2019-2020学年高中物理第4章相互作用第2节形变与弹力讲义+测试(含解析)鲁科版必修1

第2节形变与弹力

1 •了解形变、弹性形变、范性形变、弹性限度等概念。

2 .知道什么是弹力，理解弹力产生的条件。

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弹力的方向。

4 .知道影响弹力大小的因素，理解胡克定律并能应用其解题。

01 h课堂探究评价

1. 形变

(1) 定义：我们把物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化称为口01形变。

(2) 分类

①弹性形变：我们把撤去外力后口02能恢复原来形状的物体称为弹性体，弹性体发生的形变叫做弹性形变。

②范性形变：有些物体发生形变后口03不能恢复原来的形状，这种形变叫做范性形变。

(3) 弹性限度：当弹性体形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能再恢复原状，这个值叫弹性限度。

2 .弹力

(1) 定义：物体发生口04弹性形变时，由于要□ 05恢复原状，会对口06与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。

(2) 几种弹力

①常见弹力：通常所说的口07压力、卑支持力、坐拉力都是弹力。

②弹力的方向

弹力的方向总是与物体形变的趋向口10相反，以使物体口11恢复原状。

a .压力和支持力的方向口12垂直于物体的接触面且指向于被压物或被支持物。

b .绳子的拉力沿着绳子而指向绳子□丄3收缩的方向。

(3) 胡克定律

①内容：在弹性限度内，弹性体(如弹簧)弹力的大小跟口14弹性体伸长(或缩短)的长度成

正比。

②公式：e i F二kx，其中比例系数k叫做弹性体的口16劲度系数，简称劲度，单位是口IZN/mo 3 .弹力的应

用

(1) 拉伸或压缩弹簧，必须克服弹簧的弹力做功，所做的功以口18弹性势能的形式储存在弹

簧中。

(2) 弹簧具有弹性，可以口19缓冲或减震。

(3) 弹簧具有型自动复位的作用。

想一想

怎样观测微小形变？

提示：微小形变需要借助于仪器或其他辅助物才能观测到。如图所示，把一圆形玻璃瓶装满水，瓶口用中间插有细管(透明)的瓶塞塞住，用手挤压玻璃瓶，细管中的水就会上升，

松开手，水面又降回原处。如果换成扁玻璃瓶，按压“扁”面瓶子容积变小，细管中液面上升，如果按压“凸”面瓶子容积反而变大，细管中液面会下降。所以如果用扁玻璃瓶来做实验，比圆玻璃瓶更容易说明有力就有形变。

判一判

(1) 所有形变在撤去外力后都能够恢复原来形状。()

(2) 两个接触的物体间一定存在弹力。()

提示：(1) X (2) X

oa L课后课时作业

形变和弹力

课堂任务

1．形变

(1) 形变：物体在力的作用下发生的形状或体积的改变。①任何物体受力以后都要产生形变。

②常见的形变有：伸长、压缩、弯曲、扭转。一般讨论拉伸(或压缩)的形变。

③弹性形变：物体在外力作用下发生形变，如果撤去外力后，形变能完全恢复，这种形变叫弹性形变。如弹簧、橡皮筋等的形变可以看做弹性形变。

④范性形变：物体在发生形变后不能恢复原状，如橡皮泥、普通的泥巴的形变。如图所示为橡皮泥的形变。

⑤ 弹性限度：如果外力使物体的形变过大，超过一定限度，在撤去外力后，形变不能完 全恢复，这个限度就叫弹性限度。

(2)弹性形变大小

① 一切物体在力的作用下都会产生形变，力越大形变越大。 ② 有的物体形变较为明显，比如拉伸的弹簧、弯曲的弓箭。

③ 有的物体的形变极其微小，比如重物放在桌面上时桌面的形变，只能用实验的方法显 示出来。

2 .弹力 (1)什么是弹力

① 概念：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力 叫弹力。

② 弹力的成因：相互接触的物体间不一定存在弹力，只有当两个物体相互挤压或拉伸产 生弹性形变时，由于物体要恢复原状，才在接触位置对与它接触的物体产生弹力，所以弹力 产生的直接原因是由施力物体发生形变引起的。

③ 弹力产生的过程

物体受弹力是因为跟它接触的物体要恢复形变而产生的，所以物体受弹力的方向就是跟 它接触的物体恢复原状的

方向。例如：如图所示，一本书放在桌面上，桌面向下“凹”了， 对书产生向上的弹力 （ 支持力 ） ；书向上“凹”了，对桌面产生向下的弹力

（ 压力 ） 。

外力作用

等原因

(2) 弹力产生的条件

①物体间相互接触；②发生弹性形变。

(3) 弹力的方向

例1 判断图甲、乙、丙中小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体。

(1) 弹力产生的条件是什么？题图中的小球满足弹力产生的条件吗？

提示：弹力产生的条件需要两个：①物体间相互接触；②发生弹性形变。题图中小球都与物体有接触，但是否发生弹性形变肉眼看不出，只能通过别的方式判断。

(2) 除了用弹力产生的条件来判断是否有弹力，还有别的方法吗？提示：别的方法还有很多，比如假设法：假设把接触面去掉会怎么样？替代法：将硬的形变微小的物体换成海绵等软的物体来观察；还有根据物体的运动状态来看；根据力产生的效果来看等等。

[ 规范解答] 用“假设法”来判断小球是否受斜面的弹力，若将三个图中的斜面去掉，则甲图中小球无法在原位置静止，乙和丙两图中小球仍静止；同理如果没有细绳，甲、乙图中小球不会静止。所以甲图中小球受到斜面的弹力，施力物体是斜面；小球还受细绳的弹力，施力物体是细绳；乙图中小球只受到细绳的弹力，施力物体是细绳，不受斜面的弹力；丙图中小球只受水平面的弹力，施力物体是水平面，不受斜面的弹力。

[ 完美答案] 见规范解答

判断弹力有无的两大误区：

1 误认为只要有接触一定存在弹力作用，而忽略了弹力产生的另一个条件——发生弹性形变；

2 误认为有形变一定有弹力，忽略了弹性形变与范性形变的区别。