教科版高中物理必修第一册第三章第2节弹力

观察微小形变
显示微小形变的观察（一）
有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一 些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不 过形变很微小。
一切物体受到外力作用都要发生形变.
显示微小形变的观察（二） 用手指压桌面，桌面是否有形变？
总结：物体在外力作用下会发生形变，有的形变明显， 有的形变微小，只能用实验的方法显示出来．
弹力产生的条件：
1 直接接触 2 有弹性形变
说明：只有两个条件同时满足才有弹力产生！
弹力产生在直接接触并发生弹性形变
的物体之间！
二、弹力
发生形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接 触的物体产生力的作用，这种力叫弹力.
2.那么，弹力产生的原因是什么呢？
弹力的施力物体发生了形变
弹力实际上是发生弹性形变的物体（施力物 体）对使它发生弹性形变的物体（受力物体）的 作用。
7、弹力的作用线过球心 ，但不一定过重心
五、弹力有无的判断：
1、直接法 对于变化比较明显的情况，可以根据弹力 产生的条件判断： （1）物体间相互接触 （2）发生弹性形变 两个条件必须同时满足才有弹力产生
2、假设法 先假设接触处存在弹力，看物体所处状态 和条件是否矛盾，如果矛盾，则说明此处弹力不存在
A.只有F1＞F2时，示数才为F1 B.只有F1＜F2时，示数才为F2 C.不论F1、F2关系如何，示数均为F1 D.不论F1、F2关系如何，示数均为F2
3.一根弹簧原长为10cm，现用一力拉弹簧并使弹簧伸长 到13cm，已知该弹簧的劲度系数为1000N/m，问弹簧产 生的弹力有多大？（弹簧在弹性限度内）
绳子受到物体的拉力
物体受到绳子的拉力
拉力的方向：绳子对物体的拉力是沿着绳而指向绳 收缩的方向。
弹力的方向:
通常所说的拉力、压力，支持力都是弹力
压力的方向垂直于支持面而 指向被压的物体
支持力的方向垂直于支持面而 指向被支持的物体
压力或支持力 方向：
垂直于接触面， 并指向受力物 体
绳的拉力方向：沿着绳的收缩方向（绳不能被压缩）
3、点与曲面接触
N1
N2
NB
NA
B
A
半球形的碗
点与曲面间弹力方向： 与过接触点的切面垂直并指向受力物体
4、曲面与曲面接触
N
半球形的碗
A N
B
NB对A
曲面与曲面间弹力方向： 与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
我们对弹力方向做一个总结（理解即可）
1、弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合，指向 弹簧恢复原状方向
九、胡克定律
1、内容： 在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的
伸长（或缩短）量Δx成正比。
2、公式： F ＝ k Δx
其中：k —— 弹簧的劲度系数(表示弹簧的“软”“硬” 程度） 单位：牛顿每米， 符号N/m
Δx —— 弹簧的伸长（或缩短）量
这个规律是由英国科学家胡克发现的，叫做胡克 定律（Hooke law)
3.2 弹力
请大家看以下实验器材：
弹簧、弹性钢尺、海绵块、橡皮泥、一段铝丝、玻璃 瓶等．
请同学们各选一件器材，并对它施加力的作用，看有什么现象发生？
现象：
弹簧等撤去外力后能恢复原来的形状，而橡皮泥等不能恢复原 来的形状．
一、形变
1.概念：物体在力的作用下形状或体积会发生变化， 这种变化叫做形变. 2.形变的种类： 1）按形式分: 拉伸（压缩）形变,弯曲形变,扭转形变
有弹力
弹力有无的判断
光滑球静止 在水平地面
假设球与木块间有弹力 以球为研究对象，球受力：
N N木块→球
G 球不可能静止，所以球与斜面 间没有弹力
弹力有无的判断
假设球与斜面间有弹力 以球为研究对象，球受力：
T N斜面→球
判断球与斜面 间有无弹力
G
球不可能静止，所以球与斜面 间没有弹力
六、轻绳与轻杆受力特点
3、消除法 将于研究对象接触的物体从想象中去掉， 看研究对象能否保持原态，若能，则说明此处弹力不 存在；若不能，则说明弹力存在
弹力有无的判断
对于微小形变，用假设推理法（假设法）
AB
光滑水平面并 排放着静止的
木块A、B
假设A、B间有弹力
以B为研究对象，B受力： N地
NA→B
G
B不可能静止，所以A、B间没
2、轻绳（或橡皮条）对物体的弹力方向，沿绳指向绳 收缩的方向
3、点与面接触时的弹力方向，过接触点垂直于接触面 （或接触面切线方向）而指向受力物体
4、平面与平面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指 向受力物体
5、曲面与平面接触时弹力的方向，在接触点与球心的 连线上而指向受力物体
6、曲面与曲面相接触时弹力的方向，垂直过接触点的 分切面，通过两球球心而指向受力物体
十、弹簧串、并联
两 种 两弹簧串联：
1 1 1
k1
典 型
k k1 k2
k2
弹
簧
系 统
两弹簧并联：k =k1+k2
k1
k2
课堂练习
1、如图，物体A静止于水平桌面上，下列关
于物体所受作用力的说法中，正确的是( CD )
A.桌面受到的压力就是物体的重力 B.桌面受到的压力是由它本身发生了微小的形变而产生的 C.桌面由于发生了微小形变而对物体产生了垂直于桌面的支持力 D.物体由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力
（教程P69发展空间） 2）按能否恢复原状分: 弹性形变
塑性形变
如果外力过大，超出了一定的限度，那么撤去外力之后，物体
就不能恢复原状，这个限度叫做弹性限度.
一切物体在力的作用下都会产生形变
3）按形变是否明显分:
①有的物体形变较为明显.
(如拉伸的弹簧,弯曲的弓箭)
②有的物体的形变极其微小
(如书本放在桌面上，对玻璃瓶施加力)
（2）方向：与接触面垂直； 沿弹簧，沿绳； 杆的弹力不一定沿杆。
（3）作用点：作用在接触面或接触点上； 通常可等效作用在重心上。
八、实验：探究弹簧弹力与形变的关系
弹簧伸长量越大，弹力越大，可能成正比．
钩码个数
1
2
3
4
弹力 F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
伸长量 Δx＝(L-L0)/m
0.021
0.041
2.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2 N的小球，小球处于静 止状态时，弹性杆对小球的弹力( D ) A.大于2 N，方向沿杆末端的切线方向 B.大小为1 N，方向平行于斜面向上 C.大小为2 N，方向垂直于斜面向上 D.大小为2 N，方向竖直向上
3.如图所示，某一弹簧秤外壳的质量为m，弹簧及与弹簧相 连的挂钩质量忽略不计，将其放在水平面上.现用两水平拉 力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环 上，则关于弹簧秤的示数，下列说法正确的是( C )
弹簧弹力方向又什么样的呢?
弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合， 物体受到指向弹簧恢复原状方向的弹力.
四、各种接触面间的弹力方向判断
1、点与平面接触
N2` N1
光间弹力方向： 过接触点垂直平面指向受力物体
2、曲面与平面接触
N
N2` N1
曲面与平面间弹力方向： 过接触点垂直平面指向受力物体
0.060
0.079
比值 F/Δx 23.810 24.390 25.000 25.316
数字表格事先可设定好逻辑程序，录入实验数据， 即可获得实验结果和图像．
图像
F/N 2.0 1.5 1.0 0.5
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
Δx/m
1．Δx理解为变化量，即伸长量或缩短量． 2．k叫劲度系数，与弹簧本身有关系（材料、匝数、直 径等），单位：N/m．
三、几种常见的弹力 1. 支持力和压力
放在水平桌面上的物体，在重力作用与桌面互相接触， 使物体和桌面同时发生了微小的形变，如图：
桌面对物体 的支持力
物体对桌面 的压力
可见，谁施力对应着谁在恢复形变
压力和支持力的方向：垂直于接触面指向被 压或被支持的物体。
2. 拉力
挂在绳下的物体，在重力的作用下拉紧绳子， 使物体和绳子同时发生微小的形变。
答案：30N
• 轻绳的含义：
不计质量的柔软的绳子。
• 轻绳的受力特点：
1、只能拉不能压； 2、轻绳的拉力一定沿绳方向； 3、同一根绳子张力处处相等。
• 轻杆的含义：
不计质量不发生形变的杆
• 轻杆受力特点：
1、可拉可压； 2、杆所受的力不一定沿杆的方向；
七、从力的三要素理解弹力：
（1）大小：由物体运动状态判断、计算； 胡克定律（弹簧）。