第二课时 弹 力1．了解形变、弹性形变、弹性限度等概念．2．知道什么是弹力，理解弹力产生条件．3．知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中正确画出力的方向．4．知道影响弹力大小的因素，理解胡克定律并能应用它解题．5．了解四种相互作用．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改变．2．弹性形变撤去作用力后能够恢复原状的形变．3．弹性限度发生弹性形变的物体要想恢复原状就不能超过一定的限度．如果超过一定的限度，即使撤去力的作用，物体也不会恢复原来的形状．4．弹力(1)定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用．(2)
►判一判 (1)所有形变在撤去外力后都能够恢复原来形状．(错误)提示：只有弹性形变在撤去外力后才能够恢复原来形状，对于非弹性形变不能完全恢复原来的形状．(2)两个接触的物体间一定存在弹力．(错误)提示：由弹力的产生条件可知，物体接触且发生形变才能产生弹力，若两物体接触，而没发生弹性形变，则物体间没有弹力．(3)若两物体间存在弹力，则它们一定接触．(正确)提示：由弹力产生条件可知，若物体间存在弹力，则它们一定接触．二、几种弹力1．常见弹力平时所说的压力、支持力和拉力都是弹力，绳子的弹力通常称为“拉力”(或“张力”)．2．弹力的方向(1)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面．(2)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向．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：F＝kx，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 对于同一只弹簧，被拉得越长，弹簧的弹力就越大．那么弹簧的弹力大小是否与其长度成正比呢？提示：根据胡克定律，弹簧弹力大小与弹簧长度变化量的关系为F＝kx.由此可推出弹簧伸长时弹簧长度l与弹力大小的关系为F＝k(l－l0)，其中l0为弹簧原长
，因此弹簧伸长时，弹力大小与(l－l0)成正比．而不是与弹簧长度l成正比．胡克定律应用中的错误【案例展示】 如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2.上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧．在这个过程中下面的木块移动的距离为( )A.B.C.D.【易错分析】 对易错选项及错误原因分析如下：易错选项错误原因A项误认为弹簧k1原来的压缩量就是下面木块移动的距离，
实际上由于两木块的质量不相等，两弹簧的劲度系数不相等，所以弹簧k1原来的压缩量与下面木块移动的距离并不相等D项误认为弹簧k2后来的压缩量就是下面木块移动的距离，这是由于对初末状态弹簧k2的弹力变化不明确，其实下面弹簧的弹力初、末状态的变化等于m1g【规范解答】 未提木块之前，弹簧k2上弹力为(m1＋m2)g，弹簧k2压缩量为x2＝；当上面的木块被提离弹簧时，弹簧k2上弹力为m2g，弹簧k2的压缩量为x2′＝，所以下面木块向上移动的距离为Δx＝x2－x2′＝.【答案】 C1．关于弹力下述说法正确的是(AD)A．轻绳对物体的弹力总是沿绳方向B．轻杆对物体的弹力总是沿杆方向C．用一根竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于木头发生形变产生的D．在弹性限度内，某一弹簧的弹力与其形变量的比值是常数2．关于胡克定律，下列说法正确的是(ACD)A．由F＝kx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，与弹簧的长度改变量x成反比C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，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：根据胡克定律可知：F∝x，其中x为弹簧的形变量，比例系数k称为劲度系数，是由弹簧本身决定的，与弹簧的形变量x无关，故选项A、C、D对，B错．
3．如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重为2N的小球．小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力(D)A．大小为2N，方向平行于斜面向上B．大小为1N，方向平行于斜面向上C．大小为2N，方向垂直于斜面向上D．大小为2N，方向竖直向上解析：4．一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是(C)A．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力B．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C．汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变D．以上说法都不正确解析：汽车停在水平地面上，汽车受到的弹力是因为地面发生形变而又要恢复原状时对阻碍恢复的物体(汽车)产生的作用；地面受到的弹力是由于汽车发生了形变又要恢复原状时对阻碍恢复的物体(地面)产生的作用，故C正确，A、B、D错误．5．如图所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有(B)
A．1个B．2个C．3个D．4个6．如图所示，对静止于水平地面上的重为G的木块，施加一竖直向上的逐渐增加的力F，若F小于G，下列说法正确的是(B)A．木块对地面的压力随F增大而增大B．木块对地面的压力随F增大而减小C．木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对平衡力D．木块对地面的压力就是木块的重力解析：对物体进行受力分析如右图所示，由平衡状态可知G＝FN＋F，在F增大的过程中，G不变，所以地面对物体的支持力FN减小，即木块对地面的压力随F增大而减小，A错，B对；木块对地面的压力与地面对物体的支持力的受力物体不同，不能称为平衡力，且压力与重力是两种不同性质的力，所以C、D都错．
7．如图所示，弹簧秤和细线的重力不计，一切摩擦不计，重物的重力G＝10N，则弹簧秤A和B的读数分别为(B)A．10N，20NB．10N，10NC．10N，0ND．0N，0N解析：弹簧秤的示数显示的是左右两边物体对弹簧秤的拉力，物体都处于静止状态，拉力大小就等于物体所受重力大小，所以选项B正确．8．如图所示，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力是(B)A．重力、绳的拉力B．重力、绳的拉力、斜面的弹力C．重力、斜面的弹力D．绳的拉力、斜面的弹力
解析：小球在任何情况下都受到重力的作用，由于绳子斜拉，故小球和斜面有挤压，受到斜面给的弹力作用，也受到绳的拉力作用，缺少哪个力，它都不可能静止．9．如图所示，弹簧的劲度系数为k，小球重力为G，平衡时小球在A位置．今用力F将小球向下拉长x至B位置，则此时弹簧的弹力为(B)A．kxB．kx＋GC．G－kxD．以上都不对解析：对此题，易错选A项，其原因是：x不是弹簧变化后的长度与原长的差值．小球在A位置时弹簧已经伸长了(设此时伸长量为Δx)，这样FB＝k(Δx＋x)＝kx＋kΔx，小球在A位置平衡，即G＝kΔx，所以FB＝kx＋G，故选项B是正确的．10．如图所示，两根弹簧原长都是20cm，劲度系数均为k＝20N/m，小球质量为0.1kg，若不计弹簧的质量和小球的大小，求悬点O到小球之间的距离．(g取10N/kg)解析：由胡克定律F＝kx可知，弹簧的形变量大小取决于弹簧的弹力．由平衡条件可知，弹簧1和2的弹力都等于mg.则x1＝＝5cm，x2＝＝5cm.所以悬点O到小球之间的距离d＝2l0＋x1＋x2＝50cm.
答案：50cm11．如图所示，为一轻质弹簧的弹力F和长度l大小的关系图象，试由图线确定：(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧长为0.20m时弹力的大小．解析：读懂图象是求解本题的关键：(1)当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长状态，由图可知原长l0＝10cm.(2)当弹簧长度为15cm时，弹力大小为10N对应弹簧的伸长量为Δl＝(15－10)cm＝5×10－2m，由胡克定律F＝kx得k＝＝N/m＝200N/m.(3)当弹簧长为0.20m时，弹簧伸长量为：Δl′＝(0.20－0.10)m＝0.10m由胡克定律F＝kx得F′＝k·Δl′＝200×0.10N＝20N.答案：(1)10cm (2)200N/m (3)20N12．一根轻弹簧的伸长量x跟所受的外力(F)之间的关系如图所示，试求：(1)弹簧的劲度系数k；(2)若弹簧原长l0＝60cm，当把弹簧压缩到40cm长时，需要多大的压力F?(3)如果用600N的拉力(仍在弹性限度内，弹簧原长同上)，弹簧长度l是多少？
答案：(1)k＝1500N/m (2)F＝300N(3)l＝100cm
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