彈力高一上學期物理教科版（2019）必修一

第2節(jié)

彈力觀察思考：下面圖中的力有何共同點？形變物體形狀或體積的變化叫做形變問題1什么是形變？形變：物體形狀或體積的改變LL0x拉伸xL0L壓縮彎曲扭轉分類從形變能否恢復：彈性形變和塑性形變從形變的形式：拉伸、壓縮、彎曲、扭轉等從形變明顯程度：明顯形變和微小形變形變的分類有些發(fā)生形變的物體在撤去外界的作用力后能夠恢復原狀，這種形變叫作彈性形變（elasticdeformation）。如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復原來的形狀，這個限度叫作彈性限度（elasticlimit）。在彈性限度之內(nèi)，橡皮筋、彈簧等發(fā)生的形變都是彈性形變。當撤去外力后物體的形變不能完全恢復原狀，這種形變叫作塑性形變（plasticdeformation）。橡皮泥的變形、鐵絲的彎曲等形變都是塑性形變。塑性形變?nèi)魏挝矬w都能發(fā)生形變，有的物體形變較為明顯，有的物體形變極其微小。形變的特點放大微小形變玻璃瓶的微小形變鋼絲的微小形變觀察桌面的微小形變例1．下列說法正確的是(

)A.物體靜止于水平桌面上，桌面受到的壓力是由于桌子發(fā)生形變產(chǎn)生的B.物體靜止于水平桌面上，物體受到支持力是由物體本身發(fā)生了微小的形變而產(chǎn)生的C.電線對電燈有拉力，是由于電線發(fā)生形變產(chǎn)生的D.竹竿波動水中的木頭，木頭受到彈力是由于木頭發(fā)生形變C3、彈力的方向：總是與引起形變的外力的方向相反F1：支持力F2：壓力支持力或壓力的方向總是垂直于支持面而指向被支持或被壓的物體。（1）支持力和壓力F1F2幾種常見的彈力及其方向的確定（2）繩的拉力繩子對物體的拉力方向總是沿著繩子指向繩子收縮的方向。T：繩對電燈的拉力T彈簧彈力的方向沿彈簧的軸線指向彈簧恢復原狀的方向。（3）彈簧的彈力FF3.彈力的方向：總是與引起形變的外力的方向相反按接觸面情況分②點與平面接觸NN`彈力方向：過接觸點垂直平面指向受力物體ABNANB光滑斜面①平面與平面接觸NN`彈力方向：垂直接觸面指向受力物體光滑斜面③點與曲面接觸點與曲面間彈力方向：與過接觸點的切面垂直并指向受力物體N1N2半球形的碗ABNANB④曲面與曲面接觸曲面與曲面間彈力方向：與過接觸點的公切面垂直并指向受力物體半球形的碗NABNNBA練習：試分析圖中光滑小球所受的彈力，并確定其方向。水平面上靠在一起的兩小球

懸掛靠在一起的兩小球3.彈力的方向：4.彈力的大小:（1）根據(jù)受力平衡判斷例1．質量分布均勻的長方形木板，板長L，緩慢將其移出L/2的過程中，木板所受支持力如何變化？例2．如圖所示，地面受到的彈力的大小等于（）A.

A和B產(chǎn)生的壓力之和B.

B對地面的壓力C.

A的重力加上B對地面的壓力D.

A和B的重力之和ABBD4、彈力的大?。?）實驗探究彈簧彈力與伸長量的關系實驗探究如圖（a）所示，將彈簧掛置于鐵架臺的橫桿上，測出彈簧的原長（自然長度）l0=_____cm。如圖（b）所示，在彈簧下端依次掛上1個、2個……相同的鉤碼。根據(jù)二力平衡可知，靜止時彈簧彈力的大小等于鉤碼所受重力的大小。分別測出彈簧靜止時的長度l，計算出彈簧的伸長量x=l－l0。把所測得的數(shù)據(jù)填寫在下列表格中。以x為橫軸，F(xiàn)為縱軸建立坐標系，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖的坐標紙上描點，畫出F-x圖像。分析彈力F與彈簧伸長量x的關系。◎實驗器材鐵架臺，

下端帶掛鉤的彈簧，50g的鉤碼若干，刻度尺等。彈簧的彈力大小和什么因素有關？可能呈什么關系？鉤碼個數(shù)012345彈力大小F/N00.490.981.471.962.45彈簧長度l/cm6.007.168.349.4810.8511.75彈簧形變量x/cm01.162.343.484.855.75K≈42N/m

123456F=kx△F=k△x彈簧彈力的大?。吭趶椥韵薅葍?nèi)，彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長量（或縮短量）x成正比，用公式表達為：

x是指彈簧的形變量k為彈簧勁度系數(shù)，單位為Ｎ/ｍ．取決于彈簧的結構（材料、匝數(shù)、直徑等），與受力大小無關F＝kx羅伯特?胡克（RobertHooke，1635—1703），英國科學家。胡克定律（Hookelaw）特例：彈簧彈力的大小練習1、有一個輕質彈簧一端固定，用大小為F1的力壓彈簧的另一端，平衡時長為L1，改為用大小為F2的力拉彈簧，平衡時長為L2。彈簧伸長和壓縮均在彈性限度內(nèi)，則此彈簧的勁度系數(shù)k為多大？例3.一根輕彈簧原長為l0＝10cm，若在它下面掛重為G1＝4N的重物時，彈簧的長度l1＝12cm，若在它下面掛重為G2＝3N的重物時，彈簧的長度是多少？例4.一根長為L的輕彈簧，將其上端固定，下端掛一個質量為m的小球時，彈簧的總長度變?yōu)?.5L.現(xiàn)將兩根這樣的彈簧按圖示方式連接，A、B兩球的質量均為m，則兩球平衡時，B球距懸點O的距離為(不考慮小球的大小)(

)A.3L

B.3.5LC.4L

D.4.5LB2.如圖所示，四個完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：①彈簧的左端固定在墻上；②彈簧的左端受大小也為F的拉力作用；③彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動；④彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動．若認為彈簧質量都為零，以L1、L2、L3、L4依次表示四個彈簧的伸長量，則有(

)A．L2>L1

B．L4>L3

C．L1>L3

D．L2＝L45、彈力的作用點：作用在接觸面上，但常常畫在重心處1)輕繩：不計質量、忽略形變的繩子受力特點：1、只能拉不能壓；2、輕繩的拉力一定沿繩方向；3、同一根繩子張力（即拉力）處處相等。三種約束模型：輕繩、輕桿和輕彈簧TT′例1．如圖所示，A、B質量分別為M和m，求A對繩的作用力與地面對A的作用力？Mm2)輕桿：不計質量的桿輕桿受力特點：1、可拉可壓；2、桿所受的力不一定沿桿的方向；例2.如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個重為2N的小球，小球處于靜止狀態(tài)時，彈性桿對小球的彈力(

)A.大于2N，方向沿桿末端的切線方向B.大小為1N，方向平行于斜面向上C.大小為2N，方向垂直于斜面向上D.大小為2N，方向豎直向上D3）輕彈簧：不計質量的彈簧

受力特點：彈簧上彈力處處相等例4．下列輕彈簧完全相同，它們受力如圖，他們的伸長量大小關系怎樣?FFFFFL1L2L3L4如何判斷彈力有無？——撤除接觸面法判斷球與斜面間有無彈力假設撤去斜面以球為研究對象，小球的運動狀態(tài)沒有發(fā)生變化所以球與斜面間沒有彈力練習1：小球處于靜止狀態(tài)，所有接觸面都光滑，分析小球受到幾個彈力作用。光滑球靜止在水平地面練習2：試判斷下圖中光滑小球是否受到彈力作用。水平面上靠在一起的兩小球懸掛靠在一起的兩小球AB【例題3】一根彈簧在50N的力的作用下，長度為10cm，若所受的力再增加4N，則長度變成10.4cm。設彈簧的形變均處于彈性限度之內(nèi)，計算彈簧的原長及勁度系數(shù)。【例題4】一個彈簧測力計，由于更換彈簧，以致原先的刻度所標數(shù)值不能準確反映實際情況，經(jīng)測試，此彈簧測力計不掛重物時示數(shù)為2N；掛100N的重物時，示數(shù)為92N（彈簧仍在彈性限度內(nèi)），那么當彈簧測力計示數(shù)為20N時，所掛物體的實際重為多少牛？

【例題5】一根長彈簧內(nèi)套一根短彈簧，長彈簧比短彈簧長0.2m，它們的一端固定。另一端自由，如圖(甲)所示。當壓縮此組合彈簧時，測得力與壓縮距離之間的關系圖如圖(乙)所示。求這兩根彈簧的勁度系數(shù)k1(長彈簧)和k2(短彈簧)分別為多少?【例題6】質量為m的物體上下各連一個輕彈簧，兩彈簧原長相同，勁度系數(shù)分別為k1和k2，且k1>k2現(xiàn)將下面的彈簧固定在地面上使物體處于平衡狀態(tài)，上面的彈簧自然伸直如圖所示。現(xiàn)在用一個向上的拉力拉住上面彈簧上端點A緩慢向上移動，