内容正文:
第2节 弹力
我国古代有“后羿射日”的民间传说,汉代有“但使龙城飞将在,不教胡马度阴山”的飞将李广,唐朝有“将军三箭定天山,壮士长歌入汉关”的薛仁贵,隋朝有“一箭双雕”的长孙晟,元代有“只识弯弓射大雕”的铁木真……
请思考,一张弯弓何以产生如此威力?
提示:被拉弯的弓发生了形变,为了恢复原来的形状会对箭施加一个很大的作用力,从而改变了箭的运动状态,就把箭射出去了.并且弓的形变越大,射出的箭的速度就越大,威力就越大.
1.知道形变的概念及弹力产生的原因和条件.
2.知道压力、支持力、拉力与推力等都是弹力.(重点)
3.能正确确定弹力的方向.(重点、难点)
4.理解、掌握胡克定律及劲度系数.(重点)
一、弹性形变和弹力
1.形变
物体在力的作用下 形状或体积 的改变.
2.弹性形变
物体在撤去作用力时能够 恢复原状 的形变.
3.弹力
发生形变的物体,由于 恢复原状 ,对与它接触的物体产生的力.
4.弹性限度
当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体 不能完全恢复原来的形状 ,这个限度叫弹性限度.
易错点津 (1)有的形变很明显(如弹簧的伸长和缩短)可直接观察,有的形变很微小(如书放在桌面上,桌面产生的形变)需要采用特殊方法辅助才能观察到.
(2)通常所说的支持力、压力、拉力实际上都是弹力.
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.绳子的弹力通常称为 张力 .
2.弹力的方向
(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.
点拨:(1)形变有多种类型,例如:压缩形变、拉伸形变、扭转形变、弯曲形变等.
(2)弹力的方向总是与施力物体发生形变的方向相反.
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 ,它的大小反映了弹簧的软硬程度.
[要点一] 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,这种变化叫做形变.形变是力的作用效果之一.
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.
有些物体在发生形变后不能恢复原状,如普通的泥巴的形变就不是弹性形变.中学阶段只研究弹性形变.
3.弹性限度: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,这个限度叫做弹性限度.
4.显示微小形变的方法:光学方法、力学放大法等.
5.弹力
[特别提醒] 弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是跟施力物体接触并使施力物体发生形变的物体.
[规律方法] 判断弹力是否存在的两种方法
(1)定义法.根据弹力产生的条件直接进行判断,如果具备弹力产生的“两个条件”,则接触面之间存在弹力.
(2)运用“假设法”进行判断
①假设无弹力:要判断物体在某一接触处是否受到弹力作用,可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉,即假设不存在弹力,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,如图所示,一球放在光滑的水平面AC上,并和光滑面AB接触,球静止,分析球所受的弹力.假设去掉AB面,球仍保持原来的静止状态,可判断出在球与AB面的接触处没有弹力;假设去掉AC面,球将向下运动,故在与AC面的接触处受到弹力,其方向垂直于AC面竖直向上.
②假设有弹力:就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力,画出假设状态下的受力图,判断受力情况与原来状态是否矛盾,若矛盾,则不存在弹力,若不矛盾,则此弹力存在.
[例1]如图所示,用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触,并保持静止,甲中细绳倾斜,乙中细绳呈竖直方向.判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用?
[导思] 解答本题应把握以下两点:
(1)假设弹力不存在,看是否能保持原来状态.
(2)假设弹力存在,看是否改变原来的状态.
[解析] 假设法:假设两图中的斜面不存在,则甲图中小球无法在原位置保持静止,乙图中小球仍静止,故甲图中小球受到斜面的弹力作用,乙图中小球不受斜面的弹力作用.作用效果法:如两图中斜面均对小球有弹力作用,则甲图中小球将仍能保持静止状态,乙图中小球则不能保持静止,所以乙图中小球不受斜面弹力作用,甲图中小球受到斜面弹力作用.
[答案] 见解析
[总结提升] 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(撤去外力后不能恢复原状的形变)的区别.
1.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( )
A.1个