1、第2讲弹力目标定位1.知道形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变.2.知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方向.3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题.一、弹性形变和弹力1.形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变.2.弹性形变：物体在形变后，撤去作用力时能够恢复原状的形变.3.弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原状，这个限度叫做弹性限度.4.弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力.想一想：两个接触的物体间一定有弹力作用吗？答案不一定.弹力产生的条件是接触且发生弹性形变，两物体接触，不
2、一定有弹性形变，所以不一定有弹力.二、几种弹力1.压力和支持力的方向总是垂直于物体的接触面.2.绳的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向，绳中的弹力常常叫做张力.想一想：图1放在水平桌面上的书与桌面相互挤压，书对桌面产生的弹力F1竖直向下，常称做压力.桌面对书产生的弹力F2竖直向上，常称做支持力，如图1所示.F1与F2分别是哪个物体发生形变产生的？答案书；桌面.三、胡克定律1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.2.公式：Fkx，其中k为弹簧的劲度系数，单位：牛顿每米，符号：N/m，它的大小反映了弹簧的“软硬”程度.想一想：对于同一根弹簧，被拉得越长，弹
3、簧的弹力就越大，那么弹簧的弹力大小是否与其长度成正比？答案不是.弹簧的弹力在弹性限度内与形变量成正比，不是与长度成正比.一、弹力1.产生弹力的条件：(1)两个物体直接接触；(2)接触面上发生弹性形变.2.注意：任何物体受力后都会发生形变，只是有的物体的形变较为明显，有的物体的形变不明显，用特殊的办法才能观察到.如图2甲所示，柔软的弹簧受力后发生明显的形变；桌面受到压力后会向下弯曲，但是肉眼不能直接观察到，用图乙的方法可观察到桌面的形变.(其中M、N是两块平面镜)图2例1下列关于弹力的说法中正确的是()A.相互接触的两个物体间必然有弹力存在B.不接触的物体间也可能存在弹力C.只要物体发生形变就一
4、定有弹力D.在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力解析弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形变.所以D正确，A、B、C错误.答案D针对训练在各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图3所示的就是一个实例.下列说法正确的是()图3A.跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的解析跳板和运动员的脚因为都受到力的作用，所以都要发生形变；运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的，跳板受到的压力是运动员的脚发生形变而产生的.B、C正确.答案BC二、几种弹力及方向弹力的方向与施力物体形
5、变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上，几种常见情况如下：1.压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直于接触面的切线；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线过球心，如图4所示.图42.绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向.例2在如图5所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态.图5解析甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；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，所以A点弹力方向水平向右，B点弹力方向
6、垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中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，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上.它们所受弹力的示意图如图所示.答案见解析图针对训练在如图6所示中，画出甲图中球和乙图中木杆受到的弹力和重力.(图中O点是物体的重心，P点是球的球心)图6解析点与点接触间的弹力方向与切面垂直，指向受力物体.受力示意图如图所示：答案见解析图三、胡克定律对胡克定律Fkx的理解(1)胡克定律的成立条件：必须在弹性限度内.(2)x是弹簧的形变量，是弹簧伸长或缩短的长度，而不是弹簧的总长度.(3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材
7、料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关.(4)由Fkx可知，弹簧上弹力的变化量F与形变量的变化量x也成正比，即Fkx.例3竖直悬挂的弹簧下端挂一重为4N的物体时弹簧长度为12cm；挂一重为6N的物体时弹簧长度为13cm.弹簧始终在弹性限度内，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？解析弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即Fkx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于弹簧伸长后总长度L减去弹簧原长L0，即xLL0.改变悬挂物体的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数.设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G14N
8、的物体时弹簧的长度为L1，挂G26N的物体时弹簧的长度为L2，则L10.12m，L20.13m，由胡克定律得：G1k(L1L0)G2k(L2L0)代入数据解得：L00.10m，k200N/m即弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m.答案10cm200N/m对弹力的理解1.下列关于常见的几种弹力的说法中正确的是()A.绳拉物体时绳对物体拉力的方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向B.静止在水平路面上的汽车受到的支持力，是汽车轮胎发生了形变而产生的C.水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力，是桌面发生微小形变而产生的D.用细竹竿拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是竹竿形变而产生的解析绳上弹力的方向总是沿
9、着绳且指向绳收缩的方向，故A正确；静止在水平路面上的汽车受到的支持力，是地面发生形变而产生的，B错误；水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力，是水杯发生微小形变而产生的，C错误；用细竹竿拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是竹竿形变而产生的，故D正确.答案AD几种弹力及方向2.按下列要求画出图7中每个小球所受弹力的示意图.图7要求：甲斜面对球的支持力；乙墙壁对球的支持力；丙大球球面对小球的支持力.解析所受支持力如图所示答案见解析图胡克定律3.关于弹簧的劲度系数k，下列说法正确的是()A.与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k值也越大B.与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k值越小C.由弹簧本身决定
10、，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关D.与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变大小都有关解析弹簧的劲度系数与弹簧的长度、粗细及材料有关，是由弹簧本身的特性决定的，与所受的拉力、形变量无关，C正确.答案C4.在水平桌面上有一根弹簧，在弹性限度内，对其施加30N的拉力时，其长度为20cm，对其施加30N的压力时，其长度为14cm，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数.解析设弹簧原长为L0，劲度系数为k，对其施加拉力时，由胡克定律有：F1k(L1L0)对其施加压力时，有：F2k(L0L2)代入数据，解得：L017cm，k1000N/m.答案17cm1000N/m(时间：60分钟)题组一弹性形变和弹力1.
11、关于弹性形变，下列说法正确的是()A.物体形状的改变叫弹性形变B.一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形变C.物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变D.物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变解析弹性形变指物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变，C正确，A、D错误；钢筋用力弯折后，无法恢复到原来形状，不属于弹性形变，B错误.答案C2.一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是()A.地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变，汽车没有发生弹性形变，所以汽车不受弹力B.地面受到了向下的弹力，因为地面发生了弹性形变；汽车受到向上的弹力，因为汽车也发生了弹性形变C.汽车受到向上的弹
12、力，是因为地面发生了弹性形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了弹性形变D.以上说法都不正确解析地面受到向下的弹力，施力物体是汽车，故是汽车发生弹性形变对地面的力，A、B错误；汽车受到向上的弹力，施力物体是地面，故是地面发生弹性形变对汽车的力，C正确，D错误.答案C3.已知甲、乙两物体之间有弹力的作用，那么下列说法中正确的是()A.甲、乙两物体一定直接接触且都发生了弹性形变B.甲、乙两物体一定直接接触但不一定都发生弹性形变C.甲、乙两物体不一定直接接触但一定都发生弹性形变D.甲、乙两物体不一定直接接触也不一定都发生弹性形变解析物体接触且发生弹性形变，才能产生弹力.答案A4.杂技演员有高超的技
13、术，能轻松地顶接从高处落下的坛子，如图1所示.关于他顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是()图1A.坛的形变B.头的形变C.坛子受到的重力D.人受到的重力解析头顶受到的压力是由于坛的形变而产生的，间接原因是坛本身的重力，跟人的因素无关.答案A题组二弹力及方向5.一杆搁在矮墙上，关于杆受到的弹力的方向，图中画得正确的是()解析弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体，D对.答案D6.体育课上一学生将足球踢向斜台，如图2所示，下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是()图2A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向解析足球与斜台
14、的作用是球面与平面的相互作用，足球所受弹力的方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方，故D正确.答案D7.在图3中画出物体A所受弹力的示意图.图3答案如图所示题组三胡克定律8.关于胡克定律，下列说法正确的是()A.由Fkx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比B.由k可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量成反比C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小解析在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律Fkx，A正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定，与弹力F及形变量x
15、无关，B错，C正确；由胡克定律得k，可理解为弹簧伸长(或缩短)单位长度时受到的弹力的值与k相等，D正确.答案ACD9.如图4所示，弹簧测力计和细线的重力不计，物重G1N，则弹簧测力计A和B的示数分别为()图4A.1N,0B.1N,2NC.2N,1ND.1N,1N解析弹簧测力计的示数等于钩上的拉力，与弹簧测力计外壳受力无关，物体平衡时绳对物体的拉力F与物重G大小相等，所以FG1N.两弹簧测力计钩上的拉力均为F1N，所以只有D正确.答案D10.一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的
16、劲度系数为()A.B.C.D.解析根据胡克定律有：F1k(l0l1)，F2k(l2l0)，由两式可解得：k，故C正确.答案C11.如图5所示为一轻质弹簧弹力大小和弹簧的长度的关系图象，根据图象判断，下列结论正确的是()图5A.弹簧的劲度系数为1N/mB.弹簧的劲度系数为100N/mC.弹簧的原长为6cmD.弹簧伸长0.2m时，弹力的大小为4N解析图线与横轴交点为弹簧原长，即原长为6cm；劲度系数为直线斜率，即kN/m100 N/m；弹簧伸长0.2m时，弹力Fkx1000.2N20N.所以B、C正确.答案BC12.由实验测得某弹簧弹力F和弹簧的长度L的关系图象如图6所示，求：图6(1)该弹簧的原
17、长为多少？(2)该弹簧的劲度系数为多少？解析解法一：(1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为L015cm.(2)据Fkx得劲度系数k，由图线可知，该弹簧伸长L25cm15cm10cm时，弹力F50N.所以kN/m500 N/m.解法二：根据胡克定律得Fk(LL0)，代入图象中的两点(0.25,50)和(0.05，50).可得50k(0.25L0)50k(0.05L0)解得L00.15m15cm，k500N/m.答案(1)15cm(2)500N/m13.如图7所示，一根弹簧没有悬挂重物时，其自由端B正对着刻度尺的零刻度线，挂上100N重物时，正对着刻度20，弹簧始终在弹性限度内，试问：图7(1)当弹簧分别挂50N和150N重物时，自由端B所对刻度尺的刻度是多少？(2)若自由端B所对刻度是18，这时弹簧下端挂了多重的重物？解析由题意可知，弹簧与刻度尺组成了一个弹簧测力计.(1)由Fkx得，其中G1100N，x120将G250N代入得：x210将G3150N代入得：x330.(2)设所挂重物重为G，则，解得G90N.答案(1)1030(2)90N
