2弹力［学习目标］1.知道形变的概念，能区分弹性形变和非弹性形变.2.知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体I'可是否存在弹力，并会判断弹力的方向.3.常握胡克定律并能用此定律解决有关问题.预习新知夯实基础一、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的变化.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(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度.4.弹力(1)定义：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.(2)产生的条件：①两物体直接接触;②发生弹性形变.二、几种弹力及方向1.压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面.2.绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向•绳中的弹力常常叫做张力.三、胡克定律1•内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小尸跟弹簧伸长(或缩短)的长度/成正比,即尸=kx.2•劲度系数：其中k为弹簧的劲度系数,单位为牛顿每米,符号是N/m•是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量.O即学即用1•判断下列说法的正误.(1)只要两物体接触就一定产生弹力.(X)(2)发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状.(X)(3)海绵受挤压发生形变，桌面受挤压不会发生形变.(X)(4)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.(V)(5)由可知，在弹性限度内弹力尸的大小与弹簧的长度成正比.(X)2.弹簧的原长为10cm,它下面挂一个重为4N的物体时，弹赞长为12cm,则该弹簧的劲度系数为N/m.若在它下面挂一个重为6N的物体，则弹簧的伸长量为cm(弹
簧始终在弹性限度内）.答案2003【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用重点探究启迪思维探究重点一、形变和弹力叵导学探究（1）如图1所示，取一个扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？图1（2）用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了深深的脚印（形变），这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？（3）如图2所示，被拉长的弹簧对手有一个拉力的作用，这个拉力是如何产生的？图2答案（1）用手捏玻璃瓶，管中水面会上升（或下降）•说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小（或变大）了.（2）橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状（非弹性形变），玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状（弹性形变）.（3）弹簧受到拉力后发生形变（伸长），发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力.叵_知识深化1.弹性形变和非弹性形变弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变.非弹性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变.发生弹性形变的物体，外力过大，超过一定的限度（弹性限度），会变成非弹性形变.2.弹力的产生必须同时具备两个条件：（1）两物体直接接触；（2）两物体接触处发生弹性形变.3.显示微小形变的方法
显示微小形变可以用光学放大法（图3）和力学放大法（图1）,它们都是把微小的形变进行放大，便于观察.观察桌面微小形变的装置图3【例1】关于弹力的产生，下列说法正确的是()A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B.木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力C.拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的答案D解析木块和桌而相互作用，都会发生微小的形变.桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，A、B都错.木头受到的弹力是由细竹竿发生形变而产生的，C错.电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的，D对.【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解二、弹力的方向弹力有无的判断1.弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上，儿种常见情况如下：(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.(2)绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向.2.弹力有无的判断：(1)对于明显形变的情况，可以根据弹力产生的条件直接进行判断.(2)对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方法：①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间可能无弹力作用；否则，有弹力作用.②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力.
如图5中，若/处有弹力，则无法使球处于静止状态，故/处无弹力.
【例2】在如图6所示的各图中画出物体"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.甲D丙T答案见解析图解析甲中屈于绳的拉力，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；丙屮久〃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，所以力点弹力方向水平向右，〃点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心；丁中力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0,〃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.#〃〃〃/〃〃#甲A^^2乙丙丁【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断【例31(多选)如图7所示，图屮的物体A均处于静止状态，受到弹力作用的说法正确的是()图7A.图甲中地面是光滑水平的，力与〃间存在弹力
A.图乙中两斜而与水平地而的夹角分别为a、0,力对两斜而均有压力的作用B.图丙中A受到斜面〃对它的弹力的作用C.图丁中A受到斜面〃对它的弹力的作用答案BC解析题图甲中对〃进行受力分析，〃球受重力和地面的弹力的作用，二力平衡，〃球静止.不可能再受到力对〃的弹力作用；B选项中采用假设法，若去掉左侧的斜面，力将运动，若去掉右侧的斜面，力也将运动，所以球力对两斜面均有力的作用；C选项中假设斜面〃不存在,则小球A无法在原位置保持静止，故丙图屮小球受到斜面的弹力.D选项中假设斜面〃对小球/有弹力作用，则小球力不能保持静止，所以丁图中小球不受斜面弹力的作用.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力有无的判断误区警示■判断弹力有无的两个误区1.误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用，而忽视了弹力产生的另一条件一一发生弹性形变.2.误认为有形变一定有弹力，而忽视了弹性形变和非弹性形变的区别.针对训练1在图8中画出物体力所受弹力的示意图.①Ao③答案见解析图解析支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，物体所受弹力的示意图如图所示.【考点】弹力方向和弹力有无的判断
【题点】弹力方向的判断三、胡克定律叵导学探究对于同一根弹簧，被拉得越长，弹簧的弹力越大，关于弹簧弹力的大小，甲说：弹簧弹力大小与其长度成正比；乙说：弹力的变化量AF与弹簧形变的变化量△无成正比.哪个同学说法正确？答案甲错，乙对.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，即心斤乳也有15知识深化胡克定律L成立条件：在弹性限度内.2.対尸=后的理解(l)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度.(2M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、材料等因素决定,与弹力尸的大小和伸长量x无关.(3)F—jv图象是一条过原点的倾斜直线(如图9所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图9(4)弹簧弹力的变化量4F与形变量的变化量△『也成正比，即、F=k、x.【例4)一根轻弹簧在10.0N的拉力作用下，其长度由原来的5.00cm伸长为6.00cm.(1)当这根弹簧长度为4.20cm时，弹簧受到的力为多大？(2)当弹簧受到157的拉力时，弹簧的长度是多少？(弹簧始终在弹性限度内)答案(1)8.0N(2)6.50cm解析(1)弹簧原长Zo=5.00cm=5.00X10-2m在拉力幷=10.0N的作用下伸长到厶=6.00cm=6.00X10-2m根据胡克定律得F尸kx、=k⑴一⑴&inN解得弹簧的劲度系数k=T-T=(^^rnowin-=L°°X"N/ni厶一Zo(6.00—5.00)X10m当压力为用时,弹簧被压缩到02=4.20cm=4.20X10-2m根据胡克定律得,压力F2=kx2=k(L-L^=\.00X103N/mX(5.00-4.20)X10~2m=8.0N.(2)设弹簧的弹力F=15N时弹簧的伸长量为兄
p15N由胡克定律得/=2=]00X10350X]。m=1.50cm
此时弹簧的长度为0=厶+/=6.50cm.【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用p-总结提升）1.轻弹簧有压缩和拉伸形变，既能产生压力，又能产生拉力，方向均沿弹簧的轴线方向.2.如果题目中只告诉弹簧的形变量，并没有指出是伸长还是压缩，或只告诉弹簧弹力的人小,并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压缩状态，就要分别进行讨论.3.轻弹簧的一端空载时弹力为零，不空载时两端弹力必然相等.针对训练2—根轻质弹簧一端固定，用大小为50N的力压弹簧的另一端，平衡时长度为厶=20cm；改用大小为25N的力拉弹簧，平衡时长度为厶=35cm；若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，求弹簧的原长和劲度系数.答案30cm500N/m解析设弹簧原长为厶，劲度系数为化由胡克定律得：—厶）①&=&（厶一厶）②联立①②两式得：厶=0.3m=30cm,A=500N/m.【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用达标检测检测评价达标过关1.（对弹力概念的理解）（多选）在日常生活及各项体育运动中，有弹力11!现的情况比较普遍,如图10所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是（）图10A.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答案BC
解析发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，发生形变的物体是施力物体・氏C.正确.【考点】物体的形变和弹力【题点】対弹力概念的理解1.（弹力方向的判断）在图11中画出物体畀所受弹力的示意图.A①图11答案如图所示【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断3.（弹力有无的判断）下列各图屮P、Q两球Z间不存在弹力的是（所有接触面都是光滑的）（B答案解析弹力,A图屮两球间若有弹力则小球0将向右运动，所以只0间无弹力；B图屮两球间若无则两球将向大圆弧底部运动，所以只0问有弹力；C图中两球间若无弹力则小球戶将向下运动，所以只0间有弹力；D图中两球间若无弹力则小球"将向右下运动，所以只Q间有弹力•故选A.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力有无的判断1.（胡克定律的应用）如图12所示，锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40cm,某人用600N的力把它们拉长至1.6m,贝U（）图12A•人的每只手受到拉力器的拉力为300N
B.每根弹簧产生的弹力为150NC.每根弹簧的劲度系数为93.75N/mD.每根弹簧的劲度系数为500N/m答案B解析每只手的拉力均为600N,故A错误；每根弹簧的弹力为竽N=150N,故B正确；p150N每根弹簧的劲度系数—=125N/m,故C、D错误.Ax(1.6—0.4)m【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用1.(胡克定律的应用)由实验测得某弹簧所受弹力尸和弹簧的长度/的关系图象如图13所示，求：(1)该弹赞的原反为多少？(2)该弹簧的劲度系数为多少？答案(1)15cm(2)500N/m解析(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厶=15cm.(2)解法一：据尸=滋得劲度系数：由题图可知，该弹簧伸长△7=25cm-15cm=10cm时，弹力AA=50N.AF50所以k=△]=]0x]0-27/m=500N/m.解法二：根据胡克定律得F=kU—W,代入题图中的两点(0.25,50)和(0.05,-50).可得50=&(0.25—厶)一50=&(0.05-A)解得厶=0.15m=15cm,斤=500N/m.【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用
一、选择题考点一物体的形变和弹力1.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱•如图1所示为三种与足球有关的情景•下列说法正确的是（）图1A.甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C.丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变D.丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变答案D解析静止在草地上的足球受到的弹力，与重力相平衡，但不是它的重力，故A错误；静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触，但市于没有弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，B错误；足球撞到网上，球网被撑开，由于球网的形变，而使足球受到了弹力，故C错误，D正确.【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解2.（多选）玩具汽车停在模型桥面上,如图2所示，下列说法正确的是（A.桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变B.汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C.汽车受向上的弹力,D.汽车受向上的弹力,是因为桥梁发生了形变是因为汽车发生了形变答案AC解析因为施力物体发生形变而产生弹力，故桥受向下的弹力是因为汽车发生了形变，汽车受到向上的弹力是因为桥梁发生了形变.【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解考点二弹力的有无及其方向的判断
1.如图3所示，球/在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球/所受的弹力，以下说法正确的是（）A.球〃仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上B.球力受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下C.球/受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上D.球/受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下答案C解析由于球A对扌当板和斜面接触挤压，挡板和斜面都产生弹性形变，它们对球A产生弹力,而且弹力的方向垂直于接触面，所以挡板对球力的弹力方向水平向右，斜面对球力的弹力方向垂直于斜面向上.故球力受两个弹力：一个水平向右，一个垂直斜面向上.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向和弹力有无的判断2.如图4所示，是我国极地考察破冰船一一“雪龙号”•为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度.则船体对冰块的弹力示意图正确的是（）答案C解析船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，A、B、I）错误.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断考点三胡克定律3.（多选）关于胡克定律，下列说法正确的是（）A.由尸=滋可知，在弹性限度内弹力尸的大小与弹簧形变量/成正比
FA.由&=-可知，劲度系数斤与弹力F成正比，与弹簧的形变量成反比x0.弹簧的劲度系数&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/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答案ACD解析在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F=kx,A正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定，与弹力厂及形变量x无关，B错误，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斤相等，D正确.【考点】胡克定律【题点】胡克定律的理解1.（多选）一根轻弹簧一端固定，用大小为幷的力压轻弹簧的另一端，平衡时氏度为A,若改用大小为尺的力拉轻弹簧，则平衡时长度为人.轻弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，则下列说法正确的是（）—F\A.轻弹簧的劲度系数为/三B.轻弹簧的劲度系数为B.轻弹簧的原长为D.轻弹簧的原长为Kh-FilxF\_应答案BC解析设轻弹簧原长为厶，劲度系数为乩根据胡克定律得F\=k（—FUb—厶）,两式联立得k=厶=选项B、C正确，A、D错误.【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用二、非选择题2.（胡克定律）如图5所示为一轻质弹簧的弹力厂大小和长度/的关系图象，试由图线求:图5
(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧伸长0.10m时，弹力的大小.(弹簧在弹性限度内)答案(1)10cm(2)200N/m(3)20N解析(1)由题图知，当弹簧的弹力40时，弹簧的长度厶=10cm,这就是弹簧的原长.(2)由题图知,当弹簧的长度厶=15cm,即伸长量孟=厶一Z=5cm吋，弹簧的弹力月=10N.10X由胡克定律得R=kx、,则k==200N/m.0.05m(3)当弹簧伸长0.10m时,尸=辰=200N/mXO.10m=20N.【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用
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