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1、2.1.2彈力,一、彈性形變和彈力 1.彈性形變,(1)形變：物體在力的作用下_________或體積會發(fā)生改變的現(xiàn)象。 (2)彈性形變：物體在形變后撤去作用力能夠___________的形變。,2.彈力：發(fā)生______的物體，由于要___________，對與它接觸的物體產(chǎn)生的力的作用。 3.彈性限度：當形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體不能___________原來的形狀，這個限度叫做彈性限度。,形狀,恢復(fù)原狀,形變,恢復(fù)原狀,完全恢復(fù),思維拓展,如圖1所示，雜技演員具有高超的技術(shù)，他能輕松地頂住從高處落下的缸，他頂缸時頭頂受到的壓力施力物體是哪個物體？壓力是怎樣產(chǎn)生的？,圖1,答案

2、壓力的施力物體是缸，是由于缸發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的。,二、幾種彈力及方向,垂直,收縮,思維拓展,(1)一鐵塊放在海綿上，鐵塊和海綿都發(fā)生了形變，從而在它們之間產(chǎn)生了彈力，如圖2所示。海綿對鐵塊的支持力是如何產(chǎn)生的？方向怎樣？鐵塊對海綿的壓力是怎樣產(chǎn)生的？方向怎樣？,圖2,(2)如圖3所示，用橡皮繩斜向右上拉放在水平面上的物塊。橡皮繩對物塊的拉力是怎樣產(chǎn)生的？方向怎樣？,圖3,提示(1)海綿對鐵塊的支持力：海綿發(fā)生彈性形變，要恢復(fù)原來的形狀，對與它接觸的鐵塊產(chǎn)生力的作用，方向垂直于接觸面向上(如圖甲)。,鐵塊對海綿的壓力：鐵塊發(fā)生彈性形變，要恢復(fù)原來的形狀，對與它接觸的海綿產(chǎn)生力的作用，方向垂直接觸

3、面向下(如圖乙)。 (2)由于橡皮繩發(fā)生形變，對與它接觸的物塊產(chǎn)生力的作用，方向沿繩指向繩收縮的方向(沿繩斜向右上)。,三、胡克定律,1.內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟___________ ________________成正比，即F____。 2.勁度系數(shù)：其中k為彈簧的_________，單位為_________，符號N/m。是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量。,彈簧伸長,(或縮短)的長度x,kx,勁度系數(shù),牛頓每米,思考判斷,(1)在彈性限度內(nèi)，同一根彈簧被拉的越長彈力越大，彈力大小與彈簧長度成正比。( ) (2)在彈性限度內(nèi)，兩根彈簧被拉長相同的長度，彈力的大小一定相等。(

4、 ) (3)在彈性限度內(nèi)，同一根彈簧被拉伸長度x和被壓縮長度x，彈力的大小相等。( ) (4)只有在一定條件下，胡克定律才成立。( ),,,,,彈力有無的判斷,要點歸納 1.產(chǎn)生彈力必備的兩個條件,(1)兩物體間相互接觸。 (2)發(fā)生彈性形變。,2.判斷彈力有無的兩種常見方法,(1)直接判斷：對于形變較明顯的情況，可根據(jù)彈力產(chǎn)生條件直接判斷。,(2)“假設(shè)法”判斷：對于形變不明顯的情況，可用“假設(shè)法”進行判斷，如圖4所示判斷a、b兩接觸面對球有無彈力。,圖4,常見以下三種情形：,精典示例 例1 (2018哈爾濱高一檢測)圖中物體a、b均處于靜止狀態(tài)，a、b間一定有彈力的是(),思路探究在A、B

5、、C、D各項中，若拿走b，a能否保持原來的靜止狀態(tài)？,解析A圖中對物體a而言受重力、豎直向上的拉力，如果b對a有彈力，方向水平向左，那么a受到的三力不能平衡，與a、b均處于靜止狀態(tài)矛盾，故A錯誤；B圖中對物體a而言受重力，斜向上的拉力，如果b對a沒有彈力，那么a受到的二力不能平衡，與a、b均處于靜止狀態(tài)矛盾，故B正確；C圖中若水平地面光滑，對b而言受重力，豎直向上的支持力，如果a對b有彈力，方向水平向右，那么b受到的三力不能平衡，與a、b均處于靜止狀態(tài)矛盾，故C錯誤；D圖中對b而言受重力，豎直向上的拉力，如果a對b有彈力，方向垂直斜面向下，那么b受到的三力不能平衡，與a、b均處于靜止狀態(tài)矛盾，

6、故D錯誤。 答案B,誤區(qū)警示 判斷彈力有無的兩個誤區(qū),(1)誤認為兩物體只要接觸就一定存在彈力作用，而忽視了彈力產(chǎn)生的另一條件發(fā)生彈性形變。 (2)誤認為有形變一定有彈力，而忽視了彈性形變和非彈性形變的區(qū)別。,針對訓(xùn)練1 下列各圖中，所有接觸面都是光滑的，P、Q兩球都處于靜止狀態(tài)。P、Q兩球之間不存在彈力的是(),答案D,彈力方向的判斷,要點歸納 1.彈力的方向：彈力的方向總是跟引起物體形變的外力方向相反，跟該物體的形變方向相反。 2.彈力方向的判定方法,精典示例 例2 請在圖5中畫出桿或球所受的彈力。,圖5,解析甲圖中桿在重力作用下對A、B兩處都產(chǎn)生擠壓作用，故A、B兩處對桿都有彈力，彈力方

7、向與接觸點的平面垂直。如圖甲所示。 乙圖中桿對C、D兩處都有擠壓作用，因C處為曲面，D處為支撐點，所以C處彈力垂直于圓弧切面指向球心，D處彈力垂直于桿斜向上。如圖乙所示。 丙圖中球擠壓墻壁且拉緊繩子，所以墻對球的彈力與墻面垂直；繩子對球的彈力沿繩子向上。如圖丙所示。,丁圖中當重心不在球心處時，彈力作用線也必通過球心，如圖丁所示。應(yīng)注意不要錯誤地認為彈力作用線必定通過球的重心。,答案見解析圖,誤區(qū)警示,易錯的是丁圖，易誤認為彈力的作用線必過重心。實際上“點”和“球面”接觸處的彈力，方向垂直于過該點的切面，沿該點和球心的連線即過球心，與重心位置無關(guān)。,針對訓(xùn)練2 在圖6中畫出物體P受到的各接觸點或

8、面對它的彈力的示意圖，其中甲、乙中物體P處于靜止狀態(tài)，丙中物體P(即球)在水平面上勻速滾動。,圖6,解析甲中屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上，如圖甲所示；乙中A、B兩點都是球面與平面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且必過球心，所以A處彈力方向水平向右，B處彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心，如圖乙所示；丙中小球P不管運動與否，都屬于平面與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且過球心，即向上，如圖丙所示。,答案見解析圖,彈力大小的計算,要點歸納 1.應(yīng)用胡克定律的四個關(guān)鍵,(1)彈簧發(fā)生形變時必須在彈性限度內(nèi)。 (2)x是彈簧的形變量，不是彈簧的原長，也不是彈簧形變后的長度。 (3

9、)其Fx圖象為一條經(jīng)過原點的傾斜直線，圖象斜率表示彈簧的勁度系數(shù)。同一根彈簧，勁度系數(shù)不變。 (4)一個有用的推論：Fkx。,2.計算彈力大小的兩種方法,(1)公式法：利用公式Fkx計算，適用于彈簧、橡皮筋等物體的彈力的計算。 (2)平衡法：如果懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止狀態(tài)，求解細繩的拉力時，可用二力平衡得到拉力的大小等于物體重力的大小。,精典示例 例3 如圖7所示的裝置中，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細線的質(zhì)量均不計，一切摩擦忽略不計，平衡時各彈簧的彈力分別為F1、F2、F3，其大小關(guān)系是(),A.F1F2F3 B.F1F2F3 C.F1F3F2 D.F3F1F2,圖7,解析第一個圖中，以

10、彈簧下面的小球為研究對象，第二個圖中，以懸掛的小球為研究對象，第三個圖中，以任意一小球為研究對象。第一個圖中，小球受豎直向下的重力mg和彈簧向上的彈力，二力平衡，F(xiàn)1mg；后面的兩個圖中，小球受豎直向下的重力和細線的拉力，二力平衡，彈簧的彈力大小均等于細線拉力的大小，則F2F3mg，故三圖中平衡時彈簧的彈力相等。 答案A,例4 如圖8所示，不計滑輪的摩擦，將彈簧C的右端由a點水平拉到b點時，彈簧B剛好沒有形變。求a、b兩點間的距離。已知彈簧B、C的勁度系數(shù)分別為k1、k2，鉤碼的質(zhì)量為m，彈簧C的右端在a點時剛好沒有形變。,思路探究(1)彈簧C的右端在a點時，剛好沒有發(fā)生形變說明什么問題？ (

11、2)由a點拉到b點時，彈簧B剛好沒有形變，說明什么問題？,圖8,針對訓(xùn)練3 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時，在彈性限度內(nèi)，懸掛15 N重物時，彈簧長度為0.16 m，懸掛20 N重物時，彈簧長度為0.18 m，則彈簧的原長L0和勁度系數(shù)k分別為 (),A.L00.02 mk500 N/m B.L00.10 mk500 N/m C.L00.02 mk250 N/m D.L00.10 mk250 N/m,解析根據(jù)胡克定律，有： F1k(L1L0) F2k(L2L0) 代入數(shù)據(jù)，有： 15k(0.16L0) 20k(0.18L0) 聯(lián)立解得：L00.10 m，k250 N/m。 答案D,1.書靜止放在水

12、平桌面上時，下列說法錯誤的是 (),A.書對桌面的壓力就是書受的重力 B.書對桌面的壓力是彈力，是由于書的形變而產(chǎn)生的 C.桌面對書的支持力是彈力，是由于桌面的形變而產(chǎn)生的 D.書和桌面都發(fā)生了微小形變,解析壓力屬于彈力，重力屬于萬有引力，性質(zhì)不同，不能說壓力就是書受的重力，故A錯誤；書靜止于水平桌面上，桌面受到豎直向下的彈力是由于書發(fā)生向上的形變，要恢復(fù)原狀產(chǎn)生向下的彈力，B正確；書受到向上的彈力，是因為桌面向下形變，要恢復(fù)原狀產(chǎn)生向上的彈力，故C正確；書和桌面都發(fā)生了微小形變，故D正確。 答案A,2.(多選)如圖9所示，一傾角為45的斜面固定于豎直墻上，為使一光滑的鐵球靜止，需加一水平力F

13、，且力F通過球心，下列說法正確的是(),A.球一定受墻的彈力且水平向左 B.球可能受墻的彈力且水平向左 C.球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上 D.球可能受斜面的彈力且垂直斜面向上,圖9,解析力F大小合適時，球可以靜止在斜面上，當力F增大到一定程度時墻才對球有水平向左的彈力，故A錯誤，B正確；而斜面對球必須有垂直斜面向上的彈力才能使球不下落，故C正確，D錯誤。 答案BC,3.關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)的說法中正確的是(),解析彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的因素決定的，不同彈簧k一般不同，同一彈簧k一定，與彈力和形變量無關(guān)，故C正確，A、B錯誤；彈力的大小由勁度系數(shù)和形變量共同決定，D錯誤。 答案C,4.在光滑水平桌面上放置一刻度模糊的彈簧測力計，兩位同學(xué)各用5 N的水平力沿相反方向拉彈簧測力計的兩端，測得彈簧伸長了2 cm，則該彈簧測力計的讀數(shù)應(yīng)該是多少？彈簧的勁度系數(shù)是多少？,答案5 N2.5102 N/m,