3.2 弹力 导学案 -2024-2025学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

粤教版（2019）必修第一册导学案 3.2 弹力 一、弹力 1.形变： （1）物体在力的作用下 或 发生的变化。 （2）作用在物体上的外力撤去后，物体能够恢复原状的形变叫 形变；外力撤去后，物体不能恢复原状的形变叫 形变。（均选填“弹性”或“非弹性”） 【答案】 形状 体积 弹性 非弹性 2．弹力 （1）弹力：发生 形变的物体，要恢复原状，对与它 产生的力。 （2）常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向跟接触面 ；绳子的拉力也是弹力，方向沿着绳子而指向 的方向。 【答案】 弹性 接触的物体 垂直 绳子收缩 3．常见的接触力有弹力和 ，常见的弹力又有 、 、 【答案】 摩擦力 拉力 压力 支持力 4．如图所示，杯子静止放在水平桌面上，杯子受到重力的施力物体是 。杯子受到的支持力是由于 （选填“桌面”或“杯子”）发生形变而产生的。 【答案】 地球 桌面 几种常见弹力的方向，具体情形如下： 例1．（23-24高一上·广东潮州·期中）关于弹力和重力，下列说法正确的是（　　） A．相互接触的物体间一定有弹力 B．一本书静止在桌面上，桌面对书产生的支持力的原因是因为书发生了形变 C．重心不一定在物体上 D．静止在桌面上的书对桌面的压力就是书的重力 【答案】C 【详解】A．相互接触且发生弹性形变的物体间才会有弹力存在，故A错误； B．一本书静止在桌面上，桌面对书产生的支持力的原因是因为桌面发生了形变，故B错误； C．重心不一定在物体上，比如质量分布均匀的圆环，重心在圆心处，不在圆环上，故C正确； D．书对桌面的压力作用在桌面上，书的重力作用在书上，所以书对桌面的压力不是书的重力，故D错误。 故选C。 例2. （23-24高一上·广东珠海·期中）下列各实例中力的方向描述正确的是（　　） A．甲图中，由于书的形变，对桌面产生向上的弹力 B．乙图中，篮球与地面作用时，地面对篮球的弹力如图中1所示 C．丙图中，碗对筷子的弹力沿筷子斜向上，如图中箭头所示 D．丁图中，绳的拉力沿着绳而指向绳拉伸的方向 【答案】B 【详解】A．甲图中，由于书的形变，对桌面产生向下的弹力，选项A错误； B．乙图中，篮球与地面作用时，地面对篮球的弹力竖直向上，如图中1所示，选项B正确； C．丙图中，碗对筷子的弹力应该垂直于接触点的切线指向碗所在圆的圆心，选项C错误； D．丁图中，绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向，选项D错误。 故选B。 例3. （23-24高一上·广东广州·期中）如图所示，一辆汽车模型停在模型桥面上，下列说法正确的是（　　） A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变 B．汽车轮胎没有发生形变，所以桥面不受弹力 C．汽车轮胎受向上的弹力，是因为轮胎发生了弹性形变 D．桥面受向下的弹力，是因为汽车轮胎发生了弹性形变 【答案】D 【详解】AD．桥面受向下的弹力，是因为汽车轮胎发生了弹性形变，要向下回复原状产生的，故A错误，D正确； B．汽车轮胎发生了微小形变，桥面受弹力，故B错误； C．汽车轮胎受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变，故C错误。 故选D。 例4. 如图所示，跳水比赛中，当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时（    ） A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变 B．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的 C．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的 D．运动员受到的支持力，是运动员受到重力而产生的 【答案】C 【详解】A．力的作用是相互的，运动员压跳板，则跳板给运动员支持力，则运动员的脚在跳板的支持力的作用下发生形变，故A错误； B．跳板受到的压力，是运动员的脚发生形变而产生的，故B错误； CD．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的，故C正确，D错误。 例5．如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑（其中D图中O点为球心）。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是（　　） A．   B．     C．   D．   【答案】A 【详解】A．A球受到墙的弹力F1，方向垂直于墙壁向右；斜面的支持力F2，方向垂直于斜面向上，故A正确； B．F2方向不对，应通过球心，故B错误； C．F1方向应垂直于墙壁向右，故C错误； D．A球只受到水平面的弹力F1，右侧的球对A没有弹力，否则A球将向左运动，与实际情况不符，故D错误。 故选A。 例6.（23-24高一上·广东深圳·期中）如图为某手机支架，将手机支架构造简化为斜面和挡板，下列说法正确的是（    ） A．手机对斜面的压力就是手机的重力 B．手机受到斜面对手机竖直向上的支持力 C．手机对挡板的压力是因为手机发生了形变 D．挡板对手机的支持力是因为手机发生了形变 【答案】C 【详解】A．手机的重力是由于地球的吸引而产生的，手机对斜面的压力是由于手机形变产生的，不是同一个力，故A错误； B．根据受力分析可知手机受到斜面对手机的支持力方向是垂直于斜面向上，故B错误； C．手机对挡板的压力是因为手机发生了形变，故C正确； D．弹力的产生是由于施力物发生了弹性形变，所以挡板对手机的支持力是因为挡板发生了形变，故D错误。 故选C。 例7.下列说法正确的是（　　） A．书放在水平桌面上，桌面受到了弹力，但书没有发生形变，所以书不受弹力 B．在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的长度成正比 C．细杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向 D．书放在水平桌面上，桌面会受到弹力的作用，这个弹力是书的形变产生的 【答案】D 【详解】AD．书放在水平桌面上，桌面会受到弹力的作用，这个弹力是书的形变产生的；同时桌面也发生形变，对书产生弹力，故A错误，D正确； B．在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故B错误； C．细杆对物体的弹力方向一定与杆形变的方向相反，不一定沿着杆的方向，故C错误。 故选D。 例8.画出如图所中小球A或杆A所受弹力的示意图，接触面都光滑。 【答案】 【详解】小球受到重力和绳的拉力，和斜面没有相互作用力，小球受绳拉力示意图如图所示 杆受到圆弧和圆弧边缘的弹力，如图所示 二、胡克定律 1．胡克定律 （1）弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复 的形变。 （2）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 （填“能”或“不能”）完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。 （3）内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧的 长度x成正比，即。 （4）劲度系数：k叫作弹簧的 ，单位是牛顿每米，符号是N/m。表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 【答案】 原状 不能 伸长（或缩短） 劲度系数 例1．在竖直悬挂的轻质弹簧下端，悬挂重为15N的重物，当重物静止时，弹簧的长度为0. 16m；悬挂重为30N的重物，当重物静止时，弹簧的长度为0.22m. 弹簧始终处于弹性限度内，则弹簧的原长为m，劲度系数为。 【答案】 0.1 250 【详解】[1][2]根据胡克定律 可得 15=k(0.16-l0) 30=k(0.22-l0) 解得 l0=0.1m k=250N/m 例2.蹦极是跳跃者把一端固定的弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处自由落下的一项极限运动（可近似看作在竖直方向运动）。某体验者质量为50kg，在一次下落过程中所受弹性绳的拉力与下落位移的图像如图所示是，不计空气阻力。 （1）弹性绳的弹力与伸长量之间的关系（选填“遵循”或“不遵循”）胡克定律。 （2）通过对图像数据的分析可知，该弹性绳的原长m，弹性绳的劲度系数N/m。 【答案】 遵循 20 100 【详解】（1）[1]根据图像可知，所受弹性绳的拉力F与下落位移x的图像为一次函数图像，产生拉力后，F随下落位移x的增大均匀增大，则弹性绳的弹力与伸长量之间的关系遵循胡克定律； （2）[2][3]根据图像可知位移为20m时开始出现弹力，则弹性绳原长为20m，根据胡克定律，图像的斜率表示劲度系数，根据图像可得 故劲度系数为100N/m。 例3.（23-24高一上·广东潮州·期中）某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。 （1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在（选填“水平”或“竖直”）方向。 （2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线（不计弹簧的重力）。由图线可得弹簧的原长，劲度系数，他利用本实验原理把图甲中的弹簧做成一把弹簧秤，当示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量。 【答案】 竖直 4 50 6 【详解】（1）[1]将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。 （2）[2]根据图线可知，当时，可得弹簧的原长为 [3]根据胡克定律可得 可知图像的斜率等于弹簧的劲度系数，则有 [4]由图丙可知，此时弹力大小为 根据胡克定律可得此时该弹簧的伸长量为 例4.（23-24高一上·广东江门·期中）某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。 （1）当弹簧下端所挂钩码为50g时弹簧弹力大小为N；（） （2）实验中未考虑弹簧在自身重力下的形变量，这会导致弹簧劲度系数的测量结果；（填“偏大”、“偏小”或“不变”） （3）以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。由图像可知，弹簧自由下垂时的长度cm，弹簧的劲度系数N/m。 【答案】 0.5 不变 8.00 25 【详解】（1）[1]当弹簧下端所挂钩码为50g时弹簧弹力大小为 （2）[2]根据胡克定律 可得 实验中未考虑弹簧在自身重力下的形变量，但不影响图像的斜率，所以弹簧劲度系数的测量结果不变。 （3）[3][4]根据胡克定律可得 可知图像横轴的截距等于弹簧自由下垂时的长度，则有 图像的斜率等于弹簧的劲度系数，则有 一、单选题 1．（23-24高一上·山东济宁·期中）如图所示，F表示物体对斜面的压力，图示正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】物体对斜面的压力的受力物体是斜面，方向垂直于斜面向下。故选B。 2．（23-24高一上·山东威海·阶段练习）如图所示，以下情形中各接触面光滑，小球M受到两个弹力的是（　　） A．小球静止在墙角 B．小球用细线悬挂，静止在斜面上 C．两个相同的小球静止在水平面上 D．小球用细线悬挂，紧靠在竖直墙上 【答案】D 【详解】A．图中竖直面对小球没有弹力作用，否则小球不可能处于平衡状态，小球只受地面支持力一个弹力作用，故A错误； B．图中小球处于静止状态，重力和绳的弹力平衡，斜面与小球之间不产生弹力，否则小球不可能平衡，则图中小球只受一个弹力作用，故B错误； C．两球若受水平方向的弹力，则两球在水平方向上合力不为零，不会竖直静止，小球只受地面支持力一个弹力作用，故C错误； D．图中小球受到绳子拉力、重力、竖直墙面的支持力，三个力作用下处于平衡状态，因此小球受两个弹力作用，故D正确。 故选D。 3．（23-24高一上·安徽安庆·期中）如图所示，臂力器装有四根弹簧，每根弹簧的自然长度均为。臂力器可以通过装不同劲度系数、不同数量的弹簧来调节臂力器的强度。某人第一次只装了中间两根劲度系数均为的弹簧，然后把两根弹簧都拉到了长；第二次又在两边加装了两根劲度系数均为的弹簧，然后用与第一次相同大小的力拉四根弹簧。下列说法正确的是（　　） A．第一次每只手受到臂力器的拉力大小为 B．第二次每只手受到臂力器的拉力大小为 C．第二次中间两根弹簧每根的长度为 D．第二次两边两根弹簧每根的弹力为 【答案】B 【详解】AB．根据题意，由胡克定律可得，第一次每根弹簧上的拉力为 两根弹簧的拉力为，由牛顿第三定律可知，每只手的拉力为，由于第二次用与第一次相同大小的力拉四根弹簧，则第二次每只手的拉力也为，故A错误，B正确； CD．根据题意，设第二次中间两根弹簧每根的伸长量，结合AB分析，由胡克定律有 解得 则第二次中间两根弹簧每根的长度为 第二次两边两根弹簧每根的弹力为 故CD错误。 故选B。 4．（22-23高一上·江苏淮安·期中）淮阴中学2022年运动会圆满结束，如图，在跳高项目中，该同学展示了自己的风采。关于此情境中，以下说法正确的是（　　） A．同学在整个过程中，重心在身体中的位置不变 B．同学在越过杆的过程中，重心一定在杆的上方 C．同学落在垫子上，给软垫压力，是因为软垫发生了形变 D．同学落在垫子上，受到软垫的弹力，是因为软垫发生了形变 【答案】D 【详解】AB．物体的重心和物体的形状和质量分布有关，重心可以在物体上，也可以在物体外，人的重心会随着人的姿态发生变化，当同学在越过杆的过程中，在最高点时，人过横杆，但重心可在横杆下方，故AB错误； CD．物体发生弹性形变时，要恢复原状，就会对与它接触的物体施加力的作用，则同学落在垫子上，给软垫压力，是因为同学与软垫接触的位置发生了形变，同学落在垫子上，受到软垫的弹力，是因为软垫发生了形变，故C错误，D正确。 故选D。 5．（24-25高一上·四川·期中）如图所示，14岁的奥运冠军全红婵倒立静止在水平跳台上，以下关于全红婵和跳台受力的分析正确的是（　　） A．因为倒立，全红婵所受重力方向竖直向上 B．全红婵所受重力就是她对跳板的压力 C．全红婵对跳台的压力是跳台的形变产生的 D．跳台发生弹性形变对全红婵产生了竖直向上的弹力 【答案】D 【详解】A．重力的方向始终竖直向下，故A错误； B．全红婵所受重力大小等于她对跳板的压力大小，但是重力与压力是不同性质的力，故B错误； C．全红婵对跳台的压力是全红婵的形变产生的，故C错误； D．跳台发生弹性形变对全红婵产生了竖直向上的弹力，故D正确。 故选D。 6．（22-23高一上·重庆北碚·期末）网课期间，为了方便学习，很多同学都用平板电脑在线上课，请问平放在桌面的平板电脑对桌面的压力，产生的直接原因是（　　） A．平板电脑的重力 B．平板电脑的形变 C．桌面的形变 D．以上三个原因都有 【答案】B 【详解】平放在桌面的平板电脑对桌面的压力，产生的直接原因是平板电脑发生了形变，对与之接触的桌面产生压力作用。 故选B。 7．（22-23高一上·浙江·期中）手机已经成为当今社会不可缺少的一部分，但是长时间手持手机对手部健康产生很大影响，而手机支架可以解放人的双手，减少手部疾病。如图为某款式手机支架，可以将手机支架构造简化为斜面和挡板，下列说法正确的是（　　） A．手机受到斜面对手机竖直向上的支持力 B．挡板对手机的支持力是因为手机发生了形变 C．手机对斜面的压力就是手机的重力 D．手机对挡板的压力是因为手机发生了形变 【答案】D 【详解】A．根据受力分析可知手机受到斜面对手机的支持力方向是垂直于斜面向上，故A错误； B．挡板对手机的支持力是因为挡板发生了形变，故B错误； C．手机的重力是由于地球的吸引而产生的，手机对斜面的压力是由于手机形变产生的，不是同一个力，故C错误； D．弹力的产生是由于施力物发生了弹性形变，所以手机对挡板的压力是因为手机发生了形变，故D正确。 故选D。 8．（22-23高一下·海南儋州·期中）为了骑行舒适，电动车装有减震弹簧，如图，当骑行者对车的压力增大时，弹簧的（　　） A．劲度系数增大 B．劲度系数减小 C．压缩量增大 D．压缩量减小 【答案】C 【详解】AB．弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定，所以当骑行者对车的压力增大时，劲度系数不变，故AB错误； CD．根据胡克定律 当压力增大时，弹簧的弹力增大，则弹簧的压缩量增大，故C正确，D错误。 故选C。 9．（2023·河南·模拟预测）下列关于形变的说法中正确的是（　　）    A．甲图是剪切形变，这种形变因为断面切断，所以不会产生弹力 B．乙图是弯曲形变，弯曲之后一定可以恢复到原来的形状 C．丙图是微小的形变，采用的是放大法来观察此形变 D．丁图是扭转形变，扭转之后不可以恢复到原来的形状 【答案】C 【详解】A．任何形变都可以产生弹力，甲图的剪切形变会产生弹力，A错误； B．乙图是扭转形变，弯曲之后不一定能恢复到原来的形变，B错误； C．丙图是微小的形变，采用的是放大法（光的反射）来观察此形变，C正确； D．丁图是弯曲形变，弯曲之后可以恢复到原来的形状，D错误。 故选C。 10．（23-24高三上·浙江·阶段练习）如图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进，下列关于这个现象的说法正确的是（　　） A．研究汽车车轮转动的时候，可以将汽车看成质点 B．地面发生弹性形变，对汽车施加了支持力 C．地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力 D．因车身倾斜，地面对汽车的支持力方向平行轮胎平面斜向上 【答案】B 【详解】 A．研究汽车车轮转动的时候，汽车车轮的形状、大小不能忽略，不可以将汽车看成质点，故A错误； B．发生弹性形变的地面要恢复原状，对汽车施加了支持力，故B正确； C．汽车在水平地面上匀速前进，竖直方向受力平衡，故地面对汽车的支持力大小等于汽车的重力，故C错误； D．压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，指向受力物体，故地面对汽车的支持力方向垂直于地面竖直向上，故D错误。 故选B。 11．（23-24高一上·四川成都·期中）2023年9月19日晚，在杭州亚运会男足小组赛首轮比赛中，中国队以5:1战胜印度队，此役是中国队时隔20年再度在亚运会男足赛场与印度队交锋。下列说法正确的是（　　） A．足球的重心在球壳上 B．撞到球网上的足球受到弹力是由于球网发生了弹性形变 C．足球受到的重力是运动员脚部施加的 D．运动员踢足球时，足球对脚部没有力的作用 【答案】B 【详解】A．足球形状规则、质量分布均匀，故重心在球心上，故A错误； B．落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了弹性形变，球网是此弹力的施力物体，故B正确； C．足球受到的重力是地球施加的，故C错误； D．运动员踢足球时，脚对足球有力的作用，足球对脚部也有力的作用，施力物体同时也是受力物体，故 D错误。 故选B。 12．（24-25高一上·辽宁·期中）在巴黎奥运会上，郑钦文获得女单网球冠军，为中国网球赢得了历史性的突破。如图所示。郑钦文比赛过程中，正确的说法是（　　） A．网球所受重力的方向垂直于地面 B．网球的重心在网球上 C．球拍对球的弹力是因为球拍发生了弹性形变而产生的 D．网球落地后弹起的方向就是地面对球的弹力方向 【答案】C 【详解】A．网球所受重力的方向垂直于水平面向下，地面不一定水平，故A错误； B．网球的重心在网球的中心，不在网球上，故B错误； C．弹力都是因为施力物体发生形变产生的弹力，即球拍发生了弹性形变而产生了对球的弹力，故C正确； D．地面对球的弹力方向垂直地面向上，而网球落地后弹起的方向可以是斜向上，两者的方向可以不相同，故D错误。 故选C。 二、多选题 13．（22-23高一上·湖北武汉·期中）2022年10月9日，中国男乒3比0战胜德国队，在世乒赛团体赛上取得十连冠。如图所示，比赛中马龙在某次击球时，用球拍将乒乓球击出，下列说法正确的是（    ） A．若乒乓球以原速率反向击出，则球与球拍之间不产生弹力 B．球与球拍作用，球受到的弹力是由于球拍发生形变而产生的 C．球与球拍作用，球的形变量越大，球拍受到的弹力就越大 D．球在空中飞行时，受到重力、空气阻力和球拍给它的推力 【答案】BC 【详解】A．若乒乓球以原速率反向击出，是球与球拍之间的弹力使其速度方向发生变化，故A错误； B．球与球拍作用，球受到的弹力是由于球拍发生形变而产生的，故B正确； C．球与球拍作用，球的形变量越大，球拍受到的弹力就越大，故C正确； D．球在空中飞行时，受到重力、空气阻力的作用，由于球已和球拍分离，所以球不受拍给它的推力，故D错误。 故选BC。 14．（22-23高一上·河北衡水·阶段练习）一高中生（双臂张开，在同一水平线上）把弹簧拉力器拉开，其左手的拉力大小为，弹簧水平，且在弹性限度内。下列说法正确的是（    ） A．该高中生右手的拉力大小为 B．该高中生右手的拉力大小为 C．若一小学生（手臂比高中生的短，双臂张开，在同一水平线上）把这个弹簧拉力器拉开，则弹簧的拉力小于 D．若一小学生（手臂比高中生的短，双臂张开，在同一水平线上）把这个弹簧拉力器拉开，则弹簧的拉力为 【答案】AC 【详解】AB．弹簧对左右手的作用力一定相等，故A正确，B错误； CD．一小学生手臂比高中生的短，双臂张开，在同一水平线上，根据胡克定律可知 一小学生使弹簧形变量变小，弹簧的拉力小于，故C正确，D错误。 故选AC。 15．（23-24高一上·河北沧州·阶段练习）关于形变，下列说法正确的是（　　） A．图甲中的人下落到最低点时，橡皮绳的形变量不再增大，就没有了弹力 B．图甲中的人下落到最低点时，橡皮绳的伸长量最大，弹力最大 C．图乙是微小的形变，观察此形变采用的是放大法 D．图乙中的桌面很硬，放上重物后，桌面没有发生形变 【答案】BC 【详解】AB．当橡皮绳的伸长量最大时，弹力最大，A错误，B正确； CD．题图乙是微小的形变，观察此形变采用的是放大法（光的反射），C正确，D错误。 故选BC。 三、作图题 16．（24-25高一上·全国·课后作业）下列各图中物体A均静止，请在图中画出物体A所受弹力的示意图。 (1)画出物体A所受弹力的示意图 ； (2)画出物体A所受弹力的示意图； (3)画出物体A所受弹力的示意图； (4)画出物体A所受弹力的示意图； (5)画出物体A所受弹力的示意图； (6)画出物体A所受弹力的示意图； (7)画出物体A所受弹力的示意图； (8)画出物体A所受弹力的示意图； (9)画出物体A所受弹力的示意图； (10)画出物体A所受弹力的示意图； (11)画出物体A所受弹力的示意图； (12)画出物体A所受弹力的示意图； (13)画出物体A所受弹力的示意图。 【答案】(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) 【详解】（1）点与面接触的弹力方向过接触点垂直于接触面（或接触面的切面），指向受力物体。 （2）物体A所受弹力与重力等大反向。 （3）点与面接触的弹力方向过接触点垂直于接触面（或接触面的切面），指向受力物体。 （4）轻绳对物体的弹力（即绳对物体的拉力）方向总是沿着绳指向绳收缩的方向，点与面接触的弹力方向过接触点垂直于接触面（或接触面的切面），指向受力物体。 （5）物体A所受弹力为绳子的拉力，与重力等大反向，若物体受斜面弹力，则绳子不可能沿竖直方向，所以不受斜面弹力。 （6）面与面接触的弹力方向垂直于接触面指向受力物体。 （7）轻绳对物体的弹力（即绳对物体的拉力）方向总是沿着绳指向绳收缩的方向。 （8）轻绳对物体的弹力（即绳对物体的拉力）方向总是沿着绳指向绳收缩的方向。点与点相接触的弹力方向垂直于过接触点的公切面指向受力物体。 （9）点与面接触的弹力方向过接触点垂直于接触面（或接触面的切面），指向受力物体。 点与点相接触的弹力方向垂直于过接触点的公切面指向受力物体。 （10）物体A所受弹力与重力等大反向。 （11）点与点相接触的弹力方向垂直于过接触点的公切面指向受力物体。 （12）轻绳对物体的弹力（即绳对物体的拉力）方向总是沿着绳指向绳收缩的方向。点与点相接触的弹力方向垂直于过接触点的公切面指向受力物体。 （13）轻绳对物体的弹力（即绳对物体的拉力）方向总是沿着绳指向绳收缩的方向。 四、实验题 17．（24-25高一上·全国·课前预习） 一、实验器材 弹簧、、钩码、铁架台、铅笔、坐标纸。 二、实验原理 1弹簧弹力F的确定：在弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码所受弹力大小与所挂钩码的重力大小，即F＝。 2弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝。 3图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与形变量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和形变量的关系。 三、实验步骤 1将弹簧的上端固定在铁架台的横杆上，用刻度尺测出弹簧时的长度l0，即。 2如图1所示，在弹簧下端悬挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1。 3改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5…. 4计算出每次弹簧的形变量x（x＝）和弹簧受到的拉力F（F＝mg），并将数据填入表格。 次数 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 l/cm x/cm 0 四、数据处理 1建立如图2所示的直角坐标系，以弹簧的弹力F为纵轴、以弹簧形变量x为横轴，根据测量数据在坐标纸上描点，作出F－x图像。 2以弹簧的伸长量为自变量，写出图像所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。 3得出弹簧弹力和形变量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。 五、注意事项 1尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响。 2实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超出弹簧的弹性限度。 3测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及形变量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自由下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态。 4记录数据时要注意弹力及形变量的对应关系及单位。 5描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点均匀分布于线两侧，偏离太大的点应舍去，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线。 【答案】 刻度尺 相等 自由状态 原长 【详解】[1]实验需要的器材：弹簧、刻度尺、钩码、铁架台、铅笔、坐标纸。 [2][3]弹簧弹力F的确定：在弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码所受弹力大小与所挂钩码的重力大小相等，即 [4]弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量为 [5][6]将弹簧的上端固定在铁架台的横杆上，用刻度尺测出弹簧自由状态时的长度l0，即原长。 [7]计算出每次弹簧的形变量 18．（2024·四川绵阳·模拟预测）用如图所示的装置探究两根原长相等的不同弹簧并联后的劲度系数与两根弹簧各自劲度系数的关系。先分别测量弹簧A和弹簧B挂上不同钩码时的伸长量，再把两根弹簧并列挂好，并将下端连接在一起，测量挂上不同钩码时的伸长量，测量结果如下表。已知每个钩码的重力为0.5N，请回答下列问题：              钩码数     伸长量/cm 弹簧 1 2 3 4 劲度系数 k/N m⁻¹ A 5.00 10.00 15.00 20.00 10.0 B 2.00 4.00 6.00 8.00 A+B 1.40 2.80 4.30 5.70 (1)弹簧B的劲度系数N/m；弹簧A和B并联后的劲度系数为N/m（结果都保留3位有效数字） (2)根据测得的劲度系数，可得结论：在误差允许范围内，两根并联弹簧的劲度系数两根弹簧各自劲度系数之和。（选填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】(1) (2)等于 【详解】（1）[1][2]由胡克定律 可得 代入数据解得 （2）由于 显然在误差允许的范围内，等于并联后等效弹簧的劲度系数。 五、解答题 19．（24-25高一上·全国·课后作业）观察微小形变，如图所示。甲图，用力挤压玻璃瓶瓶身，细管中的水面会上升，松手后水面下降。乙图，用力压桌面，观察到墙上光点的位置会发生变化。 (1)甲图细管中水面的变化说明了什么？乙图光点位置的变化说明了什么？ (2)上面两种现象说明什么？观察微小形变所采用的物理研究方法是什么？ 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）甲图细管中水面的变化说明玻璃瓶发生了形变。乙图光点位置的变化说明桌面发生了形变。 （2）两种现象说明物体在力的作用下，都会产生形变，只是有的现象明显，有的现象不明显。采用了物理研究方法中的放大法。 20．（22-23高一上·云南玉溪·期末）如图甲所示，质量分别为、的A、B两物体用轻弹簧连接后竖直放置在水平地面上并处于静止，此时A、B间的距离，轻弹簧的自然长度，重力加速度。求： （1）轻弹簧的劲度系数是多少？ （2）如图乙所示，若把A物体用细绳悬挂，使A、B两物体都处于静止时，两物体之间的距离是多少？ 【答案】（1）1000N/m；（2）0.12m 【详解】（1）由于A、B静止，对A分析，根据受力平衡可得 解得 （2）设弹簧的伸长量为x，以B物体为对象，根据受力平衡可得 解得 A、B间距为 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 粤教版（2019）必修第一册导学案 3.2 弹力 一、弹力 1.形变： （1）物体在力的作用下 或 发生的变化。 （2）作用在物体上的外力撤去后，物体能够恢复原状的形变叫 形变；外力撤去后，物体不能恢复原状的形变叫 形变。（均选填“弹性”或“非弹性”） 2．弹力 （1）弹力：发生 形变的物体，要恢复原状，对与它 产生的力。 （2）常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向跟接触面 ；绳子的拉力也是弹力，方向沿着绳子而指向 的方向。 3．常见的接触力有弹力和 ，常见的弹力又有 、 、 4．如图所示，杯子静止放在水平桌面上，杯子受到重力的施力物体是 。杯子受到的支持力是由于 （选填“桌面”或“杯子”）发生形变而产生的。 几种常见弹力的方向，具体情形如下： 例1．（23-24高一上·广东潮州·期中）关于弹力和重力，下列说法正确的是（　　） A．相互接触的物体间一定有弹力 B．一本书静止在桌面上，桌面对书产生的支持力的原因是因为书发生了形变 C．重心不一定在物体上 D．静止在桌面上的书对桌面的压力就是书的重力 例2. （23-24高一上·广东珠海·期中）下列各实例中力的方向描述正确的是（　　） A．甲图中，由于书的形变，对桌面产生向上的弹力 B．乙图中，篮球与地面作用时，地面对篮球的弹力如图中1所示 C．丙图中，碗对筷子的弹力沿筷子斜向上，如图中箭头所示 D．丁图中，绳的拉力沿着绳而指向绳拉伸的方向 例3. （23-24高一上·广东广州·期中）如图所示，一辆汽车模型停在模型桥面上，下列说法正确的是（　　） A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变 B．汽车轮胎没有发生形变，所以桥面不受弹力 C．汽车轮胎受向上的弹力，是因为轮胎发生了弹性形变 D．桥面受向下的弹力，是因为汽车轮胎发生了弹性形变 例4. 如图所示，跳水比赛中，当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时（    ） A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变 B．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的 C．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的 D．运动员受到的支持力，是运动员受到重力而产生的 例5．如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑（其中D图中O点为球心）。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是（　　） A．   B．     C．   D．   例6.（23-24高一上·广东深圳·期中）如图为某手机支架，将手机支架构造简化为斜面和挡板，下列说法正确的是（    ） A．手机对斜面的压力就是手机的重力 B．手机受到斜面对手机竖直向上的支持力 C．手机对挡板的压力是因为手机发生了形变 D．挡板对手机的支持力是因为手机发生了形变 例7.下列说法正确的是（　　） A．书放在水平桌面上，桌面受到了弹力，但书没有发生形变，所以书不受弹力 B．在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的长度成正比 C．细杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向 D．书放在水平桌面上，桌面会受到弹力的作用，这个弹力是书的形变产生的 例8.画出如图所中小球A或杆A所受弹力的示意图，接触面都光滑。 二、胡克定律 1．胡克定律 （1）弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复 的形变。 （2）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 （填“能”或“不能”）完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。 （3）内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧的 长度x成正比，即。 （4）劲度系数：k叫作弹簧的 ，单位是牛顿每米，符号是N/m。表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 例1．在竖直悬挂的轻质弹簧下端，悬挂重为15N的重物，当重物静止时，弹簧的长度为0. 16m；悬挂重为30N的重物，当重物静止时，弹簧的长度为0.22m. 弹簧始终处于弹性限度内，则弹簧的原长为m，劲度系数为。 例2.蹦极是跳跃者把一端固定的弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处自由落下的一项极限运动（可近似看作在竖直方向运动）。某体验者质量为50kg，在一次下落过程中所受弹性绳的拉力与下落位移的图像如图所示是，不计空气阻力。 （1）弹性绳的弹力与伸长量之间的关系（选填“遵循”或“不遵循”）胡克定律。 （2）通过对图像数据的分析可知，该弹性绳的原长m，弹性绳的劲度系数N/m。 例3.（23-24高一上·广东潮州·期中）某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。 （1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在（选填“水平”或“竖直”）方向。 （2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线（不计弹簧的重力）。由图线可得弹簧的原长，劲度系数，他利用本实验原理把图甲中的弹簧做成一把弹簧秤，当示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量。 例4.（23-24高一上·广东江门·期中）某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。 （1）当弹簧下端所挂钩码为50g时弹簧弹力大小为N；（） （2）实验中未考虑弹簧在自身重力下的形变量，这会导致弹簧劲度系数的测量结果；（填“偏大”、“偏小”或“不变”） （3）以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。由图像可知，弹簧自由下垂时的长度cm，弹簧的劲度系数N/m。 一、单选题 1．（23-24高一上·山东济宁·期中）如图所示，F表示物体对斜面的压力，图示正确的是（    ） A． B． C． D． 2．（23-24高一上·山东威海·阶段练习）如图所示，以下情形中各接触面光滑，小球M受到两个弹力的是（　　） A．小球静止在墙角 B．小球用细线悬挂，静止在斜面上 C．两个相同的小球静止在水平面上 D．小球用细线悬挂，紧靠在竖直墙上 3．（23-24高一上·安徽安庆·期中）如图所示，臂力器装有四根弹簧，每根弹簧的自然长度均为。臂力器可以通过装不同劲度系数、不同数量的弹簧来调节臂力器的强度。某人第一次只装了中间两根劲度系数均为的弹簧，然后把两根弹簧都拉到了长；第二次又在两边加装了两根劲度系数均为的弹簧，然后用与第一次相同大小的力拉四根弹簧。下列说法正确的是（　　） A．第一次每只手受到臂力器的拉力大小为 B．第二次每只手受到臂力器的拉力大小为 C．第二次中间两根弹簧每根的长度为 D．第二次两边两根弹簧每根的弹力为 4．（22-23高一上·江苏淮安·期中）淮阴中学2022年运动会圆满结束，如图，在跳高项目中，该同学展示了自己的风采。关于此情境中，以下说法正确的是（　　） A．同学在整个过程中，重心在身体中的位置不变 B．同学在越过杆的过程中，重心一定在杆的上方 C．同学落在垫子上，给软垫压力，是因为软垫发生了形变 D．同学落在垫子上，受到软垫的弹力，是因为软垫发生了形变 5．（24-25高一上·四川·期中）如图所示，14岁的奥运冠军全红婵倒立静止在水平跳台上，以下关于全红婵和跳台受力的分析正确的是（　　） A．因为倒立，全红婵所受重力方向竖直向上 B．全红婵所受重力就是她对跳板的压力 C．全红婵对跳台的压力是跳台的形变产生的 D．跳台发生弹性形变对全红婵产生了竖直向上的弹力 6．（22-23高一上·重庆北碚·期末）网课期间，为了方便学习，很多同学都用平板电脑在线上课，请问平放在桌面的平板电脑对桌面的压力，产生的直接原因是（　　） A．平板电脑的重力 B．平板电脑的形变 C．桌面的形变 D．以上三个原因都有 7．（22-23高一上·浙江·期中）手机已经成为当今社会不可缺少的一部分，但是长时间手持手机对手部健康产生很大影响，而手机支架可以解放人的双手，减少手部疾病。如图为某款式手机支架，可以将手机支架构造简化为斜面和挡板，下列说法正确的是（　　） A．手机受到斜面对手机竖直向上的支持力 B．挡板对手机的支持力是因为手机发生了形变 C．手机对斜面的压力就是手机的重力 D．手机对挡板的压力是因为手机发生了形变 8．（22-23高一下·海南儋州·期中）为了骑行舒适，电动车装有减震弹簧，如图，当骑行者对车的压力增大时，弹簧的（　　） A．劲度系数增大 B．劲度系数减小 C．压缩量增大 D．压缩量减小 9．（2023·河南·模拟预测）下列关于形变的说法中正确的是（　　）    A．甲图是剪切形变，这种形变因为断面切断，所以不会产生弹力 B．乙图是弯曲形变，弯曲之后一定可以恢复到原来的形状 C．丙图是微小的形变，采用的是放大法来观察此形变 D．丁图是扭转形变，扭转之后不可以恢复到原来的形状 10．（23-24高三上·浙江·阶段练习）如图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进，下列关于这个现象的说法正确的是（　　） A．研究汽车车轮转动的时候，可以将汽车看成质点 B．地面发生弹性形变，对汽车施加了支持力 C．地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力 D．因车身倾斜，地面对汽车的支持力方向平行轮胎平面斜向上 11．（23-24高一上·四川成都·期中）2023年9月19日晚，在杭州亚运会男足小组赛首轮比赛中，中国队以5:1战胜印度队，此役是中国队时隔20年再度在亚运会男足赛场与印度队交锋。下列说法正确的是（　　） A．足球的重心在球壳上 B．撞到球网上的足球受到弹力是由于球网发生了弹性形变 C．足球受到的重力是运动员脚部施加的 D．运动员踢足球时，足球对脚部没有力的作用 12．（24-25高一上·辽宁·期中）在巴黎奥运会上，郑钦文获得女单网球冠军，为中国网球赢得了历史性的突破。如图所示。郑钦文比赛过程中，正确的说法是（　　） A．网球所受重力的方向垂直于地面 B．网球的重心在网球上 C．球拍对球的弹力是因为球拍发生了弹性形变而产生的 D．网球落地后弹起的方向就是地面对球的弹力方向 二、多选题 13．（22-23高一上·湖北武汉·期中）2022年10月9日，中国男乒3比0战胜德国队，在世乒赛团体赛上取得十连冠。如图所示，比赛中马龙在某次击球时，用球拍将乒乓球击出，下列说法正确的是（    ） A．若乒乓球以原速率反向击出，则球与球拍之间不产生弹力 B．球与球拍作用，球受到的弹力是由于球拍发生形变而产生的 C．球与球拍作用，球的形变量越大，球拍受到的弹力就越大 D．球在空中飞行时，受到重力、空气阻力和球拍给它的推力 14．（22-23高一上·河北衡水·阶段练习）一高中生（双臂张开，在同一水平线上）把弹簧拉力器拉开，其左手的拉力大小为，弹簧水平，且在弹性限度内。下列说法正确的是（    ） A．该高中生右手的拉力大小为 B．该高中生右手的拉力大小为 C．若一小学生（手臂比高中生的短，双臂张开，在同一水平线上）把这个弹簧拉力器拉开，则弹簧的拉力小于 D．若一小学生（手臂比高中生的短，双臂张开，在同一水平线上）把这个弹簧拉力器拉开，则弹簧的拉力为 15．（23-24高一上·河北沧州·阶段练习）关于形变，下列说法正确的是（　　） A．图甲中的人下落到最低点时，橡皮绳的形变量不再增大，就没有了弹力 B．图甲中的人下落到最低点时，橡皮绳的伸长量最大，弹力最大 C．图乙是微小的形变，观察此形变采用的是放大法 D．图乙中的桌面很硬，放上重物后，桌面没有发生形变 三、作图题 16．（24-25高一上·全国·课后作业）下列各图中物体A均静止，请在图中画出物体A所受弹力的示意图。 (1)画出物体A所受弹力的示意图 ； (2)画出物体A所受弹力的示意图； (3)画出物体A所受弹力的示意图； (4)画出物体A所受弹力的示意图； (5)画出物体A所受弹力的示意图； (6)画出物体A所受弹力的示意图； (7)画出物体A所受弹力的示意图； (8)画出物体A所受弹力的示意图； (9)画出物体A所受弹力的示意图； (10)画出物体A所受弹力的示意图； (11)画出物体A所受弹力的示意图； (12)画出物体A所受弹力的示意图； (13)画出物体A所受弹力的示意图。 四、实验题 17．（24-25高一上·全国·课前预习） 一、实验器材 弹簧、、钩码、铁架台、铅笔、坐标纸。 二、实验原理 1弹簧弹力F的确定：在弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码所受弹力大小与所挂钩码的重力大小，即F＝。 2弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝。 3图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与形变量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和形变量的关系。 三、实验步骤 1将弹簧的上端固定在铁架台的横杆上，用刻度尺测出弹簧时的长度l0，即。 2如图1所示，在弹簧下端悬挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1。 3改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5…. 4计算出每次弹簧的形变量x（x＝）和弹簧受到的拉力F（F＝mg），并将数据填入表格。 次数 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 l/cm x/cm 0 四、数据处理 1建立如图2所示的直角坐标系，以弹簧的弹力F为纵轴、以弹簧形变量x为横轴，根据测量数据在坐标纸上描点，作出F－x图像。 2以弹簧的伸长量为自变量，写出图像所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。 3得出弹簧弹力和形变量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。 五、注意事项 1尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响。 2实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超出弹簧的弹性限度。 3测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及形变量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自由下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态。 4记录数据时要注意弹力及形变量的对应关系及单位。 5描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点均匀分布于线两侧，偏离太大的点应舍去，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线。 18．（2024·四川绵阳·模拟预测）用如图所示的装置探究两根原长相等的不同弹簧并联后的劲度系数与两根弹簧各自劲度系数的关系。先分别测量弹簧A和弹簧B挂上不同钩码时的伸长量，再把两根弹簧并列挂好，并将下端连接在一起，测量挂上不同钩码时的伸长量，测量结果如下表。已知每个钩码的重力为0.5N，请回答下列问题：              钩码数     伸长量/cm 弹簧 1 2 3 4 劲度系数 k/N m⁻¹ A 5.00 10.00 15.00 20.00 10.0 B 2.00 4.00 6.00 8.00 A+B 1.40 2.80 4.30 5.70 (1)弹簧B的劲度系数N/m；弹簧A和B并联后的劲度系数为N/m（结果都保留3位有效数字） (2)根据测得的劲度系数，可得结论：在误差允许范围内，两根并联弹簧的劲度系数两根弹簧各自劲度系数之和。（选填“大于”“等于”或“小于”） 五、解答题 19．（24-25高一上·全国·课后作业）观察微小形变，如图所示。甲图，用力挤压玻璃瓶瓶身，细管中的水面会上升，松手后水面下降。乙图，用力压桌面，观察到墙上光点的位置会发生变化。 (1)甲图细管中水面的变化说明了什么？乙图光点位置的变化说明了什么？ (2)上面两种现象说明什么？观察微小形变所采用的物理研究方法是什么？ 20．（22-23高一上·云南玉溪·期末）如图甲所示，质量分别为、的A、B两物体用轻弹簧连接后竖直放置在水平地面上并处于静止，此时A、B间的距离，轻弹簧的自然长度，重力加速度。求： （1）轻弹簧的劲度系数是多少？ （2）如图乙所示，若把A物体用细绳悬挂，使A、B两物体都处于静止时，两物体之间的距离是多少？ 2 学科网（北京）股份有限公司 $$