高中物理学案相互作用2弹力

2．弹力※知道常见形变和弹性形变※理解弹力的概念及产生条件※※掌握胡克定律，会用公式F＝kx计算弹簧的弹力※※知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会判断它们的方向我国古代有“后羿射日”的民间传说，汉代有“但使龙城飞将在，不叫胡马度阴山”的飞将李广，三国时有“辕门射戟”的吕布，“百步穿杨”的黄忠，唐朝有“将军三箭定天山，壮士长歌入汉关”的薛仁贵，隋朝有“一箭双雕”的长孙晟，元代有“只识弯弓射大雕”的铁木真……这些英雄人物，创千秋功业，留万世英名，靠的就是强弓劲箭．一张弯弓何以产生如此威力？1．被拉长或被 的弹簧对跟它接触的 的作用，能够使小车运动起来．被 的细木棍或细竹竿对跟它接触的 的作用，能够把圆木推开，像这样物体的 或 的变化叫做 ．压缩小车产生力压弯圆木产生力形状体积形变2．发生形变的物体，由于要

原状，对跟它接触的物体会

的作用，这种力叫 ．3．如图，静止地放在倾斜木板上的书，由于重力的作用也压迫木板，它们都发生

，致使书对

有垂直于木板

的压力

，木板

有垂直于书面

的支持力

恢复产生力弹力微小形变木板斜向下方F1对书斜向上方F2.4．弹力的大小跟 的大小有关， 越大弹力越大．弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧的 (或 )的长度x成 ．这个规律是 科学家发现的叫做 定律．5．公式F＝ 中，k称为弹簧的 ，单位是 符号用 表达．形变形变伸长缩短正比美国胡克kx劲度系数牛顿每米N/m胡克(1)形变①形变：物体在力的作用下发生的形状或体积的变化叫形变．形变是力的作用效果之一．②弹性形变：在力的作用下发生形变的物体，在撤去外力后能够恢复到原状的形变．有的物体在发生形变后，不能恢复原状．如一块泥巴，用手一捏，泥巴不会恢复原状，这样的形变叫塑性形变，中学阶段只研究弹性形变．③弹性程度：若物体形变过大，超出一定程度，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状．这个程度叫弹性程度．(2)弹力①弹力的概念：发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力．②弹力产生的条件：a.物体间直接接触b．接触处发生形变(普通是指弹性形变)③弹力的方向：总是与作用在物体上使物体发生形变的外力的方向相反．有关弹力，下列说法中对的的是()A．形变微小时，弹力很小B．形变量越大，弹力就越大，弹力大小总是与形变量成正比的C．放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体所受的重力D．普通所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力答案：D解析：弹力的大小与形变量有关，形变量越大，弹力就越大，但弹力与形变量的定量关系普通都很复杂，不一定是简朴的正比关系，故B错．弹力的大小是相对而言的，有的物体容易发生形变，虽形变量大，但产生的弹力可能小，而有的物体不容易发生形变，虽形变量微小，但产生的弹力可能很大，故A错．普通所说的压力、支持力和绳的拉力都是由弹性形变而产生的，因此都是弹力，故D对．书对桌面的压力在大小和方向上都与重力相似，但它们不是同一性质的力，压力是弹力．并且，它们的产生也不相似，压力是书发生形变而对桌面产生的力，它发生在书与桌面之间；而重力是由于地球对物体吸引而使物体所受的力，它发生在书与地球之间，故这两个力不是同一种力，即C错.(1)弹力是接触力，不同的物体接触，弹力方向的判断办法不同.类型方向图示接触方式面与面垂直公共接触面点与面过点垂直于面点与点垂直于切面类型方向图示轻绳沿绳收缩方向轻杆可沿杆可不沿杆轻弹簧沿弹簧形变的反方向特别提示：判断弹力方向的办法是：先明确两物体之间互相作用的类型，再根据多个类型的特点来判断弹力的方向．(09年威海高中毕业统考)现在都市里的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上下通过，如图所示．假设人和滑板运动过程中受到的多个阻力无视不计，运动员能顺利完毕该动作，最后仍落在滑板原来的位置上．要使这个表演成功，运动员除了跳起的高度足够外，在起跳时滑板对双脚弹力的方向应当 ()A．竖直向下 B．竖直向上C．向下适宜偏后 D．向上适宜偏前答案：B(1)弹力的大小与弹性形变的大小有关，弹性形变越大，弹力越大，形变消失，弹力消失．(2)胡克定律：实验表明，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，即F＝kxk称为弹簧的劲度系数，单位牛顿每米，符号N/m.比较而言，k越大，弹簧越“硬”；k越小，弹簧越“软”．特别提示：(1)定律的成立是有条件的，这就是弹簧发生“弹性形变”，且必须在弹性程度内．(2)体现式中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长(或缩短)的长度，而不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度，弹簧伸长或压缩相似长度，弹力大小相等，但方向不同．(3)由于弹簧的形变量x普通以“cm”为单位，而劲度系数k又往往以“N/m”为单位，因而在应用上式时要注意将各物理量的单位统一到国际单位制中．(山东东营胜利一中09－10学年高一上学期期中)某学校爱好小组的同窗在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L关系如图，试由图线拟定：弹簧的原长为________m.弹簧的劲度系数________N/m.弹簧伸长0.1米时，弹力的大小________N.答案：0.120020弹力是接触力，弹力只能存在于物体的互相接触处，但互相接触的物体之间，并不一定有弹力的作用．因此，一看与否接触，二看与否形变，对于物体间互相作用时形变很小的状况，可采用假设法，通过分析物体的受力，结合物体所处的状态进行判断，即假设移走支持物体(即假定没有弹力)，看被支持物体与否还能保持原来的状态．若能，阐明它们之间无弹力；若不能，阐明他们之间有弹力．如图所示，一球体静止于一水平地面与一侧壁之间，不计任何摩擦，判断侧壁对球体与否有弹力．答案：侧壁不对球施加弹力一辆拖拉机停在水平地面上，下列说法中对的的是 ()A．地面受到了向下的弹力，是由于地面发生了弹性形变；拖拉机没有发生形变，因此拖拉机不受弹力B．地面受到了向下的弹力，是由于地面发生了弹性形变；拖拉机受到了向上的弹力，是由于拖拉机也发生了形变C．拖拉机受到向上的弹力，是由于地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是由于拖拉机发生了形变D．以上说法都不对的解析：分析弹力时，一定要分清哪个是施力物体，哪个是受力物体，一定记清弹力是由于施力物体发生形变对受力物体产生的作用．拖拉机停在水平地面上，拖拉机受到的弹力是由于地面发生形变而又要恢复原状时对妨碍恢复的物体产生的作用．地面受到的弹力是由于拖拉机发生了形变又要恢复原状时对妨碍恢复的物体产生的作用，故选项C对的，A、B、D错误．答案：C点评：弹力是形变物体对使其形变的物体的力，弹力是从施力的角度定义的．如图所示，小球A系在竖直拉紧的细绳的下端，球正好与光滑斜面接触并处在静止状态，则小球受到的力是 ()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．以上说法都不对答案：A解析：办法一：小球一定受到重力，线的拉力和斜面对球的弹力用假设法来判断．假设线不存在，则小球将沿斜面滚下，故线应施加拉力；假设斜面不存在，小球在竖直方向的线的拉力作用下仍然能静止，故斜面的弹力不存在．办法二：假设细绳与斜面对球都有弹力作用，如图所示．由图可知，F2的存在破坏了小球的静止状态，与题设矛盾，故斜面的弹力不存在.在下图所示图中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体P处在静止状态，丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动．解析：甲属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆斜向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，因此A处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面对左上方，且都过球心；丁中小球P不管运动与否，都是属于平面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球心，即向上．它们所受弹力的示意图如图所示．点评：判断弹力方向应把握下列三种状况：(1)当面(或曲面)接触，弹力垂直于面．(2)绳上弹力沿绳并指向绳收缩方向．(3)与球面接触的弹力方向延长线或反向延长线过球心．2009年5月，斯诺克世锦赛在谢菲尔德克鲁斯堡剧院落下帷幕，近年来声名鹊起的中国选手丁俊晖(如图)虽止步于16强，但曾打出过单杆147分好成绩的他，实力仍得到外媒必定．某次击球中，他为控制主球走位，打出了一记“点杆”——目的球被撞击后向前运动，主球定于原位．如果无视一切阻力，则要确保“点杆”成功，主球与目的球连线的方向与球桌边框夹角为α，如图所示．如果v0＝v1，OB垂直于桌边，则下列有关桌边对小球的作用力方向的判断中对的的是 ()A．可能是OA方向 B．只能是OB方向C．可能是OC方向 D．只能是OD方向答案：B解析：此题考察弹力的方向判断，弹力的方向与接触面(或截面)垂直，与施力物体形变方向相反，则只能是OB方向.以下图所示，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()A．kxB．mg＋kxC．mg－kxD．以上说法都不对的解析：此题稍不留神，不认真分析题意，都会选用答案A.要懂得x是F力作用下的伸长量．而弹簧在挂物体达成平衡时就已有一种x0的伸长量了．因此：挂物平衡时：由于mg＝kx0F作用时，弹簧再伸长x，则总的形变量应为x0＋x再由胡克定律得F＝k(x0＋x)＝kx0＋kx＝mg＋kx因此选项B是对的的．答案：B如图所示，两个完全相似的弹簧都处在水平位置，弹簧秤和细线的重力不计，甲中弹簧的左端由细线固定在墙上，右端连接细线通过光滑滑轮悬挂重物G，乙中弹簧左、右端均连接细线通过光滑滑轮悬挂重物G，以l1、l2表达两个弹簧的伸长量，则有 ()A．l2>l1 B．l2<l1C．l2＝l1 D．不能拟定答案：C某同窗用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表以下：(重力加速度g＝9.8m/s2)砝码质量m×102g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x×10－2m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根据所得数据，在答题卡的坐标纸上作出弹簧针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线．(2)根据所测得的数据和关系曲线能够判断，在________N范畴内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数为________N/m.(3)从上述数据和图线中分析，请对这个研究课题提出两个有价值建议．建议一：________________________________________________________________________建议二：________________________________________________________________________解析：(1)根据题目中所测量的数据进行描点，然后用平滑的曲线(或直线)连结各点，在连结时应让尽量多的点落在线上．(偏差比较大的点舍去)不在线上的点尽量平均分派在线的两侧，如图．(3)建议一：实验中砝码不能挂太多，控制在弹性程度内．建议二：数据解决时，图象的纵坐标用弹簧的伸长量，这样能直接看出弹力与否与弹簧伸长量成正比．点评：在物理学中经惯用图象解决物理问题，应用图象的好处是：直观、方便，根据已有数据选择坐标轴的标度是作好图象的核心