1、第二节第二节 弹力弹力 第第 1 1 课时课时 弹力弹力 学习目标 1.知道常见形变和弹性形变.2.知道弹力产生的原因和条件.3.知道压力、支持力和拉力都是弹力, 会判断弹力是否存在,会分析弹力的方向,能正确画出弹力的图示及示意图. 一、形变 1.定义:物体发生形状或体积的变化. 2.分类: (1)按停止用力后的状态分: 弹性形变:停止用力后物体能完全恢复原状的形变. 范性形变:停止用力后,物体不能恢复原状的形变. (2)按形式分: 压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等. 3.弹性与弹性限度 (1)弹性:物体具有恢复原状的性质. (2)弹性限度:对于弹性形变,如果外力过大,撤去外力后,物体
2、形状不能完全恢复,我们称这种现象为超 过了物体的弹性限度. 二、认识弹力 1.弹力: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,这种力称为弹力. 2.弹力的作用点:在物体与物体接触的点或表面上. 3.弹力的方向 弹力的方向总是指向使形变的物体恢复原状的方向. (1)支持力和压力的方向:垂直于物体的接触面,并指向被支持或被压的物体. (2)绳子对物体的拉力 定义:用绳子吊着一个物体,绳子会产生形变,为了恢复原状,绳子会对物体产生一个弹力,称为拉力. 方向:沿绳子指向绳子收缩的方向. 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.( ) (2)发生形变后的物
3、体撤去外力后都能够恢复原状.( ) (3)绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.( ) (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.( ) 2.一杆搁在矮墙上,请在图 1 中画出弹力的方向. 图 1 答案 一、形变与弹力 导学探究 1.如图 2 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 2 答案 用手捏玻璃瓶,细管中水面会上升(或下降).说明受到压力时玻璃瓶发生形变,体积变小(或变大)了. 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
4、与玻璃瓶 的形变有什么不同? 答案 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(范性形变),玻璃瓶的形变在撤去外力 后能恢复原状(弹性形变). 知识深化 1.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. 2.弹性限度:弹性形变有一定的限度,超过该限度,撤去外力后,物体的形状不能完全恢复,此时的形变不 再是弹性形变. 3.观察微小形变的方法微小放大法 (1)利用光线显示桌面的微小形变. (2)利用液注高度变化显示玻璃瓶的微小形变. 下列有关物体所受弹力及形变的说法正确的是( ) A.有弹力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后,形变完全
5、消失 B.有弹力作用在物体上,物体不一定发生形变 C.弹力作用在硬物体上,物体不发生形变;弹力作用在软物体上,物体才发生形变 D.一切物体受到弹力都要发生形变,撤去弹力后,形变不一定完全消失 答案 D 解析 如果物体在弹力的作用下发生范性形变, 当撤去外力后, 形变不能完全消失, 有弹力作用在物体上, 物体一定发生形变,故 A、B 错误,D 正确;不管是硬物体还是软物体,只要有弹力作用,物体都会发生形 变,C 项错误. (多选)在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图 3 所示的跳水运动就是一 个实例.下列说法正确的是( ) 图 3 A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
6、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 两个接触的物体间有弹力时,一定都会发生形变;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.B、C 正确. 二、弹力的方向 导学探究 试作出图 4 中半圆柱体上 A、B、C 三点所受的弹力的示意图. 图 4 答案 知识深化 弹力的方向为发生弹性形变的物体恢复原状的方向,常见弹力方向: 注意:每个接触面最多只能产生一个弹力. 深度思考 杆对物体的弹力方向一定沿杆的方向吗?试分析图 5 中杆对物体的弹力方向. 图
7、 5 答案 杆对物体的弹力可能沿杆方向,也可能不沿杆方向.杆对物体的弹力如图 在如图 6 所示的各图中画出杆或球 P 所受弹力的示意图,已知杆或球均处于静止状态. 图 6 答案 见解析 解析 题图甲中 P 受到球面与球面之间的弹力,弹力应垂直于两球接触点沿球面的切线;绳的拉力沿绳斜 向上,如图(a)所示. 题图乙中杆对 C、D 两处有挤压作用,因 C 处为曲面,D 处为支撑点,所以 C 处弹力垂直于其切面指向圆 弧所对应的圆心,D 处弹力垂直于杆斜向上,如图(b)所示. 题图丙中球挤压墙壁且拉紧绳子,所以墙对球的弹力与墙面垂直;绳子对球的弹力沿绳子斜向上,如图(c) 所示. 题图丁中球受到的弹
8、力与棱和球面接触处的切面垂直,即沿着球半径的方向指向球心,如图(d)所示. 针对训练 1 画出图 7 中物体 A 所受弹力的示意图,各图中物体 A 均处于静止状态,图中右侧细线水平. 图 7 答案 三、弹力有无的判断 导学探究 如图 8 所示,小球放于两个固定的平滑的木板之间,且与两木板接触. 图 8 (1)试画出小球受到的作用力(重力和弹力)的示意图; (2)两相互接触的物体间一定有弹力吗? 答案 (1)如图所示 (2)两相互接触的物体间不一定有弹力,例如 A 处无弹力. 知识深化 弹力有无的判断方法 条件法 方法 根据物体间是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多 用来判断形
9、变较明显的情况 举例 图中弹力带与手直接接触,弹力带发生形 变,手与弹力带之间一定存在弹力 假设法 方法 无法确定是否发生形变的情况下,可假设两个物体间弹力不存在,看物 体能否保持原有的状态,若状态不变,则此处不存在弹力;若状态改变, 则此处一定有弹力 举例 图中为用细线竖直悬挂的小球,斜面是光滑 的,因去掉斜面,小球的状态不变,故小球 只受细线的拉力和重力,不受斜面的支持力 状态法 方法 无法确定是否发生形变的情况下,物体的受力必须与物体的运动状态相 符合,依据物体的运动状态,由牛顿运动定律可知弹力的大小和方向(第 四章会学到) 举例 图中各接触面均光滑,小球处于静止状态, 由二力平衡可知,
10、地面对小球的支持力和重 力就可使小球处于平衡状态,因此竖直墙面 对小球不产生弹力作用 (多选)如图所示,各接触面是光滑的,A、B 处于静止状态,则 A、B 间无弹力作用的是( ) 答案 AC 解析 判断物体之间是否存在弹力,我们可以利用假设法:假设物体间存在弹力,看看物体是否能保持原 来的状态;或者用消除法:假设拿走其中一个物体,如果另一个物体会发生运动,则说明两者之间必然存 在弹力作用.对于 A、C 来说,如果我们假设物体 A 和 B 之间存在弹力,A、C 选项中的物体均无法保持静 止,故物体之间无弹力;对于 B、D 选项来说,如果我们拿走 B 物体,A 物体都会开始运动,故物体间存在 弹力. 针对训练 2 (多选)下列各图中所有接触面都是光滑的,P、Q 两球之间存在弹力的是( ) 答案 ACD