2009-2010初升高 高一物理 衔接班第13讲弹力

1 第第 13 讲讲 弹力弹力 1 1 弹力的产生及特点 弹力的产生及特点 弹力产生的过程决定了弹力具有以下特点 1 弹力是接触力 只有两物体接触 才能产生形变和物体企图恢复形变的力 因此 弹力的产生是以接触为前提的 2 弹性形变是弹力产生的必要条件 并不是所有接触的物体间都存在弹力 只有物 体在接触处因挤压 拉伸 扭曲等而发生弹性形变时 接触物体间才会产生弹力 弹力随 形变的发生而产生 随形变的增大而增大 随形变的消失而消失 因此 弹性形变是弹力 产生的必要条件 3 弹力是被动力 弹性形变是由外力产生的 是被动出现的 物体受外力作用情况 的不同 物体与其他物体接触的情况不同 物体的运动情况不同等都可能影响弹力的大小 和方向 弹力的这个特点体现了弹力是被动力 2 2 弹力的方向特征 弹力的方向特征 一般说来 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 中学阶段常见的情形有以下几类 用绳索悬挂 牵拉物体时 绳索只能承受拉力而发生形变 其弹力方向总是沿着绳 而指向绳收缩的方向 物体与支持物接触 支持物和物体间发生压缩形变而产生弹力 弹力的方向跟接触 面垂直 3 3 弹力的大小的确定 弹力的大小的确定 弹簧的弹力 在弹性限度内 遵从胡克定律胡克定律 F k x k 为劲度系数 x 为形变 量 可以是伸长量 也可以是压缩量 非弹簧类 根据物体的形变情况或运动状态决定 用平衡条件或牛顿第二定律求解 例例 1 关于压力下列说法中正确的应是 C A 压力的方向总是竖直向下的 B 压力大小总是等于物体的重力 C 压力的方向总是垂直于物体相互接触的表面 D 压力的方向有时垂直于物体相接触的表面 有时不垂直接触面 例例 2 如图所示 是探究某根弹簧的伸长量 x 与所受拉 力 F 之间的关系图 下列说法中正确的是 BC A 弹簧的劲度系数是 2N m B 弹簧的劲度系数是 2000N m C 当弹簧受 800N 的拉力作用时 弹簧伸长为 40cm D 当弹簧伸长为 20cm 时 弹簧产生的拉力是 200N 例例 3 作出下列各图中物体 A 的受力分析图 不考虑摩擦 2 例例 4 如图所示 GA 100N GB 40N 弹簧的劲度系数为 500N m 不计绳重和摩擦 求物体 A 对支持面的压力和弹簧的伸长量 60N 0 08m 相关试题相关试题 题题 1 关于弹力的下列说法中 正确的有 A 相互接触的物体间必有弹力的作用 B 通常所说的压力 支持力 拉力等都是弹力 C 弹力的方向总与接触面垂直 D 所有弹力的大小都与引起该弹力产生的弹性形变的大小成正比 解答 BC 题题 2 如图 1 9 所示 重球对 AB BC 面均有压力的应是 解答 C 题题 3 水泥是一种重要的建筑材料 以石灰石 粘土以及其他辅助原料烧制而成的硅 酸盐水泥 坚固耐压 但不耐拉 钢筋耐压也耐拉 通常在混凝土建筑物须承受张力的部 位钢筋来加固 之所以用钢筋而不用其他的金属 是考虑到了它们的热学性质 即铁的膨 胀系数跟水泥几乎一样 正确地放置钢筋的位置 可以使建筑物更加牢固 图中 楼板和 阳台的加国钢筋位置都正确的是哪一个图 解答 A 题题 4 如图所示 质量为 m 的物体被劲度系数为 k2的轻弹簧 b 悬挂在天花板上 下面还拴着另一劲度系数为 k1的轻弹簧 a 托住下弹簧的端点 A 用力向上压 当弹簧 b 的弹力大小为 1 2mg 时 弹簧 a 的下端点 A 上移的高度是多少 若 b 处于压缩状态 21 11 2 3 kk mg x 若 b 处于拉伸状态 21 11 2kk mg x 3 4 4 弹力存在与否的判别 弹力存在与否的判别 任何物体都能够发生形变 海绵 弹簧等物体的形变比较明显 直接可以看出来 而 有的物体形变极其微小 不易分辨 这时怎样判断接触物体间是否存在弹力呢 现介绍一 种简单有效的推理方法 假设法 在静力学中 关于弹力存在与否的判断有下列两种推理思路 1 假设与研究对象接触的物体被悄悄撤除 判断研究对象静止的状态是否改变 若 运动状态不变 则不存在弹力 若运动状态发生变化 则存在弹力作用 2 假设所有的接触物体都对研究对象施加弹力作用 作出研究对象完整的受力分析 图 再判断物体受力情况与物体静止状态是否矛盾 进而判定弹力是否存在 例例 5 如图 1 10 所示 一个质量分布均匀的球放在互成 1200角的 两块光滑平面之间 保持静止状态 球与水平面 AB 相功于 a 点 与 倾斜面 AC 相切于 b 点 试分析球的受力情况 画出球的受力示意图 思路点拨 思路点拨 根据重力和弹力产生的条件及特征来分析 解 解 放在水平面上的球 由于受到重力的作用而挤压水平面 使 水平面和球同时发生微小形变 水平面 AB 由于发生微小的压缩形变后要恢复原状 对球产 生垂直于水平面向上的弹力 Fa 球与倾斜面 AC 相切干 b 点 球是否受 到 AC 面对它的弹力作用呢 假设把 AC 面轻轻地从左侧拆除 将观察 到仍保持静止状态 现球与 AC 面虽于 b 点接触 但不相互挤压 不发 生形变 故 AC 面对球没有弹力作用 综上所述 球受到重力 G 和 AB 平面对它的支持力 Fa两个力作用 保持静止状态 满足二力平衡的条 件 Fa G 受力示意图如图 1 11 所示 点评 点评 初学者往往认为倾斜面 AC 对球也有弹力作用 导致错解 为了加深理解 下面进一步用反证法证明 假设 AC 面对球有弹力作用 这个弹力的方向必垂直 AC 面斜向右上方 由于这个弹力 的作用效果 球的运动状态将被迫改变 会向右运动起来 这与题设条件矛盾 可见假设 不真 故 AC 面对球没有弹力作用 相关试题相关试题 题题 5 如图 1 12 所示 小球 A 系在竖直拉紧的细绳下端 球又恰与斜 面接触并处于静止状态 则小球受的力是 A 重力和线的拉力 B 重力 线的拉力和斜面对球的弹力 C 重力 斜面对球的弹力 D 以上说法都不对 解答 A 题题 6 均匀球体分别静止在如图 1 13 所示位置 图 a b 中 BC 板固定不动 图 c 中 BC 为可绕 C 轴自由转动的有重量的光滑木板 求 以下三种情况下 球体 A 与 BC 板间是否有弹力的作用 解答 图 a 中 BC 板与球之间 虽接触但无挤压 图 b 中 由于有外力 F 的作用 故球与 BC 板间有挤压作用 图 c 中由于 BC 板可绕 C 轴转动 所以板 BC 与球间有作用 图 1 10 图 1 11 图 1 12 cba 图 1 13 4 练习提升 l 关于弹性形变的概念 下列理解正确的是 CD A 物体形状的改变叫弹性形变 B 一根铁丝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 能够恢复到原状的形变 D 能够产生弹力的形变就是弹性形变 2 关于弹力下列说法正确的是 B A 若两物体相互接触 就必定有弹力产生 B 若两物体间有弹力作用 则物体一定发生了形变 C 物体对水平支持面的压力就是它受到的重力 D 以上说法均不正确 3 下列关于弹力方向的说法正确的是 BD A 压力或支持力的方向总是竖直的 B 压力或支持力的方向总是垂直于接触面并指向使其发生形变的物体 C 弹力的方向总是与物体发生形变的方向一致 D 弹力的方向总是与物体恢复形变的方向一致 4 在半球形光滑容器内 放置一细杆 如图 1 17 所示 细杆与容器的接触 点分别为 A B 两点 则容器上 A B 两点对细杆的作用力方向分别为 D A 均竖直向上 B 均指向球心 C A 点处指向球心 O B 点处竖直向上 D A 点处指向球心 O B 点处垂直于细杆 5 放在水平桌面上的书 由于相互挤压产生对桌面的压力 同时书受到桌面对它的支持力 关于这一对弹力 正确的理解是 AC A 支持力是由于桌面发生微小形变产生的弹力 B 支持力是由于书发生微小形变产生的弹力 C 压力是由于书发生微小形变而产生的弹力 D 压力是由于桌面发生微小形变产生的弹力 6 如图 1 21 所示 A B C 三个物体叠放在桌面上 在 A 的上面加一个作用力 F 则物体 C 受到竖直方向的作用力除了自身的重力之外还有 A A 1 个力 B 2 个力 C 3 个力 D 4 个力 7 如图 1 22 所示的三角形支架中 各固定点均用铰链连接 当在 B 点悬挂物体 后 轻杆 AB BC 对 B 点的弹力分别为 F1 F2 则 D A F1 F2分别沿杆 AB BC 斜向上 B F1 F2分别沿杆 AB BC 斜向下 C F1沿杆 AB 斜问上 F2沿杆 BC 斜向下 D F1沿杆 AB 斜向下 F2沿杆 BC 斜向上 8 如图 1 18 所示 与竖直墙壁平行的细绳吊着的物块刚好挨 着墙壁处于静止状态 物块和墙壁都是光滑的 试分析物 块的受力情况并画出受力示意图 9 如图 1 19 所示 质量相等的物块 A 和 B 用跨过定滑轮的 绳子连接着 绳子的重量及绳与滑轮的摩擦忽略不计 试 图 1 17 图 1 21 图 1 22 图 1 19图 1 18 5 分析物块 A 的受力情况 画出物块的受力示意图 10 如图 1 20 所示 甲图中细绳吊着光滑小球靠在光滑的竖直墙壁 上 乙图中用两根等长的细绳吊着的物块处于静止状态 指出小 球和物块各受哪些力作用 画出它们的受力示意图 11 在拔河比赛中 两参赛队以大小等于 F 方向相反的力拉绳 那 么绳中的张力 即弹力 有多大 甲同学认