绳子、弹簧和杆产生的弹力特点1(答案)
教科版高中物理必修第一册第三章第2节弹力
观察微小形变
显示微小形变的观察（一）
有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一 些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不 过形变很微小。
一切物体受到外力作用都要发生形变.
显示微小形变的观察（二） 用手指压桌面，桌面是否有形变？
总结：物体在外力作用下会发生形变，有的形变明显， 有的形变微小，只能用实验的方法显示出来．
弹力产生的条件：
1 直接接触 2 有弹性形变
说明：只有两个条件同时满足才有弹力产生！
弹力产生在直接接触并发生弹性形变
的物体之间！
二、弹力
发生形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接 触的物体产生力的作用，这种力叫弹力.
2.那么，弹力产生的原因是什么呢？
弹力的施力物体发生了形变
弹力实际上是发生弹性形变的物体（施力物 体）对使它发生弹性形变的物体（受力物体）的 作用。
7、弹力的作用线过球心 ，但不一定过重心
五、弹力有无的判断：
1、直接法 对于变化比较明显的情况，可以根据弹力 产生的条件判断： （1）物体间相互接触 （2）发生弹性形变 两个条件必须同时满足才有弹力产生
2、假设法 先假设接触处存在弹力，看物体所处状态 和条件是否矛盾，如果矛盾，则说明此处弹力不存在
A.只有F1＞F2时，示数才为F1 B.只有F1＜F2时，示数才为F2 C.不论F1、F2关系如何，示数均为F1 D.不论F1、F2关系如何，示数均为F2
3.一根弹簧原长为10cm，现用一力拉弹簧并使弹簧伸长 到13cm，已知该弹簧的劲度系数为1000N/m，问弹簧产 生的弹力有多大？（弹簧在弹性限度内）
绳子受到物体的拉力
物体受到绳子的拉力
拉力的方向：绳子对物体的拉力是沿着绳而指向绳 收缩的方向。
2020-2021学年教科版高中物理必修1教案设计第二章弹力
第三节弹力知识点一弹性形变和弹力(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变的现象．(2)弹性形变：物体在形变后，撤去作用力时能够恢复原状．(3)弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用．如图所示的情景中，运动员、箭、小车的运动状态为什么能发生变化？提示：因为受到弹力的作用，分别是跳板、弦和弹簧发生弹性形变产生的弹力．知识点二几种弹力(1)常见弹力：平时所说的压力、支持力和拉力都是弹力．(2)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面．(3)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向．试画出图中甲和乙所示的棒和球所受的弹力的方向．提示：弹力方向如图所示．知识点三胡克定律(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)的长度x成正比．(2)公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位：牛顿每米，符号N/m.在弹性限度之内，一轻弹簧受到10 N的拉力时，它的伸长量是4 cm，则该弹簧劲度系数是250 N/m，当弹簧不受拉力时，该弹簧劲度系数是250 N/m，当弹簧两端受到拉力为7.5 N时，弹簧的伸长量是3 cm.考点一弹力的方向【例1】分别画出图中的物体A所受弹力的示意图．本题中，画示意图的基本步骤为：确定研究对象A →确定接触面→弹力垂直于接触面→指向受力物体【解析】分析此类问题的关键是确定接触面，对于点—面接触、面—面接触类问题，其中的面即为接触面；对于点—弧面接触类问题，过接触点的弧面的切面即为接触面．根据弹力垂直于接触面，可判断物体A所受的弹力方向，作出的示意图如图所示．【答案】见解析总结提能弹力的方向可根据弹力作用的类型进行判断．1．面面接触：弹力垂直于接触面(或切面)指向受力物体．2．点面接触：弹力过点垂直于接触面(或切面)指向受力物体．3．轻绳：绳对物体的拉力沿绳并指向绳收缩的方向．4．轻弹簧：弹簧对物体的弹力可能为支持力，也可能为拉力，但一定沿弹簧的轴线方向．如图所示是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”．为满足破冰船航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度．则船体对冰块的弹力示意图正确的是(C)解析：船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，A、B、D错误．考点二物体间弹力有无的判断方法方法思路例证假设法假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力图中细线竖直、斜面光滑，因为去掉斜面体，小球的运动状态不变，故小球只受细线的拉力，不受斜面的支持力替换法用细绳替换装置中的杆，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则图中轻杆AB、AC.用绳替换AB，原装置状态不变，说明AB对物说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力体施加的是拉力；用绳替换AC，原状态不能维持，说明AC对物体施加的是支持力状态法由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律，后面将学到)列方程，求解物体间的弹力图中各接触面均光滑，小球处于静止状态，由二力平衡条件可知，地面对小球的支持力和重力可使小球处于平衡，但没有与墙面对小球的弹力相平衡的力，因此竖直墙面对小球不产生弹力的作用【例2】在下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是()本题可按以下思路进行分析：【解析】在A图中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B 间没有挤压，即A、B间没有弹力．在B图中，若拿去A球，则B球将向左运动，故A、B间存在相互挤压，即A、B间存在弹力．在C 图中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B 间没有弹力．在D图中，不能判断A、B间有没有弹力．故选项B正确．【答案】 B总结提能弹力的产生条件中接触是前提，挤压是关键，相互接触的物体是否发生弹性形变是弹力存在与否的标志．但是，实际上除弹簧、橡皮条等物体产生弹力时形变较明显外，大部分物体产生弹力时形变是微小的，肉眼很难观察出来．因此，弹力有无的判断主要有以下两种方法：(1)条件法，(2)假设法．如图所示，将一个钢球分别放在烧杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球在各容器的底部与侧壁相接触，处于静止状态．若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是(A)A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C．烧杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D．口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用解析：钢球与容器的侧壁接触，是否有弹力作用，就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以觉察，可借助假设法判断．假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容器底部对它的支持力作用，钢球仍将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，即容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立．也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图如图所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以该假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用．考点三弹力大小的计算1．胡克定律及其应用胡克定律表明，弹力的大小与弹簧的形变量成正比，而不是与弹簧的长度成正比．即胡克定律表达式F＝kx中的x是弹簧的形变量，而不是弹簧的原长或变化后的长度．应用胡克定律时应注意下列问题：(1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内．(2)x是弹簧的形变量，不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度．(3)F－x图像为一条经过原点的倾斜直线，图像斜率表示弹簧的劲度系数，对于同一根弹簧来说，劲度系数是不变的．(4)由于F1＝kx1，F2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝kΔx，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．2．一般弹力的计算对于除弹簧外的其他弹性体的弹力大小的计算，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竖直向下的重力作用，根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小．关键：弹簧弹力用胡克定律，一般弹力用二力平衡．特别提醒：胡克定律只能计算弹簧的弹力大小，而弹簧的弹力方向，要根据是被拉伸，还是被压缩来确定，其方向总是与弹簧恢复原状的方向相同．【例3】(多选)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间轻弹簧的弹力F＝2 N，则细线中的张力F T及B对地面的压力FN的可能值分别是()A．5 N和6 N B．5 N和2 NC．1 N和6 ND．1 N和2 N本题的解题思路为：确定弹簧的伸缩状态→⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫弹簧压缩→弹力方向：对A向上，对B向下弹簧伸长→弹力方向：对A向下，对B向上对A、B受力分析【解析】如果弹簧处于被拉伸的状态，它将有收缩到原状的趋势，会向下拉A，向上提B，则对物体A、B，有F T＝G A＋F＝5 N，F N＝G B－F＝2 N，选项B正确；如果弹簧处于被压缩的状态，它将有向两端伸长恢复原状的趋势，会向上推A，向下压B，则F T′＝G A－F＝1 N，F N′＝G B＋F＝6 N，选项C正确．【答案】BC总结提能应用胡克定律F＝kx解题时，必须注意：(1)弹簧的形变必须在弹性限度内；(2)x是弹簧的形变量，不是弹簧形变后的实际长度．如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重G，平衡时球在A 处，今用力F压球使弹簧缩短x球至B处，则此时弹簧的弹力为(B)A．kx B．kx＋GC．G－kx D．以上都不对解析：设球在A处时弹簧已压缩了Δx，球平衡时弹力F A＝G＝kΔx，球在B处时，弹簧又压缩x，球再达到平衡时弹力F B＝k(Δx＋x)＝G ＋kx.故选项B是正确的．1．(多选)下列各种情况中，属于弹性形变的有(AB)A．撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变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．铝桶被砸扁解析：本题考查对弹性形变的理解．“撑竿的形变”“椅面发生的微小形变”均能恢复原状，是弹性形变；“细钢丝被绕制成弹簧”不能恢复成“钢丝”，“铝桶被砸扁”不能恢复成“桶”，是非弹性形变，故选项A、B正确，C、D错误．2．体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示．下列关于斜台对足球的弹力的方向，说法正确的是(D)A．沿v1的方向B．先沿v1的方向后沿v2的方向C．沿v2的方向D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向解析：支持力是弹力，方向总是垂直于接触面，并指向被支持物，所以斜台对足球的弹力方向为垂直于斜台斜向左上方，故D正确．3．一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是(C)A．地面受到了向下的弹力，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．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C．汽车受到向上的弹力，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．以上说法都不正确解析：汽车停在水平地面上，汽车受到的弹力是因为地面发生了形变而又要恢复原状从而对阻碍其恢复的物体产生的作用力；地面受到的弹力是由于汽车发生了形变又要恢复原状从而对阻碍其恢复的地面产生的作用力，故选项C正确，A、B、D错误．4．如图所示，用两根轻绳将一小球悬挂于天花板上，小球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有(B)A．1个B．2个C．3个D．4个解析：可以用假设法判断，绳1中没有弹力，小球受重力和绳2的拉力．5．请在下图中画出杆或球所受的弹力．(a)杆靠在墙上；(b)杆放在半球形的槽中；(c)球用细线悬挂在竖直墙上；(d)点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，点1、2、3在同一竖直线上．答案：图见解析解析：本题考查对弹力方向的判定，关键是熟悉各种接触中的弹力方向．(a)杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两处对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直．如上图(a)所示．(b)杆对C、D两处都有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于其切面指向球心，D处弹力垂直于杆斜向上．如上图(b)所示．(c)球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子斜向上．如上图(c)所示．(d)当重心不在球心处时，弹力作用也必通过球心点2，如上图(d)所示．应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心．学科素养培优精品微课堂——思想方法系列(十)弹力有无及方向的判断方法开讲啦弹力是物体间的基本相互作用之一，也是力学中经常遇到的一种力，几乎所有涉及力学的问题中都会出现两个问题：一是两个接触面之间有弹力吗？二是弹力的方向如何？1．弹力有无的判断方法弹力产生的条件是：①两物体相互接触；②接触面发生弹性形变，这两个条件缺一不可．弹力是接触力，但相互接触的物体间不一定存在弹力，还要看两者之间有没有因挤压而发生弹性形变．对于形变明显的情况(如弹簧)可由形变直接判断，形变不明显时通常用下面的三个“妙招”进行分析判断．第一招：用“撤离法”分析物体间的弹力欲分析一物体的某一接触处是否有弹力作用，可先假设没有所接触的物体(即撤离所接触的物体)，看看被研究的物体有怎样的运动趋势．①若被研究的物体倒向原接触物的一边，则两者之间有挤压的弹力作用．如图1所示，撤去斜面，小球将向右摆，说明斜面与小球间有弹力作用．②若被研究的物体倒向远离接触物的一边，则两者之间只可能产生拉伸的弹力．如图2所示，撤去细绳，小球将向下运动，说明细绳与小球间有弹力作用．③若被研究的物体仍不动，则两者之间无弹力．如图3所示，撤去斜面，小球仍保持静止，说明斜面与小球间无弹力作用．第二招：用“替换法”分析物体间的弹力用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力．如右图所示，把轻杆换成细绳，可以发现小球下落，说明轻杆对小球提供支持力．第三招：根据“物体的运动状态”分析弹力由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡列方程，求解物体间的弹力．如上图所示，小球处于平衡状态，小球的重力竖直向下，根据二力平衡可知，杆对小球的支持力竖直向上．2．弹力方向的判断方法弹力的方向与物体的形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上．常见的几种情况如下：(1)两物体接触面上的弹力，包括压力和支持力．这种弹力与物体间的接触方式有关．①当两物体为“面与面”或“点与面”接触时，如下图所示，弹力的方向垂直于接触面，并指向受力物体．②当两物体是“点与点”接触时，如下图所示，弹力的方向过接触点且垂直于过接触点的切面，指向受力物体．(2)线的拉力①细线的重力可忽略时，拉力沿线的方向．如图1所示，T1和T2分别表示两细线对O点的拉力．②粗线的重力一般不能忽略，粗线可能是弯曲的，拉力的方向沿接触点的切线方向．如图2所示，T1和T2分别表示线对A、B两点的拉力．(3)弹簧的拉力弹簧的弹力方向总与弹簧的中心轴线重合，拉力指向原长方向．如图3所示．(4)轻杆的弹力轻杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，其弹力方向较复杂．当只有两端受力时，弹力方向将沿杆的轴线方向；如果杆的中间部分受力，其弹力方向不一定沿杆的轴线方向，这种情况需要根据平衡条件或物体的运动状态来确定．如下图所示．。
鲁科版高中物理必修第一册第3章第2节科学探究_弹力课件
探究点三 弹力的方向
情境探究
1.分析以下图中接触面上有没有弹力,画出其示意图。
提示 接触面上的弹力与接触面垂直,指向形变恢复的方向,对点点接触问 题,弹力垂直接触点的切线方向,具体受力示意图如图所示。
2.分析轻绳对球的拉力。
提示 绳子受到拉力后会有形变,由于收缩而产生弹力,故绳上弹力方向沿绳 指向绳收缩的方向,具体拉力如图所示。
弹力产生的过程为:
2.弹力有无的判断方法 (1)直接法 对于形变比较明显的情况,可以根据弹力产生的条件判断,两个条件都满足时 才有弹力产生。 (2)假设法 要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用,可假设将在此处与物体接触的 另一物体去掉,看物体是否在该位置保持原来的状态,若能保持原来的状态, 则说明物体间无弹力作用,否则有弹力作用。
④弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比,即ΔF=kΔx。
题组过关 1.如图所示,一劲度系数为k、原长为l的轻弹簧,上端固定在天花板上,下端悬 挂一木块。木块处于静止状态时弹簧的伸长量为Δl(弹簧的形变在弹性限度 内),则木块所受重力的大小等于 ( D )
A. k
B. l
l
kl
C.Δl
3.甲图中AB为轻质杆,图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,杆在B处由铰链 连接,且系统均处于静止状态,图乙为一个弹性杆上端固定着一个小球,下端 固定在斜面上,分析杆对B点及小球的作用力。
提示 带活动轴的轻杆弹力只能沿杆,既可以是拉力,也可以是支持力,而固 定杆对物体的作用力根据情况而定,可以指向任何方向。
常见的几种弹力的方向
探究归纳
1.面与面接触时弹力的方向,垂直于接触面而指向受力物体。
2.点与面接触时弹力的方向,过接触点垂直于接触面(或接触面的切面),而指向受
高一物理弹力
高一物理弹力一、弹力的概念1. 定义- 发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。
例如，被拉伸的弹簧想要恢复到原来的长度，就会对拉它的物体施加一个力，这个力就是弹力。
- 弹力产生的条件有两个：一是物体间相互接触；二是物体发生弹性形变。
这两个条件缺一不可。
两个物体仅仅相互接触但没有发生弹性形变是不会产生弹力的，像放在水平桌面上静止的物体和桌面虽然接触，但如果没有桌面的微小形变或者物体的微小形变，就不会有弹力产生。
2. 常见的弹力- 压力和支持力：当一个物体放在另一个物体表面上时，物体对支持面有压力，支持面对物体有支持力，它们都是弹力。
压力的方向垂直于支持面指向被压的物体，支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体。
例如，放在水平桌面上的木块，木块对桌面的压力垂直向下指向桌面，桌面对木块的支持力垂直向上指向木块。
- 拉力：当用绳子拉物体时，绳子对物体的拉力也是弹力。
拉力的方向沿着绳子收缩的方向。
用绳子拉着小车前进，绳子对小车的拉力方向就是沿着绳子指向拉小车的方向。
二、弹力的大小1. 胡克定律（弹簧弹力）- 内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。
- 表达式：F = kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位是牛/米（N/m），它反映了弹簧的软硬程度，k越大，弹簧越“硬”，在相同的伸长量下产生的弹力越大；x是弹簧的形变量，即弹簧伸长（或缩短）后的长度与原长度的差值。
- 例如，有一根弹簧，劲度系数k = 50N/m，如果弹簧被拉长了0.2m，根据胡克定律F = kx，弹簧产生的弹力F=50×0.2 = 10N。
2. 其他物体弹力大小的计算（非弹簧）- 对于非弹簧物体的弹力大小，一般根据物体的受力情况和运动状态，利用牛顿第二定律等知识来求解。
例如，一个质量为m的物体静止在斜面上，斜面的倾角为θ，物体受到重力G、斜面的支持力F_N和摩擦力F_f。
2024高考物理一轮复习牛--顿三大定律(解析版)
2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题14 牛顿三大定律导练目标导练内容目标1牛顿第一定律和惯性目标2牛顿第三定律目标3牛顿第二定律及瞬时加速度问题【知识导学与典例导练】一、牛顿第一定律和惯性1.牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(1)揭示了物体的惯性：不受力的作用时，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)揭示了力的作用对运动的影响：力是改变物体运动状态的原因。
2．对惯性的理解(1)保持“原状”：物体在不受力或所受合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)反抗改变：物体受到外力时，惯性表现为抗拒运动状态改变。
惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。
(3)惯性的量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，与物体的速度和受力情况无关。
3．牛顿第一、第二定律的关系(1)牛顿第一定律是以理解实验为基础，经过科学抽象、归纳推理总结出来的，牛顿第二定律是实验定律。
(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响；牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。
【例1】如图所示，小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法错误．．的是（）A．小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动B．小球所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变C ．火车一定是在向前加速D ．以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用【答案】A【详解】A ．小球在水平方向上没有施力物体，所以不受力。
A 错误，符合题意；B ．小球水平方向不受力，所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变。
B 正确，不符合题意；C ．小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，是小球相对于火车向后运动，说明火车正在向前做加速运动。
3.2 弹 力
四、各种接触面间的弹力方向判断
• 曲面与平面接触
N` N N
曲面与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
• 点与平面接触
N` N
NB NA
B
光滑斜面
A
点与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
• 曲面与曲面接触
N A
半球形的碗
NB对A
N
B
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
假设球与木块间有弹力 以球为研究对象，球受力： N N
木块→球
光滑球静止 在水平地面
G
球不可能静止，所以球与斜面 间没有弹力
七、弹力的大小
• 弹力与形变的关系：
形变越大，弹力越大。
• 弹力的计算：
对弹簧而言，大小可以用公式F=kx计算 对其它的弹力，中学阶段只能用力的平衡、动 力学知识计算。
八、轻绳与轻杆受力特点
1、 有的物体形变较为明显. (如拉伸的弹簧,弯曲的弓箭) 2、 有的物体的形变极其微小 (如重物放在桌面上)
二、弹力 ：
（1）定义： 发生形变的物体由于要恢复原来的形状，对与 它接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力 （2）产生条件： ① 直接接触 ② 发生弹性形变 （3）一切物体在力的作用下都会发生形变。
2、放在水平桌面上的书，在重力的作用下与桌 面互相接触，由于书发生了微小的形变，产生 书 压 了 对 桌面 的 力，其 方向 垂直桌面向下 。
☆弹力产生的条件
3、已知物体甲和乙之间有弹力的作用，那么 （ C ）
A、物体甲和乙必定直接接触，但不一定都发生形变
B、物体甲和乙不一定直接接触，但必定都发生形变
六、弹力有无的判断
2020年高考物理新课标第一轮总复习讲义：实验二 探究弹力和弹簧伸长量的关系 含答案
实验探究课实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系[实验目的]1．探究弹力与弹簧伸长量的定量关系．2．学会用列表法、图象法、函数法处理实验数据．[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，伸长量可以由拉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了．[实验器材]铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅笔．[实验步骤]1．将弹簧挂在支架上，测量弹簧的原长l0.2．在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度l.3．求出弹簧的伸长量x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力)．4．改变所挂钩码的数量，重复上述实验，要尽量多测几组数据，将所测数据填写在下列表格中．记录表：弹簧原长l0＝cm.次数12345 6 内容拉力F/N弹簧总长/cm弹簧伸长量/cm1．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．2．以弹簧的伸长量x为自变量，写出曲线所代表的函数．首先尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数．3．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．[误差分析]1．弹簧拉力大小的不稳定易造成误差，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度．2．弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，测量时尽量精确地测量弹簧的长度．3．在F－x图象上描点、作图不准确带来误差．[注意事项]1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．2．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图线更精确．3．测量弹簧的原长时要让它自然下垂．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以减小误差．4．测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．5．建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小．6．描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧．描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线．7．记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位．[实验改进]本实验的系统误差来自弹簧的重力，所以改进实验的思路应该是尽可能减小弹簧自身重力的影响．1．一个方案是将弹簧穿过一根水平光滑的杆，在水平方向做实验；另一个方案是选择劲度系数较小的轻弹簧，通过减小读数的相对误差来提高实验的精确度．2．利用计算机及传感器技术，将弹簧水平放置，且一端固定在传感器上，传感器与计算机相连，对弹簧施加变化的作用力(拉力或推力)时，计算机上得到弹簧弹力和弹簧形变量的关系图象(如图甲、乙所示)，分析图象得出结论．热点一实验原理与操作[典例1]如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．(1)为完成实验，还需要的实验器材有：.(2)实验中需要测量的物理量有：.(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为N/m.图线不过原点的原因是由于．(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来．B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0.C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺．D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码．E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数．F．解释函数表达式中常数的物理意义．G．整理仪器．请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：.解析：(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量．(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)．(3)取图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点，代入F＝kx可得k＝200 N/m，由于弹簧自身存在重力，使得弹簧不加外力时就有形变量．(4)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG.答案：(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)(3)200弹簧自身存在重力(4)CBDAEFG1．(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，以下说法正确的是() A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列选项中的()解析：(1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力，以探究弹力和弹簧伸长量的关系，并且拉力与重力平衡，所以选A、B.(2)由于考虑到弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x＞0所以选C.答案：(1)AB(2)C热点二实验数据的处理[典例2](2014·全国卷Ⅱ)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系．实验装置如图甲所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2)．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.将表中数据补充完整：①；②.(2)以n为横坐标，1k为纵坐标，在图给出的坐标纸上画出1k－n图象．(3)图乙中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k＝N/m.解析：(1)①k＝mgΔx＝0.100×9.80(5.26－4.06)×10－2N/m＝81.7 N/m；②1k＝181.7m/N＝0.012 2 m/N.(2)1k－n图象如图所示．(3)由作出的图象可知直线的斜率为5.72×10－4m/N，故直线方程满足1k＝5.72×10－4nm/N，即k＝1.75×103n N/m(在1.67×103n～1.83×103n之间均正确)．由于60圈弹簧的原长为11.88 cm，则n圈弹簧的原长满足nl0＝6011.88×10－2，代入数值，得k＝3.47l0(在3.31l0～3.62l0之间均正确)．答案：(1)①81.7②0.012 2(2)图见解析(3)1.75×103n(在1.67×103n～1.83×103n之间均正确)3.47l0(在3.31l0～3.62l0之间均正确)2．(2018·广东惠州博罗中学模拟)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在方向(填“水平”或“竖直”)．②弹簧自然悬挂，待弹簧时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表：表中有一个数值记录不规范，代表符号为，由表可知所用刻度尺的最小分度为．③图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的差值(填“L0或L x”)．④由图可知弹簧的劲度系数为N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)．解析：(1)用铁架台，一定是竖直悬挂，所以弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向；(2)由于弹簧自身有重力，悬挂后，当弹簧稳定后，记下弹簧的长度；(3)用毫米刻度尺测量长度是要估读到分度值的下一位，记录数据的最后一位是估读位，故数据L3记录不规范，由表可知所用刻度尺的最小分度为1mm；(4)若纵轴是砝码的质量，没有考虑砝码盘的重力的影响，所以横轴是弹簧长度与悬挂砝码盘时的长度L x的差．(5)根据胡克定律公式ΔF＝kΔx，有k＝ΔFΔx＝60×10－3×9.8(39.30－27.35)×10－2N/kg≈4.9 N/kg；由表格得到，弹簧原长为：L0＝25.35 cm；挂砝码盘时：L x＝27.35 cm；根据胡克定律，砝码盘质量为：M＝k(L x－L0)g＝4.9×(27.35－25.35)×10－29.8kg＝0.01 kg＝10 g.答案：竖直稳定L3 1 mm L x 4.910热点三实验的改进与创新以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥于教材，体现开放性、探究性等特点．1．将弹簧水平放置或穿过一根水平光滑的直杆，在水平方向做实验．消除了弹簧自重的影响．2．弹簧的弹力直接由力传感器测得．创新点一实验原理的创新——并联弹簧[典例3] 在探究弹力和弹簧伸长量的关系时，某同学先按图(a)对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图(b)进行探究．在弹性限度内，将质量为m ＝50 g 的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图(a)、图(b)中弹簧的长度L 1、L 2如表所示．钩码个数 1 2 3 4 L 1/cm 30.00 31.04 32.02 33.02 L 2/cm29.3329.6529.9730.30已知重力加速度g ＝ 由表中数据 (填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数．解析：分析表中L 1的长度变化量与钩码数量的关系．钩码数量和弹簧常量的关系为钩码逐增加一个，弹簧长度伸长约1 cm ，所以弹簧劲度系数k 1＝ΔF Δl ＝mg Δl ＝0.50 N0.01 m ＝50 N/m.分析图(b)中可得，每增加一个钩码，弹簧伸长约0.3 cm ，即k 1×0.003＋k 2×0.003＝mg ，根据弹簧甲的劲度系数可以求出弹簧乙的劲度系数． 答案：50 能创新点二 实验方法的创新[典例4] 在探究弹力和弹簧伸长量的关系并测量弹簧的劲度系数的实验中，所使用的实验装置如图甲所示，所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测量相应的弹簧的总长度．(1)某同学通过以上实验测量后把6组实验数据描点在坐标系图乙中，请作出F －L 图线．(2)由此图线可得出该弹簧的原长L 0＝ cm ，劲度系数k ＝ N/m.(3)试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)．(4)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：.解析：(1)F－L图线如图所示(2)图象的横截距表示弹力为零时的弹簧的长度，此时弹簧的长度为原长，所以弹簧的原长L0＝5 cm，图象的斜率表示弹簧的劲度系数，故有k＝ΔFΔx＝1.60.08N/m＝20 N/m.(3)根据该同学以上的实验情况，记录实验数据的表格为：钩码个数01234 5弹力F/N弹簧长度L/(×10－2 m)(4)滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．答案：(1)如图所示(2)520(3)见解析(4)可以避免弹簧自身重力对实验的影响弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差创新点三实验器材的创新[典例5]用如图甲所示的实验装置研究弹簧的弹力与形变量之间的关系．轻弹簧上端固定一个力传感器，然后固定在铁架台上，当用手向下拉伸弹簧时，弹簧的弹力可从传感器读出．用刻度尺可以测量弹簧原长和伸长后的长度，从而确定伸长量．测量数据如表格所示：伸长量x/(×10－2 m) 2.00 4.00 6.008.0010.00弹力F/N 1.50 2.93 4.55 5.987.50(1)以x为横坐标，F为纵坐标，在图乙的坐标纸上描绘出能够正确反映弹力与伸长量关系的图线．(2)由图线求得该弹簧的劲度系数为(保留两位有效数字)．解析：横轴表示伸长量x，纵轴表示弹力F，按照表格数据，描点画图，得到一条直线，图象斜率代表弹簧劲度系数．答案：(1)如图所示(2)75 N/m1．某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，在弹簧下端挂2个相同钩码，静止时弹簧长度是l2.已知每个钩码质量是m，当地重力加速度g，挂2个钩码时，弹簧弹力F＝；该弹簧的劲度系数是．答案：(1)2mgmg l2－l12．(1)某同学在探究“弹力和弹簧伸长量的关系”时，实验步骤如下：安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图甲所示，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝_ cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是_．作出F－x曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．(2)该同学更换弹簧，进行重复实验，得到如图丙所示的弹簧弹力F与伸长量x的关系图线，由此可求出该弹簧的劲度系数为N/m.图线不过原点的原因是．解析：(1)由mm刻度尺的读数方法可知图乙中的读数为：25.85 cm；本实验中需要是弹簧的形变量，故还应测量弹簧的原长．(2)有图象可知，斜率表示弹簧的劲度系数，k＝70.035＝200 N/m；图线不过原点的原因是由于弹簧有自重，使弹簧变长．答案：(1)25.85弹簧原长(2)200弹簧有自重3．(2018·四川高三理科综合)某同学为研究橡皮筋伸长量与所受拉力的关系，做了如下实验：①如图1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，描下此时橡皮筋端点的位置A1；逐步增大水平力，重复5次……③取下制图板，量出A1、A2……各点到O的距离l1、l2……量出各次橡皮筋与OA0之间的夹角α1、α2……④在坐标纸上做出1cos α－l的图象如图所示．完成下列填空：(1)已知重力加速度为g，当橡皮筋与OA0间的夹角为α时，橡皮筋所受的拉力大小为(用g、m、α表示)．(2)取g＝10 m/s2，由图2可得橡皮筋的劲度系数k＝N/m，橡皮筋的原长l0＝m ．(结果保留2位有效数字)解析：(1)对结点受力分析，根据共点力平衡可知mg＝T cos α，解得T＝mgcos α；(2)在竖直方向，合力为零，则kl cos α＝mg，解得1cos α＝klmg，故斜率k′＝kmg，由图象可知斜率k′＝100，故k＝mgk′＝100 N/m；由图象可知，直线与横坐标的交点即为弹簧的原长，为0.21 m.答案：(1)mgcos α(2)1.0×1020.214．某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x，实验得到了弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图象如图乙所示，取g＝10 m/s2.回答下列问题．(1)某次测量如图甲所示，指针指示的刻度值为cm.(刻度尺单位为：cm)(2)从图乙可求得该弹簧的劲度系数为N/m.(结果保留两位有效数字)(3)另一同学在做该实验时有下列做法，其中错误的是．A．刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐B．实验中未考虑小盘的重力C．读取指针指示的刻度值时，选择弹簧指针上下运动最快的位置读取D．在利用x－m图线计算弹簧的劲度系数时舍弃图中曲线部分数据．解析：(1)刻度尺的最小分度为0.1 cm，故读数为18.00 cm.(2)结合mg＝kx，得x＝gk m，由图可知k＝0.08×100.42－0.15N/m≈3.0 N/m.(3)读数时开始时的零刻度应与弹簧上端对齐才能准确测量，故A错误；本实验中可采用图象进行处理，故小盘的重力可以不考虑，故B正确；在读指针的位置时，应让弹簧指针静止之后再读取，故C错误；当拉力超过弹性限度时，将变成曲线，不再符合胡克定律，故应舍去，故D正确．答案：(1)18.00(2)3.0(3)AC5. (2019·湘潭凤凰中学月考)某物理实验小组在探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系实验中，按图所示安装好实验装置，让刻度尺零刻度与轻质弹簧上端平齐，在弹簧上安装可移动的轻质指针P，实验时的主要步骤是：①将指针P移到刻度尺l01＝5cm处，在弹簧挂钩上挂上200 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；②取下钩码，将指针P移到刻度尺l02＝10cm处，在弹簧挂钩上挂上250 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；③取下钩码，将指针P移到刻度尺l03＝15cm处，在弹簧挂钩上挂上50 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；④重复③步骤，在每次重复③时，都将指针P下移5cm，同时保持挂钩上挂的钩码质量不变．将实验所得数据记录、列表如下：次数弹簧原长l0/ cm弹簧长度l/ cm钩码质量m/g1 5.007.23200210.0015.56250315.0016.6750(1)重力加速度g取10 m/s2.在实验步骤③中，弹簧的原长为15cm时，其劲度系数k＝N/m.(2)同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数(填选项前的字母)．A．不变B．越大C．越小解析：(1)挂50 g钩码时，弹簧的弹力为0.5 N，根据胡克定律得：k＝FΔx＝0.5(16.67－15.00)×10－2N/m≈30 N/m.(2)对第3、4、5次数据分析，弹簧弹力相等，同一根弹簧，原长越长，形变量越大，根据胡克定律F＝kx知，弹簧的劲度系数越小，故选C.答案：(1)30(2)C。
弹力的产生条件
弹力的产生条件弹力产生的条件1、弹力（1）定义：发生弹性形变的物体,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力.（2）产生条件：直接接触,产生形变（弹性形变）.（3）方向：与物体形变的方向相反,弹力的受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体.（4）大小：弹簧类的弹性限度内遵从胡克定律F＝kx,非弹簧类弹力大小由平衡条件或动力学规律2、弹力有无的判断方法（1）对于形变较明显的情况,由形变情况直接判断.（2）形变不明显的情况,常用“假设法”,其基本思路是：假设将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变.若运动状态不变,则此外不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定存在弹力.3、弹力方向的判断方法（1）根据物体产生形变的方向判断：弹力方向与物体形变的方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上.具体情况有以下几种：①轻绳、轻杆、轻弹簧a、轻绳受力,只能产生拉力,方向沿绳子且指向绳子收缩的方向.b、轻杆受力,有拉伸、压缩、弯曲、扭转形变与之对应,杆的弹力方向具有多向性.c、轻弹簧受力,有压缩和拉伸形变,即能产生拉力,又有产生压力,方向沿弹簧的轴线方向.②面与面、点与面接触物体的面与面、点与面接触时,弹力方向垂直于面（若是曲面则垂直于切面）,且指向受力物体.弹力产生的两个条件是什么?弹力产生的条件是直接接触、发生弹性形变。
物体受外力作用发生形变后，若撤去外力，物体能恢复原来形状的力，叫作“弹力”。
它的方向跟使物体产生形变的外力的方向相反。
因物体的形变有多种多样，所以产生的弹力也有各种不同的形式。
弹力物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫做形变。
在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变。
发生形变的物体，由于要恢复原状，要对跟它接触的物体产生力的作用。
这种作用叫弹力。
即，在弹性限度范围之内，物体对使物体发生形变的施力物产生的力叫弹力。
产生条件：两物体互相接触，物体发生弹性形变（包括人眼不能观察到的微小形变），需要注意的是：任何物体只要发生了弹性形变，就一定会对与它接触的物体产生弹力。
专题03 弹力、摩擦力以及力的合成与分解-2023届高考物理一轮复习热点题型专练(解析版)
专题03弹力、摩擦力以及力的合成与分解目录题型一弹力的有无及方向的判断 (1)题型二弹力分析的“四类模型”问题 (3)题型三“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题 (5)类型1“活结”和“死结”问题 (5)类型2“动杆”和“定杆”问题 (8)题型四静摩擦力的分析 (10)题型五滑动摩擦力的分析 (14)题型六摩擦力的突变问题 (17)类型1“静—静”突变 (17)类型2“静—动”突变 (17)类型3“动—静”突变 (19)类型4“动—动”突变 (20)题型七力的合成与分解 (20)题型八力合成与分解思想的重要应用——木楔问题 (24)题型一弹力的有无及方向的判断【解题指导】1．弹力有无的判断方法(1)条件法：根据弹力产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变．(2)假设法：假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处没有弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力．(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在．2．接触面上的弹力方向判断垂直于接触面垂直于接触面垂直于切面垂直于平面【例1】(2022·重庆市万州南京中学高三月考)如图所示，静止的小球m分别与一个物体(或面)接触，各接触面光滑，A图中细绳沿竖直方向，则小球m受到两个弹力的是()【答案】C【解析】A图中小球处于静止状态，重力和绳的弹力平衡，斜面与球之间不可能产生弹力，否则小球不可能平衡，故A图中球只受一个弹力作用，A错误；B图中小球只受重力和支持力，支持力为弹力，B图中小球即只受一个弹力，B错误；C图中小球受到绳子拉力、重力、斜面的支持力三力作用处于平衡状态，因此小球受两个弹力作用，C正确；D图中竖直面对小球没有弹力作用，否则小球不可能处于平衡状态，即小球受一个弹力作用，D错误．【例2】如图所示，一倾角为45°的斜面固定于墙角，为使一光滑的铁球静止于图示位置，需加一水平力F，且F通过球心。
2022年人教版物理八下《弹力(教案)(附答案)
人教版八年级物理下册第七章力第2节《弹力》教案一、知识点①弹性：物体在受力时会发生形变，不受力时又会恢复到原来的形状，这种性质叫做弹性。
②塑性：物体在受力时会发生形变，不受力时不会恢复到原来的形状，这种性质叫做塑性。
③弹性形变：物体变形后可以恢复原状的形变。
④塑性形变：物体变形后不能自动恢复原状的形变。
⑤弹力：〔1〕定义：由于物体发生弹性形变而产生的力，叫做弹力。
注：1.物体放在桌面上，受到桌面对它的支持力，支持力也是弹力。
2.桌面受到物体的压力，压力也是支持力。
3.弹簧有一定的限度，超过这个限度，物体就不能恢复到原来的性质。
⑥弹簧测力计：测量力的大小的工具叫做弹簧测力计。
原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量也越大。
⑦判定是否受到了弹力？假设法：假设局部条件不存在，看物体的运动状态是否改变。
⑧弹力也符合力的三要素：大小、方向、作用点（1）弹力的大小：在弹性限度内，形变越大，弹力越大。
（2）弹力的方向：物体由于发生形变产生弹力，物体趋恢复的方向就是弹力的方向。
（3）弹力的作用点：两物体间的弹力是发生在相互接触面上，但可以将作用点移到重二、同步题型练习题型一、弹力的判断1.以下说法正确的选项是A. 投篮时，篮球离手后继续飞向篮筐是因为篮球受推力的作用B. 手握水杯静止在空中，水杯只受重力、摩擦力这两个力的作用C. 弹簧被拉伸时产生的力是弹力，钢丝绳悬挂重物的力不是弹力D. 以卵击石，虽然卵破，但卵对石头的力与石头对卵的力大小相等【答】D【解】A. 因为任何物体都有惯性，所以当篮球离开手后由于惯性会继续在向上运动，故A错误；B. 手握有水的水杯静止在空中，那么受力平衡，分析可知，水杯受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力作用，此外，杯内的水有重力，会对杯子产生压力，故B错误；C.被拉长的弹簧和悬挂着重物的钢丝绳，都发生了弹性形变，所以都受到弹力的作用，故C错误；D. 以卵击石，鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力是一对相互作用的力，大小相等，方向相反，故D正确．应选D.类型二、弹簧测力计的使用2.如下图是正在使用的弹簧测力计，这个弹簧测力计的量程是______，分度值是______，所测拉力的大小是________。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
绳子、弹簧和杆产生的弹力特点
模型特点:
1. 轻绳
（1）轻绳模型的特点
“绳”在物理学上是个绝对柔软的物体，它只产生拉力（张力），绳的拉力沿着绳的方向并指向绳的收缩方向。它不
能产生支持作用。
它的质量可忽略不计，轻绳是软的，不能产生侧向力，只能产生沿着绳子方向的力。它的劲度系数非常大，以至于认
为在受力时形变极微小，看作不可伸长。
（2）轻绳模型的规律
①轻绳各处受力相等，且拉力方向沿着绳子；
②轻绳不能伸长；
③用轻绳连接的系统通过轻绳的碰撞、撞击时，系统的机械能有损失；
④轻绳的弹力会发生突变。
2. 轻杆
（l）轻杆模型的特点
轻杆的质量可忽略不计，轻杆是硬的，能产生侧向力，它的劲度系数非常大，以至于认为在受力时形变极微小，看作
不可伸长或压缩。
（2）轻杆模型的规律
①轻杆各处受力相等，其力的方向不一定沿着杆的方向；
②轻杆不能伸长或压缩；
③轻杆受到的弹力的方式有拉力或压力。
3. 轻弹簧
（1）轻弹簧模型的特点
轻弹簧可以被压缩或拉伸，其弹力的大小和弹簧的伸长量或缩短量有关。
（2）轻弹簧的规律
①轻弹簧各处受力相等，其方向和弹簧形变的方向相反；
②弹力的大小为F=kx，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长量或缩短量；
③弹簧的弹力不会发生突变。
案例探究:
【案例1】如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细绳OA、OB上，0B一端悬挂在天花板上，
和竖直方向夹角为θ，OA水平拉直，物体处于平衡状态，现在将OA剪断，求剪断瞬间物体的加速度，若将绳OB换
为长度为L2的弹簧，结果又如何？
分析和解答：
为研究方便，我们两种情况对比分析。
（1）剪断前，两种情况小球受力一样，分别如图（1）、（2）所示，利用平衡条件，则mg和F2的合力和F1大小
相等，方向相反，可以解得F1=mgtgθ。
（2）剪断后瞬间，绳OA产生的拉力F1消失，
对绳来说，其伸长量很微小，可以忽略不计，不需要形变恢复时间，因此，绳子
中的张力也立即发生变化，这时F2将发生瞬时变化，mg和F2的合力将不再沿水
平方向，而是由于小球下一时刻做单摆运动沿圆弧的切线方向，和绳垂直，如图
（3）所示，F合=mgsinθ，所以a=gsinθ。
对弹簧来说，其伸长量大，形变恢复需要较长时间，认为弹簧的长度还没有
发生变化。这时F2不发生变化，故mg和F2的合力仍然保持不变，和F1大小相等，
方向相反，如图（4）所示，所以F合= F1=mgstgθ，
a=gstgθ。
【案例2】一根细绳，长度为L，一端系一个质量为m的小球，在竖直面内做圆周运动，求小球通过最高点时的速度
至少是多少？若将绳换为一根匀质细杆，结果又如何？
分析和解答：
（1）对绳来说，是个柔软的物体，
它只产生拉力，不能产生支持作用，
小球在最高点时，
弹力只可能向下，如图（1）所示。
这种情况下有mgLmvmgF2
即gLv，否则不能通过最高点。
（2）对细杆来说，是坚硬的物体，它的弹力既可能向上又可能向下，速度大小v可以取任意值。
可以进一步讨论：
①当杆对小球的作用力为向下的拉力时，如图（2）所示：
B A θ B
A
甲 乙
O
B
A
θ
mg
F2
F1
F1
（1）
mg
F2
F合
（3）
mg
F2
F1
（4）
mg
F
v
（1）
F+mg=Lmv2＞mg 所以 v＞gL
②当杆对小球的作用力为向上的支持力时，如图（3）所示：
mg－F=Lmv2＜mg 所以 v＜gL
当N=mg时，v可以等于零。
③当弹力恰好为零时，如图（4）所示：
mg=Lmv2 所以 v=gL
【案例3】如图所示，小车上固定一弯折硬杆ABC,C端固定质量为m的小球，已知α
=30°恒定。当小车水平向左以v=0.5m/s的速度匀速运动时，BC杆对小球的作用力的
大小是 ，方向是 ；当小车水平向左以a=g的加速度作匀加速运动时，BC
杆对小球的作用力的大小是 ，方向是 。
分析和解答：
对细杆来说，是坚硬的物体，可以产生和杆垂直的横向的力，也可以产生和杆任何夹角的弹力
（1）当小车水平向左以v=0.5m/s的速度匀速运动时，由平衡条件，细杆对小球的力必定和重力等大反向，如图（1）
所示。
（2）当小车水平向左以a=g的加速度作匀加速运动时，小球所受合力F合=mg沿水平方向，则小球受细杆的弹力
N=2mg，和水平方向夹角为450，如图（2）所示。
精品练习:
1.如图所示，有一质量为m的小球用轻绳悬挂于小车顶部，小车静止或匀速直线运动时，求
绳子对小球作用力的大小和方向。
2. 如图所示，小车上有一弯折轻杆，杆下端固定一质量为m的小球。当小车处于静止或匀
速直线运动状态时，求杆对球的作用力的大小和方向。
3. 如图所示，一质量为m的小球用轻绳悬挂在小车顶部，小车向左以加速度a做匀加速直
线运动时，求轻绳对小球的作用力的大小和方向。
4. 若将上题中的轻绳换成固定的轻杆，当小车向左以加速度a做匀加速直线运动时，求杆
（2）
mg
F
v
mg
F
v
（4） （3）
mg
v
A
C
B
α
mg
C
A
B
N
（1）
N
mg
C
A
F合=mg
（2）
对球的作用力的大小及方向。
5. 如图6所示，小球在细线OB和水平细线AB的作用下而处于静止状态，则在剪断水平细线的瞬间，小球的加
速度多大？方向如何？
6. 如图9所示，一轻质弹簧和一根细线共同提住一个质量为m的小球，平衡时细线是水平
的，弹簧和竖直方向的夹角是，若突然剪断细线，则在剪断的瞬间，弹簧拉力的
大小是__________，小球加速度和竖直方向夹角等于_________。
精品练习答案:
1.分析：小车静止或匀速直线运动时，小球也处于静止或匀速直线运动状态。由平衡条件可知，绳子对小球的弹力
为，方向是沿着绳子向上。
若将轻绳换成轻弹簧，其结果是一样的。
2.分析：以小球为研究对象，可知小球受到杆对它一个的弹力和重力作用，由平衡条件可知小球受力如
图所示。则可知杆对小球的弹力为，方向和重力的方向相反即竖直向上。
注意：在这里杆对小球的作用力方向不是沿着杆的方向。
3.分析：以小球为研究对象进行受力分析，如图4所示。根据小球做匀加速直线运动可得在竖直方向
在水平方向
解之得
轻绳对小球的作用力大小随着加速度的增大而增大，它的方向沿着绳子，和竖直方向的夹角为。
4.分析：如图，小球受到重力和杆对它的弹力F作用而随小车一起向左做匀加速直线运动。
在竖直方向
在水平方向
解之得。
由解答可知，轻杆对小球的作用力大小随着加速度的增大而增大，它的方向不一定沿着杆的方向，而是随着加速
度大小的变化而变化。只有时，F才沿着杆的方向。
5.分析：在没有剪断之前对小球进行受力如图所示，由平衡条件可得，。
当剪断水平细线AB时，此时小球由于细线OB的限制，在沿OB方向上，小球不可能运动，故小球只能沿着和
OB垂直的方向运动，也就是说小球所受到的重力，此时的作用效果是拉绳和沿垂直绳的方向做加速运动，其受力如图
所示。由图可知，则可得方向垂直于OB向下。绳OB的拉力，则可知
当剪断水平细线AB时，细线OB的拉力发生了突变。
6.分析：在细线未剪断前，由平衡条件可得
水平细线的拉力
弹簧的拉力
当剪断细线的瞬时，，而弹簧形变不能马上改变，故弹簧弹力F保持原
值。在图所示中，。所以在剪断细线的瞬时F和mg的合力仍等于原
的大小，方向水平向右。则可知小球的加速度方向沿水平向右，即和竖直成
角，其大小为。