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1、第三章相互作用3.2弹力(1)形变：物体在力的作用下_发生改变，叫做形变。(2)弹性形变：有些物体在形变后能够_，这种形变叫做弹性形变。形状或体积形状或体积恢复原状恢复原状形变与弹性形变形变与弹性形变知识点一、弹性形变和弹力知识点一、弹性形变和弹力(1)概念：发生_的物体，由于要恢复_，对与它_物体产生力的作用，这种力叫做弹力。(2)弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体_，这个限度叫弹性限度。(3)弹力产生的条件：两物体_。有_形变(接触处有挤压或拉伸)。弹性形变弹性形变原状原状接触的接触的不能完全恢复原来的形状不能完全恢复原来的形状接触接触弹性弹性弹力弹力1. 接触力：物体与物
2、体直接接触才发生的力。接触力：物体与物体直接接触才发生的力。 通常所说的拉力、压力、支持力、阻力等都是接通常所说的拉力、压力、支持力、阻力等都是接触力。触力。2. 接触力按性质可分为：弹力和摩擦力。接触力按性质可分为：弹力和摩擦力。3. 本质：都是由电磁相互作用引起的。本质：都是由电磁相互作用引起的。接触力接触力1. 被拉长或压缩的弹簧被拉长或压缩的弹簧2. 弯曲的木棍弯曲的木棍3. 压缩的气球压缩的气球4. 压缩的橡皮泥压缩的橡皮泥力力的作用效果：可以使物体发生形变的作用效果：可以使物体发生形变观测：观测：是否一切物体在外是否一切物体在外力作用下都会发生力作用下都会发生形变？形变？1. 定义
3、：在外力作用下，物体发生的形状、体积定义：在外力作用下，物体发生的形状、体积大小的变化称为形变。大小的变化称为形变。形变形变 用用手手指指挤挤压压玻玻璃璃瓶瓶，玻玻璃璃瓶瓶是是否否有有形形变变？怎么去观察？怎么去观察？物体在外力作用下会发生形变，有的形变明显，有的形物体在外力作用下会发生形变，有的形变明显，有的形变微小，只能用实验放大的方法显示出来。变微小，只能用实验放大的方法显示出来。形变形变（1）弹性形变：能恢复到原来形状的形变。）弹性形变：能恢复到原来形状的形变。（2）非弹性形变：不能恢复到原来形状的形变）非弹性形变：不能恢复到原来形状的形变形形变变分分类类3. 形变限度形变限度 如果形
4、变过大，超过一定的限度，撤去外力后，如果形变过大，超过一定的限度，撤去外力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。限度。F2F1圆球圆球墙墙斜面斜面1. 定义：发生定义：发生弹性形变弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对的物体由于要恢复原来的形状，对与它与它接触接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力。的物体发生力的作用，这种力叫做弹力。注意：弹力不是指注意：弹力不是指“弹簧产生弹簧产生的力的力”。某一弹力的产生是施。某一弹力的产生是施力物发生弹性形变产生的。力物发生弹性形变产生的。例如：例如：图中球所受弹力图中球所受弹力是谁发生形变
5、产生的？是谁发生形变产生的？弹力弹力 .假设没有这面墙假设没有这面墙球动了么？能否保持原状球动了么？能否保持原状？只只有有支支持持力力 F假设没有下面的墙呢假设没有下面的墙呢.F3. 弹力有无的判断（假设法）弹力有无的判断（假设法）2.弹力产生的条件弹力产生的条件（1）直接接触直接接触 （2）发生弹性形变发生弹性形变例如：图中的圆球分别靠着左边和右边的墙，它们之间例如：图中的圆球分别靠着左边和右边的墙，它们之间是否发生了挤压形变？是否发生了挤压形变？1产生弹力必备的两个条件：(1)两物体间相互接触；(2)发生弹性形变。2判断弹力有无的常见方法：(1)直接判定：对于发生明显形变的物体(如弹簧、橡
6、皮条等)，可根据弹力产生的条件由形变直接判断。弹力有无的弹力有无的判断判断 (2)对于形变不明显的情况，通常用以下方法来判定：a假设法：假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力。b替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能不能维持原来的力学状态。如将侧壁、斜面用海绵来替换，将硬杆用轻弹簧(橡皮条)或细绳来替换。c状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡知识等)来判断物体间的弹力。弹力有无的弹力有无的判断
7、判断 【例例题题1 1】在在下下列列各各图图中中，A、B两两球球间间一一定定有有弹弹力作用的是力作用的是()1.相互接触的物体之间一定有弹力吗？相互接触的物体之间一定有弹力吗？提提示示：相相互互接接触触的的物物体体间间不不一一定定存存在在弹弹力力只只有有当当两两个个物物体体相相互互挤挤压压或或拉拉伸伸产产生生弹弹性性形形变变时时，由由于于物物体体要要恢恢复复原原状状，才才在在接接触触位位置置对对与与它它接接触触的的物物体体产产生生弹弹力力所所以以，弹弹力力是是由由施施力力物物体体发发生生形形变变引引起起的的【解题指导解题指导】2只要物体发生形变，就一定有弹力吗？只要物体发生形变，就一定有弹力吗
8、？提提示示：不不一一定定只只有有发发生生弹弹性性形形变变的的物物体体，才才能能产产生生与与其其形形变变方方向向相相反反的的、欲欲恢恢复复原原状状的的弹弹力力，而而发发生生非非弹弹性性形形变变的的物物体体，就就不不会会产产生生弹弹力力，如如橡橡皮泥的形变皮泥的形变【解题指导解题指导】【解析解析】在具体判断有没有弹力时，我们用假设法进在具体判断有没有弹力时，我们用假设法进行判断在行判断在A图中，若拿走图中，若拿走A球，则球，则B球仍静止不动，球仍静止不动，故故A、B间没有挤压，即间没有挤压，即A、B间没有弹力；在间没有弹力；在B图中，图中，若拿走若拿走A球，则球，则B球将向左运动，故球将向左运动，
9、故A、B间存在相互挤间存在相互挤压，即压，即A、B间存在弹力；在间存在弹力；在C图中，若拿走图中，若拿走A球，则球，则B球静止，故球静止，故A、B间没有挤压，即间没有挤压，即A、B间没有弹力；在间没有弹力；在D图中不能判断图中不能判断A、B间有没有弹力因此选间有没有弹力因此选B.【答案答案】B B【针对训练针对训练】如图所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小如图所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球在各容器的底部与侧壁相接触，的普通茶杯和三角烧杯中，钢球在各容器的底部与侧壁相接触，处于静止状态若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均处于静止状态若钢球和各容器都是光滑
10、的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是处于水平面内，则以下说法中正确的是()A各容器的侧壁对钢球均无弹力作用各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B各容器的侧壁对钢球均有弹力作用各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用对钢球均有弹力作用D口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用【解析】小球与容器的侧壁接触，是否有弹力作用，【解析】小球与容器的侧壁接触，是否有弹力作用，就看接
11、触处是否发生弹性形变，但微小形变难以觉察，就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以觉察，只能借助假设法判断只能借助假设法判断假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容器底部对它的支持力作用，钢球仍将处于静止状态，器底部对它的支持力作用，钢球仍将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，容故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立我们也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢我们也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图如图所示，可
12、见三种情况均与钢球静止的题设球的受力示意图如图所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以原假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹条件相矛盾，所以原假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用因此，本题正确选项为力作用因此，本题正确选项为A.【答案】【答案】A1. 压力：由于被支持物体发生形变，而对支持物产生的压力：由于被支持物体发生形变，而对支持物产生的弹力。压力的方向总是垂直于接触面，指向被压的物体。弹力。压力的方向总是垂直于接触面，指向被压的物体。2. 支持力：支持面发生形变，对被支持的物体产生的弹支持力：支持面发生形变，对被支持的物体产生的弹力。支持力的方向总是垂直支持面，指向被支
13、持的物体。力。支持力的方向总是垂直支持面，指向被支持的物体。FN知识点二、几种弹力知识点二、几种弹力3. 拉力：由于绳子（弹簧）被拉长要恢复原状，而拉力：由于绳子（弹簧）被拉长要恢复原状，而产生的弹力。拉力的方向总是沿绳子（弹簧）收缩的产生的弹力。拉力的方向总是沿绳子（弹簧）收缩的方向。方向。注注：两两物物体体间间的的弹弹力力是是发发生生在在相相互互接接触触面面上上，但但可可以以将将作用点移到重心上。作用点移到重心上。4. 杆的弹力杆的弹力轻杆既可压缩，或弯曲产生支持力，又可伸长产轻杆既可压缩，或弯曲产生支持力，又可伸长产生拉力，方向与形变方向相反。生拉力，方向与形变方向相反。杆的弹力不一定沿
14、杆杆的弹力不一定沿杆5. 弹力方向弹力方向（1）软质物体如绳子、弹簧的弹力方向。）软质物体如绳子、弹簧的弹力方向。（2）硬质物体之间的弹力方向：）硬质物体之间的弹力方向：规定：施力物体对受力物体弹力的方向与施力物体形变规定：施力物体对受力物体弹力的方向与施力物体形变的方向相反。的方向相反。点与面接触点与面接触面与面接触面与面接触点与点接触点与点接触点与点接触点与点接触1常见的三种接触方式弹力方向的弹力方向的总结总结2.常见三类弹力的方向【解析解析】平面与平面接触，弹力方向垂直于平面；平面与平面接触，弹力方向垂直于平面；平面与曲面接触，弹力方向垂直于平面，也垂直于平面与曲面接触，弹力方向垂直于平
15、面，也垂直于曲面过接触点的切面；曲面与曲面接触，弹力方向曲面过接触点的切面；曲面与曲面接触，弹力方向垂直于公切面；点与平面接触，弹力方向垂直于平垂直于公切面；点与平面接触，弹力方向垂直于平面；点与曲面接触，弹力方向垂直于曲面过接触点面；点与曲面接触，弹力方向垂直于曲面过接触点的切面根据不同接触面上弹力的特点作图，如图的切面根据不同接触面上弹力的特点作图，如图所示所示判断弹力方向的步骤判断弹力方向的步骤(1)确定物体之间弹力作用的类型；确定物体之间弹力作用的类型；(2)确定产生弹力的物体；确定产生弹力的物体；(3)找出使物体发生形变的外力方向；找出使物体发生形变的外力方向；(4)确定物体形变的方
16、向；确定物体形变的方向；(5)确定物体产生的弹力方向确定物体产生的弹力方向特别提醒【针针对对训训练练】画画出出图图甲甲、乙乙、丙丙中中小小球球A和和丁丁中中杆杆所受的弹力方向所受的弹力方向【答案答案】如图所示如图所示(1) k 称为劲度系数，单位称为劲度系数，单位 N/m，由弹簧的材料，粗细，长，由弹簧的材料，粗细，长度等自身性质决定。度等自身性质决定。(2) 既适用于弹簧拉伸，也适用于弹簧压缩，既适用于弹簧拉伸，也适用于弹簧压缩， x 是弹簧的是弹簧的形变量。形变量。弹性限度内，弹力大小与形变量成正比弹性限度内，弹力大小与形变量成正比 弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大，弹力的
17、大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力随着也消失。弹簧发生弹性形变时，弹力的形变消失，弹力随着也消失。弹簧发生弹性形变时，弹力的大小大小 F 跟弹簧伸长（或缩短）的长度跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比，即：成正比，即：F = k x知识点三、胡克定律知识点三、胡克定律弹簧形变量弹簧形变量弹簧弹力弹簧弹力弹簧的长度弹簧的长度 公式中公式中x为弹簧的形变量为弹簧的形变量可能为伸长量可能为伸长量(ll0)，也可能为缩短量，也可能为缩短量(l0l)；k为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，弹簧本
18、身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，它反映了弹簧的软硬程度，它反映了弹簧的软硬程度，k越大，弹簧越硬，其越大，弹簧越硬，其长度越难改变长度越难改变对对公式公式Fkx的理解的理解 1胡克定律的成立条件：弹簧的形变必须在弹胡克定律的成立条件：弹簧的形变必须在弹性限度内性限度内 2弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数k：它表示弹簧固有的力学：它表示弹簧固有的力学性质，大小由弹簧本身的物理条件，如材料、长度、性质，大小由弹簧本身的物理条件，如材料、长度、截面积等决定截面积等决定 3弹簧的形变量弹簧的形变量x：指弹簧的伸长量或缩短量，：指弹簧的伸长量或缩短量，而不是弹簧的长度而不是弹簧的长度特别特别提醒提醒弹
19、力的大小与物体的形变程度有关，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解。比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉力和重力作用。根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小。非非弹簧的弹力大小的计算弹簧的弹力大小的计算【解题指导解题指导】1当当用用大大小小为为F1的的力力压压弹弹簧簧时时，弹弹簧簧处处于于什什么么状状态态？形形变量如何表示？变量如何表示？提提示示：当当用用力力F1压压弹弹簧簧时时，弹弹簧簧处处于于压压缩缩状状态态，设设原原长长为为l0，则压缩量，则压缩量xl0l1.2当当用用大大小小为为F2的的力力拉拉弹弹簧簧时时，弹弹簧簧处处于于什什么么状状态态？形形变量如何表示？变量如何表示？提提示示：当当用用力力F2拉拉弹弹簧簧时时，弹弹簧簧处处于于伸伸长长状状态态，其其伸伸长长量量xl2l0.【答案答案】C【针对训练针对训练】如图所示，弹簧的劲度系数为k，物体的质量为m，平衡时物体在A位置。今用力F将物体向下拉长x至B位置。则此时弹簧的弹力大小为()AkxBmgkxCmgkxD以上说法都不正确【解析】由题意可知，挂物平衡时：mgkx0F作用时，弹簧再伸长x，则总的形变量应为x0x 再由胡克定律得：F弹k(x0x)kx0kxmgkx因此选项B是正确的。【答案答案】B B
