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关于弹力方向的判断陕西洛南县职教中心 雷 邮编 726100高中学生在学习弹力时，对弹力产生的条件很容易理解，对形变明显时弹力的方向的判断也容易掌握，但对形变不明显时相互接触的物体之间是否有弹力以及弹力的方向如何，普遍感到有困难。对此问题，通过多年的教学经验，我总结出如下解决方法，供大家借鉴。一 形变明显时可由形变直接判断形变明显时弹力方向的判断方法,可以概括为四句话：面面接触垂直面；点面接触垂直面；点线接触垂直线；弹簧(绳的)弹力向恢复。如下图：F2。F1F2F1二 对于形变不明显时通常用以下三种方法来判断：1 “假设法”分析物体间的弹力也就是说，假设研究对象的约束物（与之接触的物体）不存在，看其是否发生形状变化或运动状态变化。若变化则有弹力，否则没有。去掉约束物后，若研究对象侧向约束物一边，则两者之间是挤压的弹力，其方向与接触面垂直，且指向研究对象内部；若研究对象侧向远离约束物一边，则两者之间可能产生拉伸的弹力，倘若仅是细绳连接，其方向必定沿绳而指向各自的外部。如下图，甲图中，若将约束物B去掉，A不动；而将约束物C去掉后，A要向C运动。所以B对A无弹力，C对A有弹力，且为挤压的弹力，其方向垂直于接触面指向A内部。乙图中，将斜面去掉，小球不动；丙图中，斜面去掉后，小球将摆动。所以乙图中斜面对小球无弹力，丙图中斜面对小球有弹力，其方向垂直于斜面向上。另外乙图、丙图中细绳对小球有拉伸的弹力，方向沿绳而指向绳收缩的方向(指向小球的外部)。B AA甲乙丙C A 2 根据物体的运动状态分析弹力若物体处于平衡状态，则由平衡条件来确定。若为非平衡状态，则由牛顿第二定律列方程或方程组求解确定。下面举例说明：如图，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，试分析下列情况中杆对球的弹力的大小和方向？ 小车静止；小车以加速度a水平向右运动。分析： 接触面间的弹力方向一定垂直于接触面，但固定在杆上的物体受到的弹力大小和方向都是可变的，其方向可能沿杆，也可能不沿杆，故需利用平衡条件或牛顿第二定律分析。小车静止时，受力平衡，即弹力和重力平衡，弹力方向竖直向上，大小等于mg。 选小车为研究对象，小车以加速度a向右运动时，小球所受合力也一定向右，即重力和弹力的合力一定向右。而重力的方向是向下的，那么弹力的方向只能向右上方，才能保证合力向右。竖直方向受力平衡，如下图，由牛顿第二定律得：mgF Fsin=ma Fcos=mg解得： F=m(g2+a2)1/2 tan =a/g由此可见，杆的弹力方向F不一定沿着杆。若tan=tan=a/g即a=gtan时，F才沿着杆。由tan =a/g可知，的大小由加速度a的大小决定，也就是说，a大小不同，F的方向就会不同。同时a的方向也会影响弹力F的方向。比如小车向右减速时，a的方向向左，合外力的方向向左，则弹力F的方向应该向左上方。也就是说，弹力F的方向由a的大小和方向决定。3 “替换法”分析物体间的弹力用细绳替换装置中的杆，看能否维持原来的力学状态。如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力，否则提供的是支持力。如下图，分析甲图中装置AB、AC杆对A的弹力方向时，将AB、AC用细绳代替。代替AB后，装置状态不变，说明AB对A施加的是拉力；替换AC后，原状态不能维持，说明AC对A施加的是支持力。如图乙所示。ABCFACFAB甲乙以上所所说的弹力方向的判断方法也不是彼此孤立的，遇到具体问题，要灵活、交叉运用。有时候，随着物体运动状态的变化，彼此接触的物体间的弹力也在变化，所以在上边所谈方法的基础上，具体问题具体分析，这样才能达到融会贯通、举一反三的境界。附：关键词：弹力方向 判断 运动状态内容摘要：对于弹力方向的判断，形变明显时，可由形变直接判断。形变不明显时，有三种方法可以判断弹力的方向： “假设法”； “替换法”； 根据物体的运动状态进行判断。本文通过图示、举例、分析、总结的方法对上述方法进行了详细