3.2 科学探究：弹力1 课件-2021-2022学年鲁科版（2019）高中物理必修第一册（22张）

第2节 科学探究：弹力 （一） 形变：形状或体积的变化 在外力停止作用后能恢复原状的形变． （1）在无特别说明情况下， 形变通常是指弹性形变． （2）常见形变的种类有： 弹性：能够恢复到原状的性质 非弹性形变 拉伸、压缩、弯曲、扭转等． 超过弹性限度 非弹性形变—范性形变 在外力停止作用后不能恢复原状的形变． 一、形变与弹力 观察桌面微小形变 观察玻璃瓶的微小形变 任何物体都能发生形变 1．弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力． 　弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体是和它接触的物体。 2．产生弹力的条件：①发生（弹性）形变；②接触． 3、弹力的方向 a．支撑类： 支持力(压力)垂直于支持面， 指向被支持(被压）的物体． 总结：弹力的方向总与施力物恢复形变的方向相同． c．弹簧的弹力 弹簧被拉伸时弹力沿收缩的方向； 弹簧被压缩时弹力沿伸长的方向． b．绳索类： 绳拉力的方向总是沿绳收缩的方向． 2．常见弹力的方向 (1)点与面接触时的弹力方向，过接触点垂直于接触面(或接触面切线方向)而指向受力物体．如下图所示． (2)面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体．如图(1)所示． (3)球与面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上而指向受力物体．如图(2)所示． (4)球与球相接触时弹力的方向，垂直于过接触点的分切面，通过两球球心而指向受力物体．如图(3)所示． (5)绳的弹力沿绳的方向且指向绳收缩的方向．如图(4)所示． (6)轻杆可受拉力也可受压力作用，可沿杆也可不沿杆，弹力的方向应视题意而定，常利用平衡条件或动力学规律来判断．如图(5)所示． 弹力的方向：垂直于面(切面) 面面接触 点面接触 点曲面接触 面曲面接触 曲面曲面接触 知识拓展：弹力是否存在的判定方法 弹力产生需要的条件不是唯一的，相互接触的物体也不一定真正存在弹力．判断有无弹力一般有以下两种方法： (1)假设法 判断物体在某一接触处是否受弹力作用，可假设把与物体接触的面去掉，看物体还能否在原位置保持原来的运动状态，从而判断该物体是否受弹力作用． 例如：将甲图中与小球接触的斜面去掉，小球无法在原位置保持静止，而把乙图中的斜面去掉，小球仍静止，故甲球受斜面的弹力，乙球不受斜面的弹力． (2)根据物体的运动状态判断 例如：如右图所示，光滑球静止在水平面AC上且和AB面接触，静止的物体都处于受力平衡状态，这可以作为判断某个接触面上弹力是否存在的依据． 由于离开AC面上的弹力球将无法静止，故AC面上弹力是存在的．但是如果AB面上有弹力，球就不能保持静止状态，与实际情况不符，故AB面对球的弹力是不存在的． 4．弹力的大小 在弹性限度以内， 形变越大，弹力越大． 对于弹簧的弹力F=kx 胡克定律：F=kx（弹性限度之内） F——弹簧一侧对接触物体的弹力 x——形变量(伸长量或压缩量)为现长与原长之差的绝对值 伸长量x=l-l0:压缩量x=l0-l k——劲度(N/m)，由弹簧本身性质决定， 与材料、长度、圈数、粗细等有关。 A G G B G 图1-1 7．如图所示，为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系图象，试由图线确定： (1)弹簧的原长； (2)弹簧的劲度系数； (3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小． 答案　(1)10 cm　 (2)200 N/m (3)20 N 例：如图所示，A、B两物体的重力分别是GA＝3 N，GB＝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FT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 N C．1 N和6 N D．1 N和2 N 解析　弹簧如果处于被拉伸的状态， 它将有收缩到原状的趋势，会向下拉A，向上提B，则B正确；如果处于被压缩的状态，将向两边恢复原状，会向上顶A，向下压B，则C正确，故选B、C. 答案　BC 三、弹力的应用 1弹簧的储能（弹性势能）应用 2弹簧的缓冲应用 3弹簧的自动复位应用 小结： $