2 弹力课堂合作探究问题导学一、弹力的产生活动与探究11．用手拉伸和压缩弹簧，弹簧的形状发生变化，用手捏橡皮泥，橡皮泥的形状发生变化，物体形状发生变化的原因是什么？此现象说明了什么问题？弹簧和橡皮泥形状的变化有什么不同？2．两个不接触的物体之间是否能够产生弹力？两个相互接触的物体之间一定有弹力作用吗？3．试通过对第1、2条探究问题的分析，归纳总结：两物体间要发生弹力，需具备什么样的条件？4．判断图甲、乙中光滑小球是否受到斜面的弹力作用。迁移与应用1关于弹力的产生，下列说法正确的是（ ）A．只要两个物体接触就一定产生弹力B．只要两个物体相互吸引就一定产生弹力C．只要物体发生形变就一定产生弹力[来源:Z+xx+k.Com]D．只有发生弹性形变的物体才能产生弹力（1）形变：物体在外力作用下形状和体积的变化叫做形变。如果外力撤去后物体能够完全恢复原状，这种形变叫做弹性形变，否则物体的形变叫做非弹性形变或范性形变。一般情况下，若无特别说明，形变通常指的是弹性形变。（2）弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。（3）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。在上述两个条件中，缺少任何一个都不能产生弹力的作用。（4）判断弹力是否存在常用“假设法”。假设法就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力，画出假设状态下的受力图，判断受力情况与物体的状态是否矛盾。若矛盾，说明两者之间无弹力；若不矛盾，说明两者之间有弹力。二、几种弹力活动与探究21．若两物体间发生弹力作用，则施力物体和受力物体都会发生形变，请尝试分析，弹力方向与形变方向的关系。2．从以上的探究过程可知，弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反，与受力物体的形变方向相同。那么，我们在判断弹力方向时应遵循何种思路？迁移与应用2请在下图中画出杆或球所受的弹力。（1）杆靠在墙上；
（2）杆放在半球形的槽中；（3）球用细线悬挂在竖直墙上。（1）发生弹性形变的物体，由于要恢复原状而产生弹力，所以弹力的方向由施力物体的形变的方向决定，弹力的方向总与施力物体形变的方向相反，与施力物体恢复形变的方向相同。（2）几种常见弹力的方向：类型方向图示接触方式[来源:Z,xx,k.Com]面与面垂直公共接触面[来源:学#科#网Z#X#X#K][来源:学#科#网Z#X#X#K]点与面过点垂直于面点与点垂直于切面轻绳沿绳收缩的方向轻杆可沿杆
可不沿杆轻弹簧沿弹簧形变的反方向注意：①一个物体对另一个物体的作用力不一定垂直于接触面，但一个物体对另一个物体的支持力一定垂直于接触面。②轻杆的弹力方向较为复杂，一般根据物体的运动状态结合平衡条件确定轻杆的弹力方向。三、胡克定律活动与探究31．如图所示，用弹簧测力计拉弹簧时，弹簧拉伸越长，弹簧测力计的示数越大，这一现象说明了什么问题？2．探究弹力与弹簧伸长量的关系（1）探究过程①如图所示，将铁架台放于桌面上，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺固定于铁架台上，并用________检查刻度尺是否垂直。②记下弹簧的________（自然长度）l0③在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止后，记下弹簧的现长l及弹力F，算出伸长量x＝________，并改变钩码个数，多次测量。数据记录表如下。数据记录：1234567F/Nl/cmx/cm④根据测量数据画出F－x图象。（以F为纵轴，以x为横轴）（2）探究结论：_________________________________________________________________________________________________________________________________。
3．某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，利用得到的弹力F和弹簧总长度l的数据，作出了F－l图象，如图所示。（1）弹簧不发生形变时的长度l0＝________cm。（2）弹簧的劲度系数k＝________N/m。迁移与应用3一根轻质弹簧，当它受到10N的拉力时长度为12cm，当它受到25N的拉力时长度为15cm，问弹簧不受力时的自然长度为多少？该弹簧的劲度系数为多少？（1）胡克定律的内容：F＝kx。（2）定律的成立条件：弹簧发生“弹性形变”，且必须在弹性限度内。（3）表达式中的x是弹簧的形变量，即弹簧伸长（或缩短）的长度，不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度，弹簧伸长量或压缩量相同时，弹力大小相等，但方向不同。（4）表达式中的k是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软”“硬”程度，是由弹簧本身的性质决定的。在国际单位制中k的单位为“N/m”。（5）根据胡克定律，可作出弹力F与形变量x的图象，如图所示，这是一条通过原点的倾斜直线，其斜率（）反映了k的大小，故胡克定律还可写成：ΔF=kΔx，即弹力的变化量ΔF跟弹簧长度的变化量成正比。当堂检测1．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．一根铁丝用力折弯后的形变就是弹性形变C．物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫弹性形变D．物体受外力作用后的形变叫弹性形变2．一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中，正确的是（ ）A．地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变B．地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变C．物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D．物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变3．下列关于弹力的说法正确的是（ ）
A．只有弹簧才有可能施加弹力B．施加弹力的物体一定有形变C．同一物体的形变越大（弹性限度内），产生的弹力也越大D．形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大4．一弹簧测力计的量程是10N，刻度的总长度是5cm，该弹簧测力计上弹簧的劲度系数是（ ）A．200N/mB．2N/mC．50N/mD．5000N/m5．如图所示，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处于静止状态，丁中物体P（即球）在水平面上匀速滚动。答案：课堂合作探究【问题导学】活动与探究1：1．答案：弹簧发生形变的原因是弹簧受到了手的拉力或压力作用，橡皮泥发生形变是由于受到手的压力作用。此现象说明任何物体受到外力作用时都能发生形变。以上两个物体在撤去外力后，弹簧能恢复原状，是弹性形变，而橡皮泥不能恢复原状，是非弹性形变。2．答案：弹力是接触力，即弹力必须是发生在两个相互接触的物体之间，所以不接触的两个物体之间不能产生弹力。两个相互接触的物体如果没有相互挤压或拉伸，就不会产生弹力的作用。例如，并排放在光滑水平面上的两个物体相互接触时，如果移掉一个物体，另一个物体的状态并不发生改变，说明它们之间并没有弹力，所以两个相互接触的物体之间不一定产生弹力。3．答案：弹力必须是发生在两个相互接触的物体之间，并且两个相互接触的物体有相互的挤压或拉伸——即发生弹性形变，所以产生弹力必须同时具备以下两个条件：①两物体相互接触；②物体发生弹性形变。4．答案：假设两图中斜面均对小球有弹力作用，则甲图中小球将仍能保持静止状态，乙图中小球则不能保持静止，所以乙图中小球不受斜面弹力作用，甲图中受到弹力作用。迁移与应用1：D 解析：弹力是接触力，因此要有弹力产生两物体必须接触，故选项B不正确。当物体互相接触但不发生形变时，物体之间无弹力，选项A错误。当物体发生了形变，但是非弹性形变时，也无弹力产生，只有当物体发生弹性形变时，物体之间才会有弹力。选项C不正确，选项D正确。活动与探究2：1．答案：弹力方向与形变方向的关系：
2．答案：在判断弹力方向时常常按如下思路分析：（1）确定受到弹力的物体。（2）确定施力物体或受力物体形变的方向。（3）确定弹力的方向。迁移与应用2：答案：见解析解析：（1）杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两点处对杆有弹力，弹力方向过接触点与平面垂直。如图（1）所示。（2）杆对C、D两处有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直其切面指向球心，D处弹力垂直杆斜向上。如图（2）所示。（3）球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳斜向上。如图（3）所示。活动与探究3：1．答案：这一现象说明弹簧的弹力大小与弹簧形变的大小有关，弹簧的形变越大，弹力越大，形变消失，弹力也消失。2．答案：（1）①重垂线 ②原长 ③l－l0 （2）在实验误差范围内，弹力的大小与弹簧的伸长量成正比，即F＝kx。3．答案：（1）20 （2）100解析：（1）由题图可知，l0＝20cm。（2）k＝＝＝100N/m迁移与应用3：答案：0.1m 500N/m解析：设弹簧的原长为l0，由题意知F1＝10N，l1＝12cm；F2＝25N，l2＝15cm。解法一：根据胡克定律有F1＝k（l1－l0），F2＝k（l2－l0）两式相比可得＝，代入数据可得l0＝10cm＝0.1mk＝＝＝N/m＝500N/m。解法二：根据ΔF＝kΔx可得
k＝＝＝N/m＝500N/m又根据F1＝k（l1－l0），可得l0＝l1－＝0.12m－m＝0.1m。【当堂检测】1．C 2．BC 3．BC 4．A5．答案：
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