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1、第二节 弹力,初高中物理对接学计划教学课件,都三章相互作用,天津市静海区团泊镇中学高级物理教师 李国海,北京奥运冠军张娟娟在射箭比赛中,刺激的休闲运动蹦极,号称梦之队的中国跳水女队在3米板跳水比赛中,撑杆跳,蹦床,挑水,一、形变,1、形变：物体形状和体积发生的改变,（伸长、缩短、弯曲、扭转等）,软的物体能看见形变,那么坚硬的物体能否发生形变呢？,问题,有一些物体眼睛根本观察不到它的形变， 比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体 都有形变，只不过形变很微小。 一切物体受到外力作用都要发生形变,显示微小形变的观察（一）,试一试,作用在物体上的外力越大，物体的形变就越大。,2、形变的分类 1）按对外表
2、现形式上分拉伸形变（或压缩形变）、弯曲形变、扭转形变等。,2）按可否恢复原状分,非弹性形变,弹性形变,发生形变的物体在停止受力后，能恢复原状的形变称为弹性形变,弹性限度,如果形变过大，超过一定限度，即使撤去作用力，物体也不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度,（二）弹力 ： （1）定义： 发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对与它接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力 （2）产生条件： 物体间相互接触 物体间发生弹性形变 （3）支持力和拉力都属于弹力。,接触力,【理解应用一】,链接,方法指导 一、形变与弹力 例1 关于弹力，下列说法正确的是( ) A拉力、压力、支持力在性质上均为弹力
3、B物体由于发生了弹性形变，会对使其发生弹性形变的物体施加弹力作用 C对于同一根弹簧，弹性形变越大，弹力越大 D许多物体可以在不发生形变的条件下对物体施以弹力作用,ABC,解析 准确掌握弹力产生的条件、弹力大小的相关因素是解答此问题的关键，具体分析见下表所示： 答案 ABC,练1 关于弹力产生条件的说法中，正确的是（ ） A、物体间不相互接触，也能产生弹力。 B、只要两物体接触就一定会产生弹力。 C、只有弹簧才能产生弹力。 D、两个物体直接接触且互相挤压发生 形变时才会产生弹力。,D,【跟踪练1】 打网球时，网球和网球拍接触瞬间 下列说法正确的是（ ） A.在接触处只有网球拍有弹力产生 B.在接
4、触处网球和网球拍都产生弹力 C.网球对网球拍的弹力是网球形变后 对网球拍施加的力 D.网球拍对网球的弹力是网球拍形变 后对网球施加的力,BCD,判断弹力有无的方法 （1）弹力产生的条件 （2）假设法 （3）力的作用效果,FN,光滑平面,知识精析 一、弹力存在的判定 判断弹力的有无一般有以下三种方法： 1根据弹力产生的条件来判断：看物体是否存在弹性形变及弹性形变的方向 2利用假设法判断 可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，看物体还能否在原位置保持原来的状态，从而判断该物体是否受弹力作用 例如：如图132所示，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
5、静止，故甲球受斜面的弹力，乙球不受斜面的弹力 图132,3利用力的作用效果分析 如图133所示，光滑水平面上的球靠在竖直面上静止，竖直面是否对球产生力的作用？假设竖直面对球产生了力的作用，由力的作用效果可知，球不会静止，故可判定没有水平弹力产生 图133,二、假设存在法：,例、光滑水平面上AB两物体紧挨着保持 静止，则它们之间有弹力吗？,解：直接判断法无法判断出，因为你根本 看不出它们之间是否有弹性形变。可以用 假设法。假设AB之间有挤压，则A对B有向 右的弹力，B对A有向左的力。真是这样， 则AB均不能保持静止，与题设矛盾。所以 没有挤压。,三、隔离法:,将相互接触的两个物体中拿走一个，看
6、对另一个物体是否有影响,解：取走B球后，A仍静止，运动状态未变化， 可以断定AB之间原来没有作用力。,【巩固小练】 在下图中a、b表面均光滑, 天花板和地面均水平，a、b间一定有弹力的是( ),B,（三）弹力的方向：,弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反，跟物体形变的方向相反。,1、绳子（弹簧）的拉力方向是沿绳子而指向 绳子收缩的方向。,2、压力（支持力）的方向总是垂直于支持面而指向被压（被支持）的物体。,点与平面接触,点与平面间弹力方向：,过接触点垂直平面指向受力物体,光滑斜面,判断下列支持面对物体弹力的方向？,点与面接触,点与平面间弹力方向：,过接触点垂直平面指向受力物体,N1,N2
7、,平面与曲面接触（分析A物体）,曲面与曲面间弹力方向：,与过接触点的公切面垂 直并指向受力物体,A,2. 绳的拉力:细绳的拉力沿绳子指向绳子收缩的方向 .,方向：杆与地面（或墙面）接触的端点所受地面（或墙面）的支持力与接触面垂直。 杆与支撑点接触，接触部分所受支撑点的弹力方向与杆垂直。,3杆的弹力,N2,弹力方向的判断：,1、两平面接触：垂直于接触面。,2、点面接触：垂直于面。,3、点点接触：垂直于公切面。,平面与平面接触，弹力垂直平面。(简称为“面面”接触),点与平面接触，弹力通过接触点而垂直平面。(简称为“点面”接触),曲面和曲面接触，弹力通过接触点垂直于切面而指向圆心。（相当于点与点接触
8、，简称为“点点”接触）,1. 两物体接触面上的弹力，包括压力和支持力。这种弹力的方向与物体的接触方式有关(通常有下列三种接触方式)：,2. 绳的拉力:细绳的拉力沿绳子指向绳子收缩的方向 .,弹力的方向小结,链接,二、弹力方向的确定 弹力是接触力，不同的物体，不同的接触方式，弹力方向的判断方法也有所不同，具体比较见下表所示：,链接,二、弹力方向的判定 例2 三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a的重心位于球心，b和c的重心位于球心的正上方和正下方，如图134甲所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力方向是怎样的 图13-4甲,
9、变式训练1 画出图13-5中物体A所受弹力的示意图 图13-5 解析 弹力的方向应垂直于接触面，指向受力物体，丙图中注意分析A球上方接触点处无弹力，而甲图中上方绳的拉力的方向沿绳向上 答案 如图甲、乙、丙所示,解析 相互作用的物体属于点与曲面接触，弹力的方向垂直于曲面的过接触点的切面，且指向球心，与重心位置无关，故三种情况下弹力方向是一致的如图13-4乙所示 图13-4乙 点评 在分析弹力时要先判断弹力是否存在，弹力的方向可用如下方法判定： (1)若接触面之一为平面，则弹力一定垂直于该平面 (2)若接触面之一为球面，则弹力一定过球心 (3)若接触面为曲面，则弹力一定垂直于曲面的过接触点的切面
10、(4)若接触处之一为直线，则弹力一定垂直于该直线,试分析图中细杆或小球A所受的弹力，并确定其方向。,A,A,A,A,B,思考：试分析图中细杆或小球A所受的弹力，并确定其方向。,A,A,（3）如图所示，用两根绳子分别把A、B两个物体挂在天花板上，画出物体B所受到的弹力,A,B,探究问题四： 定量地研究弹簧的弹力大小跟哪些因素有关？,链接,四、胡克定律：,实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 1、胡克定律内容： 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。 2、公式： 其中：K弹簧的劲度系数(其大小跟弹簧的形状、大小、长短、钢丝的线径、材料等因素有关) 单位：牛每米，
11、 符号N/m x 弹簧伸长（或缩短）的长度,F=Kx,理解形变量(伸缩量）,F,F,三、弹力大小的计算 对弹力大小的计算可分为弹簧弹力和非弹簧弹力两种情况： 1弹簧弹力的大小：应用胡克定律Fkx求解 其中x是弹簧的形变量(可能是拉伸量，也可能是压缩量)，x|现长原长|；k是比例常数，它是一个反映弹簧形变难易程度的物理量，是由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等条件决定的 2非弹簧弹力的大小：与物体的形变程度有关，一般要借助于物体所遵循的物理规律求解 如静止在桌面上的物体受到桌面向上的弹力和自身的重力作用，由二力平衡可知，弹力的大小等于物体重力的大小,链接,三、胡克定律及应用 例3 如图136所示
12、，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态试求两弹簧的压缩量x1和x2.,练3关于胡克定律的下列说法，正确的是（ ） A拉力相同、伸长也相同的弹簧， 它们的劲度系数相同 B劲度系数相同的弹簧，弹簧的伸长相同 C知道弹簧的劲度系数，就可以算出任何拉力下的弹簧伸长 D劲度系数和拉力、伸长量没有关系，它只决定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细,D,解：F1=16N x1=4cm=410-2m L0=10cm， F2=8N(1)根据胡克定律：F1= kx1 可得 k= F1/ x1= N/m=400N/m,(2)根据胡克定律：F2 = kx2 可得 X2=F2/k= m=210-2m=2cm L2 = L0X2 =（102）cm=8cm,【跟踪练4】 一根轻质弹簧，当受到一个大小为 16N的拉力作用时，该弹簧的伸长量 是4cm。 该弹簧的劲度系数是多大？ 如果弹簧的原长是10cm，当受到8N的压力时，该弹簧将缩短到多少cm？,再见 2018.8.19,
