内容正文:
第2节 弹力
第七章 力
知识学习
例题解析
一、弹力
(1) 弹性:物体受力发生形变,不受力时又恢复到原来的形状的性质叫弹性。
如:轻压直尺使它发生形变,撤去压力,直尺恢复原状;把橡皮筋拉长,松手后,橡皮筋又恢复原状;压缩弹簧,松手后,弹簧也能恢复原状等等。
(2) 塑性:物体形变后不能自动地恢复到原来的形状的性质叫塑性。
如:用力捏橡皮泥后松手,它不能恢复原状;用力捏面团后松手,它也不能恢复原状。
(3)弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力叫作弹力。
(4)弹性限度
物体的弹性有一定的限度,超过这个限度就不能恢复到原来的形状。
例如,使用弹簧时,不能超过它的弹性限度,否则会使弹簧损坏。
(5)弹力产生的条件
两物体直接接触,且接触面发生弹性形变。
(6)弹力的方向
弹力的方向与物体形变的方向相反。
如果两个物体接触处是平面时,弹力的方向都与该平面垂直。
如果两个物体接触处是点时,弹力的方向都与物体形变的方向相反。
(4)弹力在生活中的应用
①人们把弹簧制成拉力器,利用弹簀发生弹性形变能产生弹力来锻炼身体;
②运动员利用跳板发生弹性形变时产生的弹力起跳;
③运动员利用弓发生弹性形变时产生的弹力把箭射出去。
弹力的基本特征
(1)弹力产生于直接接触的物体之间,任何物体只要发生弹性形变,就一定会产生弹力,不相互接触的物体之间是不会发生弹力作用的。
(2)弹力的大小是随着物体形变程度的变化而变化的。
(3)弹力通常可以分为两类:
一类就是像橡皮筋、弹簧这样的因为发生伸长形变,而对使它伸长的物体产生的弹力,称为拉力,拉力的方向总是沿着橡皮筋(或弹簧)而离开被拉的物体;另一类就是像汽车轮胎与地面、放在桌面上的课本与桌面之间的弹力,称为压力、支持力。课本对桌面、轮胎对地面的弹力叫压力,桌面对课本、地面对轮胎的弹力叫支持力,压力和支持力的方向总是垂直于接触面而指向被压或被支持的物体。故拉力、支持力、压力都是弹力。
1.如图所示,关于运动员在跳板跳水过程中,下列分析正确的是( )
A.运动员对跳板压力的施力物体是跳板
B.跳板对运动员的作用力属于弹力
C.运动员对跳板的压力是跳板施加的
D.运动员在空中下落过程中运动状态没有改变
【解析】AC.运动员站立在跳板上,对跳板施加压力,此时运动员是施力物体,跳板是受力物体,故AC错误;
答案:B
2.小球放置在一竖直放置的弹簧上,请作出小球静止时受到弹力的示意图。
【解析】小球静止在竖直放置的弹簧上,受到弹簧对其竖直向上的弹力,过小球重心沿弹力方向画一条竖直向上的线段,如图所示:
3.用细绳将球悬挂在竖直的墙壁上,如图所示,球受到墙壁的支持力为4 牛。请用力的示意图法画出该支持力。
【解析】球受到墙壁的支持力,作用点在接触面的中点处,也可以等效画在球心处,方向垂直于墙壁水平向右,大小为4N;如图所示:
F=4N
二、弹簧测力计
(1)用途:测量力的大小,单位:牛(N)。
(2)结构及常见的弹簧测力计,如下图
结构
物理实验室常用的弹簧测力计
生活中常见的弹簧测力计
(3)原理及使用方法。
原理
在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的就越长。
使
用
方
法
使用前
①观察量程和分度值,便于读数;
②观察指针是否指在零点,不在就要调零;
③轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳
使用时
①测力时,要使弹簧的伸长方向跟所测力的方向一致,弹簧不要靠在刻度板上;
②测量时,所测的力不要超过它的量程,以免损坏;
③读数时,视线要与刻度板面垂直。
研究弹簧测力计的原理
(1)如图7-2-5甲所示是一根弹簧在拉力作用下被拉伸的实验示意图,根据实验中的拉力(F)大小和对应的伸长长度(x),在图乙中采用描点法画出弹簀的伸长长度(x)关于拉力( F)的图像。
(2)从图乙中可以看出,在0~4 N的范围内,图像是一条过坐标原点的直线,说明弹簧的伸长与受到的拉力成正比。当拉力大于4N时,,拉力与伸长量不成正比关系。
(3)事实上,当拉力超过4 N时,弹簧发生形变后撤去外力,弹簧无法恢复到原来形状,将会发生塑性形变。这种情况我们称之为形变超出了弹性限度。
[结论]通过实验可以发现,在弹性限度内,弹簀受到的拉力越大,弹簀的伸长量就越长,且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比,这就是弹簧测力计的测量原理。
4.如图1所示,撑杆跳高运动员使用的撑杆,在受力时会发生形变,不受力时,又恢复到原来的形状,撑杆的这种性质叫做___________(选填“弹性”或“塑性”)。如图2所示,弹簧测力计的读数是___________。
【解析】
[1]在运动员的作用下,撑杆的形状发生了变化,当撑杆不受力时又恢复到原来的形状,撑杆的这种性质叫做弹性。
[2]弹簧测力计一个大格代表1N,