内容正文:
第二章 相互作用和物体的平衡
第二节 弹力
目 录
ONTENTS
C
[知识梳理]
[典例精析]
[巩固练习]
知识梳理
1.物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变,形变后能恢复原状的叫弹性形变。
2.发生弹性形变的物体对与它接触的物体产生的力叫做弹力。
3.弹力方向
(1)绳子拉力的方向:沿着绳指向绳收缩的方向。
(2)物体间面与面的接触力(压力和支持力等)的方向:垂直于接触面指向受力物体。
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(3)点与面的接触力方向:过接触点处垂直于接触面指向受力物体。
(4)球与球接触的弹力方向:过接触点垂直于公切面指向受力物体。
(5)球与面接触的弹力方向:在接触点与球心的连线上,指向受力物体。
(6)轻杆的受力:可能沿杆的方向,也可能不沿杆的方向。根据运动情况和受力情况,利用平衡或牛顿运动定律来确定。
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4.弹簧所受的弹力F=kx(其中F表示弹簧所受的弹力,k表示弹簧的劲度系数,x弹簧的形变量)
5.弹簧的弹力的方向:沿着弹簧的中心轴线指向恢复原状的方向。
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典例精析
例1 如图所示,杆处在半圆形光滑碗的内部,
且处于静止状态,画出杆受的弹力。
解析
【解析】 点与曲面接触时,弹力的方向垂直过切点的切面,则B点的弹力方向垂直于B点的切面指向圆心;A点是点与平面的接触点,弹力的方向垂直于杆指向斜上方。方向如图:
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例2 如图所示为一轻质弹簧的弹力F大小和长度L的关系,试由图线确定:
(1)弹簧的原长;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)弹簧伸长0.10 m时,弹力的大小。
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【解析】 (1)弹簧受力为零时的长度即为原长,由图可知L0=10 cm。
(2)在图上任意选一点代入F=kx即可求出k。
例如选(15,10)点,有x=5 cm=0.05 m,F=10 N,
由F=kx可得k=200 N/m。
(3)由F=kx,k=200 N/m,x=0.10 m,可得F=20 N。
解析
答案
(1)10 cm (2)200 N/m (3)20 N
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巩固练习
1.(多选)下列关于产生弹力的条件说法正确的是( )
A.只要两个物体接触就一定产生弹力
B.两物体间有弹力作用就一定是相互接触的
C.只要物体发生形变就一定有弹力产生
D.只有发生弹性形变的物体间才产生弹力
答案
BD
解析
【解析】物体间弹力产生的条件有两个:接触和挤压,两个条件缺一不可,故A错误,D正确;物体发生非弹性形变后没有弹力性,C错误;物体间有弹力,物体间一定接触并有挤压,故B正确。
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2.(多选)关于弹力的产生,下列说法正确的是( )
A.木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的
B.木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于桌面发生微小形变而产生的
C.挂在悬线下的物体受到向上的拉力,是由于悬线发生微小形变而产生的
D.挂在悬线下的物体受到向上的拉力,是由于物体发生微小形变而产生的
答案
BC
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【解析】木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于木块受重力与桌面产生挤压,使桌面产生向下的微小形变,给木块一向上的弹力,故A错误,B正确;悬线下的物体由于重力使得悬线向下形变,所以悬线给物体一沿悬线向上的拉力,故C正确,D错误。
解析
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3.(多选)下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是(所有接触面部是
光滑的)( )
答案
AB
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【解析】A图中两球间若有弹力则小球Q将向右运动,所以P、Q间无弹力,故A正确;B图中两球间若有弹力则两球将向两边运动,所以P、Q间无弹力,故B正确;C图中两球间若无弹力则小球P将向下运动,所以P、Q间有弹力,故C错误;D图中两球间若无弹力则小球P将向右下运动,所以P、Q间有弹力,故D错误。故选A、B。
解析
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4.某弹簧的劲度系数为100 N/m,则将该弹簧拉伸10 cm时产生的弹力
大小为( )
A.1 000 N B.100 N
C.10 N D.1 N
答案
C
解析
【解析】根据胡克定律得F=kx=100×0.1 N=10 N。故选C。
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5.如图所示,一劲度系数为k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(弹簧的形变量在弹性限度内),则木块所受重力的大小等于( )
答案
D
解析
【解析】木块的重力与弹簧的弹力平衡,则木块所受重力大小G=k·Δl。故选D。
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6.在一原长为10 cm的轻质弹簧下方悬挂一重物G,此时弹簧长度为
12 cm,若将重物G竖直压在该弹簧上,弹簧的长度应变为( )
A.4 cm B.6