内容正文:
第2课时 弹 力
[研究学考·明确要求]
知识内容
弹力
考试要求
学考
选考
c
c
基本要求
1.知道形变和弹性形变,能识别常见的形变,知道常见的弹力种类。
2.知道弹力产生的条件,会判断弹力的有无及弹力的方向。
3.知道胡克定律的表达式,了解劲度系数的单位、符号,能运用胡克定律进行有关计算。
4.知道胡克定律的图象表示,掌握利用图象计算劲度系数的方法。
5.知道“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验原理和方法。
发展要求
1.会用简单器材显示微小形变,体会放大法的实验思想。
2.理解劲度系数的物理意义。
说明
多个弹簧的串、并联问题不作要求。
知识点一 弹性形变和弹力
[基 础 梳 理]
1.弹性形变和弹力
(1)形变:物体在力的作用下形状或体积的改变。
①弹性形变:物体在形变后,撤去作用力时能够恢复原状的形变。
②非弹性形变:外力撤去后不能完全恢复原状的形变。
(2)弹性限度:当形变超过一定的限度,撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度。
(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。
2.弹力产生的条件:(1)两物体相互接触;(2)发生弹性形变。
思考 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1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?
图1
答案 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(如图甲)。
铁块对海绵的压力:发生形变的铁块要恢复原状,对与它接触的海绵产生的作用,方向垂直接触面向下(如图乙)
[即 学 即 练]
1.下列关于弹力的说法中正确的是( )
A.相互接触的两个物体间必然有弹力存在
B.不接触的物体间也可能存在弹力
C.只要物体发生形变就一定有弹力
D.在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力
解析 弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形变。所以D正确,A、B、C错误。
答案 D
2.一玩具汽车停在模型桥面上,如图2所示,下列说法正确的是( )
图2
A.桥面受到向下的弹力,是因为桥面发生了弹性形变
B.汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力
C.汽车受到向上的弹力,是因为桥面发生了弹性形变
D.汽车受到向上的弹力,是因为汽车发生了弹性形变
解析 由于车(轮胎)发生了弹性形变,对桥面有向下的弹力,选项A错误;汽车与桥面相互挤压,都发生了形变,选项B错误;由于桥面发生了弹性形变,对汽车有向上的弹力,选项C正确,D错误。
答案 C
[技巧点拨] 弹力的产生是因为施力物体发生了弹性形变,对受力物体产生与施力物体形变方向相反的作用力,解题时要注意弄清是谁对谁的弹力,并注意区分是施力物体还是受力物体发生了弹性形变。
知识点二 几种弹力及方向
[基 础 梳 理]
1.压力、支持力的方向:总是垂直于接触面,若接触面是曲面,则垂直于接触面的切线;若接触面是球面,弹力方向延长线或反向延长线过球心。[来源:学,科,网]
2.绳的拉力方向:总是沿着绳并指向绳收缩的方向。
3.几种常见的弹力
发生弹性形变的物体,由于恢复原状产生弹力,弹力的方向由施力物体的形变的方向决定,弹力的方向总与施力物体形变的方向相反。
类型
方向
图示
接触方式
面与面
垂直于公共接触面指向被支持物体
点与面
过点垂直于面
点与点
垂直于切面
轻绳
沿绳并指向绳收缩的方向
轻杆
可沿杆
可不沿杆
轻弹簧
沿弹簧形变的反方向
思考 如何判断弹力的有无?
答案 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:
物体间相互接触和发生弹性形变。
②假设法
假设将与研究对象接触的物体撤去,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。
③状态法
因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合,所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡等)来判断物体间的弹力。
[典 例 精 析]
【例1】 在图中,A、B均处于静止状态,则A、B之间一定有弹力的是( )
解析 假设将与研究对象接触的物体逐一移走,如果研究对象的运动状态发生变化,则表示它们之间有弹力;如果运动状态无变化,则表示它们之间无弹力。四个选项中当B选项中的B物体移走后,A物体一定会摆动,所以B选项中A、B间一定有弹力。
答案 B
[易错警示] 判断弹力有无的两大误区
(1)误认为只要有接触一定存在弹力作用,而忽略了弹力产生的另一个条件——发生弹性形变。
(2)误认为有形变一定有弹力,忽略了弹性形变与范性形变(