第4节形变与弹力学习目标:1.了解形变的概念。2.理解弹力是物体发生弹性形变时产生的。3.知道什么是弹力及弹力产生的条件。4.能够正确判断弹力的有无和弹力的方向。5．知道压力、支持力、拉力都是弹力，并能在具体问题中正确画出它们的方向。6．知道形变越大，弹力越大，掌握胡克定律的内容和适用条件。学习重点:1.弹力有无的判断。2.弹力方向的判断。学习难点:主要内容:一、形变物体的形状和体积的改变叫形变。1.形变产生的原因是受到了外力作用。任何物体在外力的作用下都能发生形变。只是形变的明显程度不同。有的形变比较明显(如弹簧的伸长或缩短)，可以直接看出；有的形变微小，需要采用特殊方法才可观察到．如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变，利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变，都是把微小形变放大以利于观察。把微小变化放大以利于观察或测量的实验方法，“微量放大法”，这是物理学中研究问题的一种重要方法。2.形变的分类①从形变可否恢复原状分：A.弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，如弹簧、钢条在通常情况下发生的形变都叫做弹性形变。B.塑性形变：在外力停止作用后，不能恢复原来形状的形变，如保险丝、橡皮泥等发生的形变都叫做塑性形变(非弹性形变)。
注意：如果对弹簧、钢条用力过大，使之形变超过一定限度，既使撤去外力，也不能完全恢复原状，这个限度叫弹性限度。在弹性限度内，弹簧、钢条发生的形变都是弹性形变。研究弹性形变有实际意义，今后凡说到形变（除非特别说明），都指弹性形变。②从对外表现形式上可分为拉伸形变（或压缩形变）、弯曲形变、扭转形变等。二、弹力发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。1．弹力的施力物体是发生形变的物体；受力物体是与施力物体接触，使施力物体发生形变且阻碍其恢复原状的物体。2．弹力的产生条件：①物体直接接触；②发生形变。互相接触的物体之间是否存在弹力，取决于是否存在形变。有些物体形变明显，如弹簧的伸长或缩短，很容易判断出是否有弹力；有些接触物体间形变不明显，判断有无弹力可用假设法。即假设把相接触的某个物体撤去，看研究对象的运动状态有无改变：若无改变，则无弹力作用；若发生改变，则有弹力存在。3．通常所说的拉力、压力、支持力等，实质上都是弹力。4．弹力的方向是从施力物体指向受力物体，与施力物体形变的方向相反。具体地说：①绳子拉力(绳子对所拉物体的弹力)的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。②压力的方向垂直于支持面指向被压的物体。③支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体。④“支持面”就是两物的接触面。深入考察一般物体的接触情况，大致有以下几种：A．平面与平面接触：弹力与平面垂直；B．点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面；C．点与曲面接触：弹力通过接触点垂直于过点的切面；D．曲面与曲面接触：弹力通过接触点垂直于公切面(相当于点与点接触)。5.弹力的大小跟形变的大小有关：形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也随之消失。
①弹力具有被动适应性。当物体受力情况或运动状态改变时，形变情况将随着改变，弹力也随着变化。②弹力大小和物体形变的关系一般比较复杂。而弹簧的弹力和其形变(伸长和缩短)的关系比较简单：在弹性限度内，弹簧伸长或缩短的长度越大，弹簧的弹力就越大。弹簧的弹力大小跟弹簧的伸长(或缩短)的长度成正比。※上述关系可用胡克定律表示：F=kx式中F为弹力大小。x为弹簧伸长(或缩短)量。k为弹簧的劲度系数，其大小由弹簧本身的结构(如材料、长度、弹簧丝粗细、截面积、匝数等)决定。其单位是N／m，如k=1000N／m，表示使弹簧伸长或缩短1m需用1000N的力。6．弹力的作用点在两物体接触处的受力物体上。【例一】一物体静止在桌面上，则（）A.物体对桌面压力就是物体的重力。B.桌面发生形变对物体产生支持力。C.物体对桌面压力是桌面发生形变而产生的。D.压力、支持力是物体受到的一对平衡力。【例二】如图所示，质量为m的小球，在互成120°的两光滑平面间静止，且0N水平，则球对OM面的压力大小为___________。【例三】画出下列各图中A物体所受弹力的示意图。【例四】在一根长lo=50cm的轻弹簧下竖直悬挂一个重G=100N的物体，弹簧的长度变l1=70cm。则该弹簧的劲度系数k=________，若再挂一重为200N的重物，弹簧的伸长量将为__________cm。
课堂训练：1.下列关于弹力方向的说法正确的是()A.弹力的方向总是垂直于接触面并指向使其发生形变的物体。B.弹力的方向总是竖直的。C.弹力的方向总是与形变的方向相反。D.弹力的方向总与形变的方向一致。2.关于弹簧的劲度系数，下列说法中正确的是（）A.与弹簧所受的拉力有关，拉力越大，k值也越大。B.与弹簧发生的形变有关，形变越大，k值越小。C.由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关。D.与弹簧本身特征、所受拉力大小、形变的大小都有关3．如图所示，一弹簧竖立在水平面上，它的倔强系数为100N／m,在弹性限度内，要使其压缩4cm,需加压力是多大?4．如图所示，弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计，物重G=1N，则弹簧秤A和B的示数分别为()A．1N，0B．0，1NC．2N，1ND．1N，1N
课后作业：1．关于弹性形变的概念，下列说法中正确的是（）A.物体形状的改变叫弹性形变。B.物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变。C.根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变。D.在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变。2．关于弹力的说法，正确的是()A.要两个物体接触就一定产生弹力。B.不出有形变的物体间一定没有弹力。C.有发生弹性形变的物体才产生弹力。D.生形变的物体有恢复原状的趋势，对跟它接触的物体会产生弹力。3．关于弹力方向的有关说法正确的是()A.斜面上的物体受到斜面给的弹力方向是竖直向上的。B.在水平地面上的物体受到的弹力方向是竖直向下的。C.将物体用绳吊在天花板上，绳受物体给的弹力方向是向上的。D.弹力的方向垂直于接触面或接触点的切线而指向受力物体。4．下列说法正确的是()A.水杯放在水平桌面上受到一个向上的弹力，这是因为水杯发生微小形变而产生的.B.拿一细竹杆拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是由于木块发生形变而产生的。C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。D.挂在电线下的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的。5．如图示，一个重600N的人用300N的力通过绳子和定滑轮拉一个静止在地面上重1000N的物体M，则人受到_______力、________力和重力的作用，其大小分别为_______N、_______N、_______N。M对地面的正压力大小为_______N。6．按下列要求画出下图中物体所受的弹力的示意图。(1)图：斜面对物块的支持力(2)图：墙壁对球的支持力(3)图：大球面对小球的支持力
(4)图：半球形碗内壁对杆下端的支持力和碗边缘对杆的支持力(5)图：墙和地面对杆的弹力7．两条劲度系数均为k的轻弹簧，连接后竖直悬挂。在其中点和下端同时挂上一个重G的小球，则两弹簧的伸长之和为()A．2G／kB．G／kC．3G／kD．G/2k8.两长度相同的轻弹簧，其劲度系数分别为k1=1500N/m，k2=2000N/m，在它们下面挂上同样重物时，它们的伸长量之比x1：x2=________；当它们伸长同样长度时，所挂重物的重力之比G1：G2=__________。
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