高一物理必修一第三章第二节弹力

1、牵引列车、锻打工件、击球、弯弓射箭、弹力弹力弹力从本质上来说，是由电磁力引起的形变：形变：物体被物体被弯曲弯曲物体的形状或体积的改变叫做物体的形状或体积的改变叫做形变。形变。、压缩、拉长、扭转等。、压缩、拉长、扭转等。形变后能恢复原状形变后能恢复原状形变后不能恢复原状形变后不能恢复原状弹性形变弹性形变非弹性形变如果形变过大，超过一定限度，即如果形变过大，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，这个限度叫复原来的形状，这个限度叫弹性限弹性限度度 讨论讨论 ：我用力推墙或压桌面，我用力推墙或压桌面，那么墙和桌面也会发生那么墙和桌面也会发生形变吗？形

2、变吗？ 猜想猜想 ：物体发生弹性形变后要恢复原状，：物体发生弹性形变后要恢复原状，对与它接触的物体会有什么作用呢？对与它接触的物体会有什么作用呢？实例分析实例分析1 1 我们现在一起来进行下面的操作：我们现在一起来进行下面的操作：用手扯住弹簧或橡皮筋的两端，在其的用手扯住弹簧或橡皮筋的两端，在其的弹性限度范围内拉弹簧或橡皮筋，使其弹性限度范围内拉弹簧或橡皮筋，使其发生形变。在操作的同时，用心体会一发生形变。在操作的同时，用心体会一下手与弹簧或橡皮筋之间的相互作用。下手与弹簧或橡皮筋之间的相互作用。实例分析实例分析2 2 两手拇指根处相互挤两手拇指根处相互挤压，发生形变。用心体会压，发生形变。用

3、心体会两手间的相互作用。两手间的相互作用。 猜想猜想 ：物体发生弹性形变后要恢复原状，：物体发生弹性形变后要恢复原状，对与它接触的物体会有什么作用呢？对与它接触的物体会有什么作用呢？ 猜想猜想 ：发生弹性形变后的弹簧要恢复原：发生弹性形变后的弹簧要恢复原状，对与它接触的小车会有什么作用呢？状，对与它接触的小车会有什么作用呢？1 1、概念：、概念：发生弹性形变的物体发生弹性形变的物体，由，由于要恢复原状，对跟它于要恢复原状，对跟它接触的物体接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。产生力的作用，这种力叫弹力。2 2、弹力产生的条件：、弹力产生的条件：施力物体施力物体受力物体受力物体弹力产生在弹力产生

4、在直接接触直接接触并并发生发生弹性形变弹性形变的物体之间。的物体之间。接触力接触力例例1 关于弹力的产生下列说法（关于弹力的产生下列说法（ ）A、只要两物体接触就一定产生弹力、只要两物体接触就一定产生弹力B、只要两物体相互吸引就一定产生弹力、只要两物体相互吸引就一定产生弹力C、只要两物体发生形变就一定产生弹力、只要两物体发生形变就一定产生弹力D、只有发生弹性形变的物体才会对与它、只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用接触的物体产生弹力作用DABF1F2 两个相互接触的物体间一定会产生两个相互接触的物体间一定会产生弹力吗？弹力吗？如何判断弹力的存在？如何判断弹力的存在？假设法假设

5、法设想设想,如果如果右面墙壁撤右面墙壁撤去时去时,A物体物体会会“动动”,则有弹力则有弹力,否则没有否则没有.ATT判断球与斜面判断球与斜面间有无弹力间有无弹力GTN斜面球弹力的方向弹力的方向 绳子（橡皮筋）绳子（橡皮筋）沿着绳而指向绳收缩的沿着绳而指向绳收缩的方向方向支持面上支持面上的支持力的支持力和压力和压力过接触点过接触点垂直接触面垂直接触面( (平面或公切面平面或公切面) )指向受力物体指向受力物体1 1、平、平面与平面接触面与平面接触总结：弹力垂直接触面总结：弹力垂直接触面例题例题1 1：分析：分析A A受到的弹力（受到的弹力（A A均处于静均处于静止状态）止状态）AFAAOABF1

6、F2A点处是半圆球壳（点）与棒（平面）相接触点处是半圆球壳（点）与棒（平面）相接触B点处是半圆（圆弧面）与棒（点）相接触点处是半圆（圆弧面）与棒（点）相接触过接触点过接触点垂直接触面垂直接触面(平面或公切面平面或公切面)指向受力物体指向受力物体总结：弹力通过接触点垂直于平面总结：弹力通过接触点垂直于平面或曲面的切面或曲面的切面 2 2、点与面接触、点与面接触例题例题2：分析物体：分析物体A受到的弹力（受到的弹力（A均处均处 于静止状态）于静止状态）BA3 3、曲面与曲面接触、曲面与曲面接触例例3：分析球：分析球A所受到的弹力所受到的弹力总结：弹力的方向总总结：弹力的方向总是垂直接触面或曲面是垂

7、直接触面或曲面的切面，并指向被压的切面，并指向被压或被支撑的物体。或被支撑的物体。支持力与压力属于弹力支持力与压力属于弹力A 弹簧的弹力弹簧的弹力实验探究实验探究 kxF 公式：kxF 公式：式中的式中的x x是弹簧的形变量，是弹簧的形变量，k k称为弹簧的劲度系数称为弹簧的劲度系数 单位是单位是牛顿每米，单位的符号是牛顿每米，单位的符号是N/mN/m图像的斜率图像的斜率代表什么？代表什么？图像弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数 例：一根劲度系数为例：一根劲度系数为103N/m的弹簧的弹簧, ,在受在受500N的力作用时的力作用时, , 长度为长度为63cm, ,当不当不受外力作用时受外力作用时,

8、, 弹簧的长度可能为弹簧的长度可能为: : ( )A. 83cm B. 13cm C. 113cm D. 38cm 注：注：对于弹簧，要注意有伸长与压对于弹簧，要注意有伸长与压缩两种状态。缩两种状态。 v例例3一根轻质弹簧，当它受到一根轻质弹簧，当它受到10 N的的拉力时长度为拉力时长度为12 cm，与它受到，与它受到25 N的的拉力时长度为拉力时长度为15 cm，问弹簧不受力时，问弹簧不受力时的自然长度为多少？该弹簧的劲度系数的自然长度为多少？该弹簧的劲度系数为多少？为多少？ 【答案】【答案】10 cm10 cm500 N/m500 N/m v变式变式3一根弹簧在弹性限度内，对其施加一根弹簧

9、在弹性限度内，对其施加30 N的拉力时，其长度为的拉力时，其长度为20 cm，对其施加，对其施加30 N压力压力时，其长为时，其长为14 cm，试求该弹簧的自然长度和它，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数的劲度系数【解析】【解析】设弹簧原长为设弹簧原长为l0，劲度系数为，劲度系数为k，对其，对其施加拉力时，由胡克定律有：施加拉力时，由胡克定律有：F1k(l1l0)对其施加压力时，有对其施加压力时，有F2k(l0l2)解得：解得：l017 cm，k1000 N/m.【答案】【答案】17 cm1000 N/m v典例典例1一辆汽车停在水平地面上，下列说法一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是中

10、正确的是()vA地面受到了向下的弹力，是因为地面发地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力车不受弹力vB地面受到了向下的弹力，是因为地面发地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变因为汽车也发生了形变vC汽车受到向上的弹力，是因为地面发生汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变发生了形变vD以上说法都不正确以上说法都不正确C C v纠错补练纠错补练1

11、下列关于弹力的说法正确的是下列关于弹力的说法正确的是()vA木板放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是木板放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生了形变而产生的由于木块发生了形变而产生的vB拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，因为木头发生了形变而产生的的弹力，因为木头发生了形变而产生的vC绳对物体的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩绳对物体的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向的方向vD挂在电线下的电灯受到向挂在电线下的电灯受到向上的拉力，是因为上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的电线发生微小形变而产生的【答案】【答案】CDCD v易错

12、点易错点2：不能正确分析轻杆的弹力：不能正确分析轻杆的弹力v典例典例2如下图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为如下图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30的斜面上，的斜面上，杆的另一端固定一个重为杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力对小球的弹力()vA大小为大小为2 N，方向平行于斜面向上，方向平行于斜面向上vB大小为大小为1 N，方向平行于斜面向上，方向平行于斜面向上vC大小为大小为2 N，方向垂直于斜面向上，方向垂直于斜面向上vD大小为大小为2 N，方向竖直向上，方向竖直向上【错因分析】【错因分析】误认为杆中的弹力一定

13、沿杆而错选误认为杆中的弹力一定沿杆而错选【解析】【解析】小球受重力和杆的支持力小球受重力和杆的支持力(弹力弹力)作用处于静止作用处于静止状态，由二力平衡知识可知，杆对小球的弹力与重力等大、状态，由二力平衡知识可知，杆对小球的弹力与重力等大、反向反向【正确答案】【正确答案】D v【题后反思】【题后反思】杆中的弹力可能沿杆也可能不沿杆，而轻绳杆中的弹力可能沿杆也可能不沿杆，而轻绳的弹力一定沿渑的弹力一定沿渑v纠错补练纠错补练2如图所示，小车上固定着一根弯成如图所示，小车上固定着一根弯成角的曲杆，角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为杆的另一端固定一个质量为m的球小车处于静止状态，分的球小车处于静止状态

14、，分析杆对球的弹力的大小和方向析杆对球的弹力的大小和方向【解析】【解析】由于球处于平衡状态，根据二力平衡的条件由于球处于平衡状态，根据二力平衡的条件知，杆对球的弹力方向与重力方向相反，竖直向上，弹知，杆对球的弹力方向与重力方向相反，竖直向上，弹力大小与球的重力大小相等，为力大小与球的重力大小相等，为mg.【答案】【答案】mg，竖直向上，竖直向上v1关于弹力的方向，下列说法正确的是关于弹力的方向，下列说法正确的是()vA压力的方向总是垂直于接触面，并指向被压物体压力的方向总是垂直于接触面，并指向被压物体vB支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持物体支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持物体v

15、C绳对物体拉力的方向总是沿着绳，并指向绳收缩的方向绳对物体拉力的方向总是沿着绳，并指向绳收缩的方向vD杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向v【解析】【解析】本题主要考查了弹力的方向问题，压力、支持力本题主要考查了弹力的方向问题，压力、支持力总是垂直于接触面，由施力物体指向受力物体，绳子类软物总是垂直于接触面，由施力物体指向受力物体，绳子类软物体产生的弹力一定沿绳子收缩的方向，而杆产生的弹力方向体产生的弹力一定沿绳子收缩的方向，而杆产生的弹力方向不一定，要具体情况具体分析不一定，要具体情况具体分析v【答案】【答案】ABC v2将一本书放在水平桌

16、面上静止，则下面说法中正确的是将一本书放在水平桌面上静止，则下面说法中正确的是v()vA书对桌面的压力就是书受的重力，施力物体是地球书对桌面的压力就是书受的重力，施力物体是地球vB书对桌面的压力就是书受的重力，施力物体是桌子书对桌面的压力就是书受的重力，施力物体是桌子vC书对桌面的压力是弹力，在数值上等于书受的重力书对桌面的压力是弹力，在数值上等于书受的重力 vD书能静止，是由于书的重力大于桌面对书的支持力书能静止，是由于书的重力大于桌面对书的支持力v【解析】【解析】书对桌面的压力属弹力，其施力物体是书，书对桌面的压力属弹力，其施力物体是书，A、B错；由于书处于静止状态，书的重力与书受到桌面的

17、支持错；由于书处于静止状态，书的重力与书受到桌面的支持力大小相等，而书对桌面的压力和桌面对书的弹力大小相等，力大小相等，而书对桌面的压力和桌面对书的弹力大小相等，故书对桌面的压力与重力在数值上相等，故书对桌面的压力与重力在数值上相等，C对、对、D错错v【答案】【答案】C v3一物体静止在斜面上时，正确表示斜面对物体一物体静止在斜面上时，正确表示斜面对物体的弹力的弹力F的方向的图是的方向的图是 ()v【解析】【解析】物体所受的弹力是支持力，要先找接触物体所受的弹力是支持力，要先找接触面，就是斜面，支持力应该垂直于斜面，从接触位面，就是斜面，支持力应该垂直于斜面，从接触位置指向物体，所以答案为置指

18、向物体，所以答案为A. v4原长为原长为16 cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100 N的力由两端反的力由两端反v向拉时，弹簧长度变为向拉时，弹簧长度变为18 cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲v一人用一人用200 N的力拉，这时弹簧长度变为的力拉，这时弹簧长度变为_ cm，此弹簧的劲度系，此弹簧的劲度系数为数为v_ N/m.【解析】弹簧两端用人拉和一端固定、另一端用人拉的效果是一样的，由胡克定律可知100200(1816)(l16)，解得 l20 cm.由胡克定律可得弹簧劲度系数 kFx20010042102N/m51

19、03N/m.弹力的作用点：弹力的作用点：两物体接触处，在受力物体上两物体接触处，在受力物体上弹力产生条件：弹力产生条件：1 1、直接接触、直接接触 2 2、发生弹性形变、发生弹性形变弹力的方向：弹力的方向：与发生弹性形变的物体恢复原状的方向相同与发生弹性形变的物体恢复原状的方向相同1 1、绳的拉力沿着绳指向绳收缩的方向、绳的拉力沿着绳指向绳收缩的方向2 2、压力和支持力的方向都过接触点垂直接触、压力和支持力的方向都过接触点垂直接触 面面( (平面或公切面平面或公切面) )指向受力物体指向受力物体弹力大小：弹力大小： 与弹性形变量的大小有关与弹性形变量的大小有关1 1、弹簧弹力：胡克定律、弹簧弹

20、力：胡克定律 F F k x k x 2 2、其它弹力：由物体受其它力和运动状态求解、其它弹力：由物体受其它力和运动状态求解产生条件：产生条件：接触、发生接触、发生弹性形变弹性形变方向：方向：总是跟形变的方向相反，与物体恢总是跟形变的方向相反，与物体恢复形变的方向一致复形变的方向一致大小：大小：由物体所处的状态、所受其他外力、由物体所处的状态、所受其他外力、形变程度来决定形变程度来决定F1F3F2判断弹力有无的方法：判断弹力有无的方法：假设法假设法轻绳、轻杆、轻弹簧的区别轻绳、轻杆、轻弹簧的区别F = k F = k x xFF2F11、曲面曲面与与平面平面之间的弹力方向之间的弹力方向结论：过接触点结论：过接触点