(讲义)第3章 2.弹力-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(教科版2019)

2．弹　力 1．了解形变、弹性形变、弹性限度的概念． 2．知道弹力产生的原因和条件． 3．知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向． 4．知道影响弹力大小的因素，理解胡克定律，了解科学探究的方法． 一、物体的形变 (1)定义：物体在力的作用下形状或体积会发生变化． (2)分类：①弹性形变：物体在撤去外界的作用力后能够恢复原状． ②塑性形变：当撤去外力后，物体的形变不能完全恢复原状． (3)弹性限度 如果形变过大，超出一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原状，这个限度叫作弹性限度． 二、弹力及常见的弹力 1．弹力 (1)定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用． (2)产生条件：①两物体接触；②发生弹性形变． (3)弹力的方向：与该物体发生的形变方向相反． 2．常见的弹力 (1)压力和支持力：方向垂直于支持面而指向被压或被支持的物体． (2)绳的拉力：方向沿着绳而指向绳子收缩的方向． 3．胡克定律 (1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量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． (3)弹力F与弹簧的形变量x的关系图像形状是过原点的直线． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)只要两物体接触就一定产生弹力． (×) (2)海绵受挤压发生形变，桌面受挤压不会发生形变． (×) (3)静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变． (√) (4)在弹性限度内，两根弹簧被拉长相同的长度，弹力的大小一定相等． (×) 2．下列关于弹性形变的说法说法正确的是(　　) A．物体形状的改变叫做弹性形变 B．一根铁丝被用力折弯后的形变就是弹性形变 C．物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变 D．物体在外力作用下的形变叫做弹性形变 C　[外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫作弹性形变，故选项C正确．] 3．一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为(　　) A．40 m/N　 B．40 N/m C．200 m/N D．200 N/m D　[由胡克定律可知，弹簧的劲度系数为k＝＝ N/m＝200 N/m，D项正确．] 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？ 提示：海绵对铁块的支持力，是由于海绵的形变产生的，方向竖直向上，铁块对海绵的压力是由于铁块形变产生的，方向竖直向下． 考点1　弹力有无的判断和弹力方向的确定 1．弹力的产生条件 (1)两物体相互接触． (2)接触面之间发生弹性形变． 2．弹力产生的过程 →→→ 3．弹力有无的判断方法 (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：①物体间相互接触；②发生弹性形变．两个条件必须同时满足才有弹力产生． (2)假设法：要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用，可假设将此处与物体接触的其他物体去掉，看物体是否在该位置保持原来的状态，若能保持原来的状态，则说明物体间无弹力作用；否则有弹力作用． (3)根据物体的运动状态判断：看除了要研究的弹力外，物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律)，若满足，则无弹力存在；若不满足，则有弹力存在． (4)利用力的作用效果分析：如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态，可利用作用效果确定弹力的有无． 特别提醒：判断弹力有无时应灵活选用判断方法，当直接法不易判断时，可考虑运动状态判断法． 4．弹力方向与形变方向的关系 发生弹性形变的物体，由于恢复原状产生弹力，所以弹力的方向由施力物体形变的方向决定，弹力的方向总与施力物体形变的方向相反． 5．几种常见弹力的方向如下表 类型 方向 图示 接触方式 面与面 垂直接触面 点与面 过点垂直于面 点与点 垂直于切面 轻杆 可沿杆 可不沿杆 轻弹簧 沿弹簧形变的反方向 收缩方向　伸长方向 特别提醒：(1)一个物体对另一物体的作用力不一定垂直于接触面，但一个物体对另一物体的支持力一定垂直于接触面． (2)轻杆的弹力方向较为复杂，一般根据物体的运动状态结合平衡条件确定． 【典例1】　请在图中画出杆或球所受的弹力． 甲　　乙　　丙　　丁 甲图中杆靠在墙上； 乙图中杆放在半球形的槽中； 丙图中球用细线悬挂在竖直墙上； 丁图中点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，1、2、3点在同一竖直线上． 思路点拨：①当面(或曲面)