器上A、B两点对细杆 m的作用力的方向分别为 A．均竖直向上 B．均指向球心 C．A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力竖直向上 D．A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力垂直于细杆 ( ) 图3－2－5
1．如图3－2－4所示，一小球用两根轻 绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，
绳2恰好竖直，则小球所受的作用
力有 ( )
图3－2－4
A．1个
C．3个
B．2个
D．4个
解析：假设绳1对球有作用力，该作用力的方向斜向左上 方，另外，球在竖直方向上受重力和绳2的拉力，在这3个 力的作用下球不可能保持平衡而静止，所以绳1不可能对 球施加拉力，则选项B正确。 答案：B
3.2
弹力
重点、难点
• • • • • 重点： 1、弹力有无的判断和弹力方向的判断 2、弹力大小的计算 难点： 弹力有无的判断和弹力方向的判断
[自学教材] 1．形变 物体在力的作用下 形状 或 体积 发生改变。
2．弹性形变
有些物体在形变后撤去作用力时能够 恢复原状 ，这 种形变叫做弹性形变。 3．弹力 发生形变的物体由于要 恢复原状 ，对与它接触的物
一、形变： 1、形变：物体的体积、形状发生改变 2、弹性形变： 在外力停止作用后，能够恢 复原状的形变。 物体形变的条件： 发生形变的物体受到外力的作用
3、范性(范性）形变：撤去使物体发 生形变的外力后，物体不 能完全恢复原状的形变。 4、弹性限度：物体能够发生弹性形变 的最大限度。
问题:
• 3.试解释运动员、箭、小车运动的原因？
与斜面之间是平面与平面接触，支持力垂直于接触面指
向被支持的物体；图乙中球面与球面接触，支持力的方 向沿两球心的连线指向小球。
答案：见”解析”
[例3]
一根轻弹簧在10.0 N的拉力作用下，长度由原来
的5.00 cm伸长为6.00 cm。 (1)当这根弹簧长度为4.20 cm时，受到的压力有多大？ 弹簧的劲度系数为多大？ (2)当弹簧受到15 N的拉力时，弹簧的长度是多少？ [审题指导] 解答此题应注意以下三点：
3、弹力的方向
①压力、支持力的方向：
垂直于支持面而指向受力物体 ②绳的拉力的方向
沿着绳而指向绳收缩的方向（指向绳中部）
弹力方向的判断：
1、两平面接触：垂直于接触面。
2、点面接触：垂直于面。
3、点点接触：垂直于公切面。
4、轻绳（不计质量）：沿绳子收缩的方 向。
5、轻杆（不计质量）：不一定沿杆的方向。
向上
[思路点拨]
判断弹力方向的方法是：先明确两物体
之间弹力的作用类型，再根据各种类型的特点来判断弹力
的方向。
[解析] 支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面。
在A点，杆的端点跟球面接触，弹力的方向垂直于该处球面 的切面，指向球心，而在B点，容器的边缘跟杆的侧面接触， 该处的支持力应垂直于杆向上，选项D正确。
[答案]
D
［借题发挥］ 判断弹力方向的步骤 (1)确定物体之间弹力作用的类型； (2)确定产生弹力的物体； (3)找出使物体发生形变的外力方向；
(4)确定物体形变的方向；
(5)确定物体产生的弹力方向。
2．画出图3－2－6中物体所受弹力的示意图，题图中各接 触面均光滑，各物体均静止。
图3－2－6
解析：绳的弹力沿着绳指向绳收缩的方向，图甲中物块
[答案] (1)8.0 N
1.00×103 N/m
(2)6.5 cm
［借题发挥］ 在应用胡克定律时一定要分清弹簧的长度l、弹簧的
原长l0以及弹簧的形变量x三个量之间的关系，正确地应
用定律公式。
3．水平桌面上放置一根弹簧，在弹性限度内对其施加30 N
的拉力时，其长度为20 cm，对其施加30 N压力时，其 长为14 cm，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数。 解析：设弹簧的自然长度为l0，劲度系数为k。 根据F＝kx，x为弹簧伸长(或缩短)的长度，由此得： 30＝k(0.2－l0)， 30＝k(l0－0.14)。 答案：17 cm ① ②
理解形变量(伸缩量）
x
L0 L
F F
L0 L
x
拉伸过应用胡克定律F＝kx求解。
其中，x为弹簧的形变量［可能为伸长量l－l0，也可能为
缩短量l0－l］k为弹簧的劲度系数，k只与弹簧本身有关，由 弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。它反映了 弹簧的软硬程度，k值越大，弹簧越硬，其长度越难改变。
4、弹力有无的判断：
（1）、直接判断： a、两物体是否相互接触。
b、接触处是否产和弹性形变。
（2）、假设法：
例、光滑水平面上AB两物体紧挨着保持 静止，则它们之间有弹力吗？
A B
解：直接判断法无法判断出，因为你根本 看不出它们之间是否有弹性形变。可以用 假设法。假设AB之间有挤压，则A对B有向 右的弹力，B对A有向左的力。真是这样， 则AB均不能保持静止，与题设矛盾。所以 没有挤压。
(1)压力和支持力的方向 垂直 于物体的接触面。
(2)绳的拉力沿着绳而指向绳 收缩 的方向。
常见的几种弹力：
①弹簧的拉力和压力 ②压力
④拉力
③支持力
⑤浮力
弹簧的弹力
形变方向
原长
形变方向
弹力方向
弹力方向
弹簧被压缩
弹簧被拉伸
压力和支持力产生
物体受到支持力 桌面受到压力
FN 物体受到支持力
物体形变
桌面形变
由①②得：l0＝17 cm，k＝1000 N/m。
1000 N/m
支持力的方向总是垂直于支 向上的弹力F2，这就是桌面 持面而指向受力物体） 对书的支持力。
绳的拉力的方向 悬挂物由于重力的作用而拉 结论：拉力是弹力， 紧悬绳，使重物、悬绳同时 方向总是沿着绳而指 发生微小的形变。重物由于 向绳收缩的方向。 发生微小的形变，对悬绳产 （沿着绳而指向绳中部） 生竖直向下的弹力F1，这是 物对绳的拉力；悬绳由于发 生微小形变，对物产生竖直 向上的弹力F2，这就是绳对 物体的拉力。
二、弹力概念：
1、弹力：发生弹性形变的物体由于要恢 复原状，对与它接触的物体有力的作用。 这种力叫做弹力。
2.弹力产生的条件：
（1）、两物体相互接触 （2）、接触处产生弹性形变。 3、弹力的特点：接触力、被动力
[自学教材] 1．常见弹力
平时所说的 压力 、 支持力 和拉力等都是弹力。
2．弹力的方向
(1)弹簧的形变量是指弹簧相对原长的变化量。
(2)当弹簧相对原长伸长时有x＝l1－l0。
(3)当弹簧相对原长缩短时有x＝l0－l2。
[解析]
(1)已知弹簧原长
l0＝5.00 cm＝5.00× －2 m 10 在 拉 力 F1 ＝ 10.0 N 的 作用 下 ， 弹簧 伸长到 l1 ＝ 6.00 cm＝6.00× －2 m， 10 F1 根 据 胡 克 定 律 F1 ＝ kx1 ＝ k(l1 － l0) 可 得 k ＝ ＝ l1－l0 10.0 103 N/m。 －2 N/m＝1.00× 6.00－5.00× 10 当压力为 F2 时，弹簧被压缩到 l2＝4.20 cm＝4.20× 10
解析：甲弹簧秤的读数应等于乙的重力和砝码的重力之 和,乙弹簧秤的读数等于它自身的重力和砝码的重力之和， 二者读数相等，都为0.3 N。 答案：C
[例1]
试分析图3－2－3中的球是否受弹力作用，
若受弹力，试指出其施力物体。
[思路点拨]
图3－2－3 判断弹力的有无可采用假设法：假设把
与物体接触的面或点去掉，看物体还能否在原位置上保持 原来的状态，从而判断该物体是否受弹力作用。
[解析]
采用假设法可判定：(1)图中球受到绳的拉
力、竖直墙壁的弹力；(2)图中球受到绳的拉力；(3)图中 球受到绳的拉力；(4)图中球受到绳的拉力、斜面的支持 力；(5)图中球受到水平面的支持力；(6)图中球受到斜面 的支持力、竖直挡板的弹力。
[答案]
见 “解析”
［借题发挥］ 相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体 间不一定存在弹力，只有两个物体接触并产生弹性形变时， 两物体间才有弹力产生。
A
B
（3）、搬家（隔离）法:
将相互接触的两个物体中拿走一个，看 对另一个物体是否有影响
A B
解：取走B球后，A仍静止，运动状态未变化， 可以断定AB之间原来没有作用力。
A
例2、试判断下列各情况小球的受力情况。
例：画出下列物体所受到的所有弹力。
[自学教材]
1．内容
弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)
(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x
图像表示，如图3－2－1所示，图线的
斜率即为弹簧的劲度系数。
(3)由于F1＝kx1，F2＝kx2，ΔF＝
F2－F1＝kx2－kx1＝k(x2－x1)＝kΔx，
图3－2－1
因此，弹簧上弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比
关系，即ΔF＝kΔx。
2．弹力的计算 除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算，一般要 借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解。比如，悬挂 在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉 力和重力作用。根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物