弹力
一、对形变和弹力的理解
例1 下列有关物体受外力及形变的说法正确的是( )
A.有力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后形变完全消失 B.有力作用在物体上物体不一定发生形变
C.力作用在硬物体上,物体不发生形变;力作用在软物体上,物体才发生形变
D.一切物体受到外力作用都要发生形变,外力撤去后形变不一定完全消失 二、弹力有无的判断
图3-2-9
例2 如图3-2-9所示,细绳下悬挂一小球D,小球与光滑的静止斜面接触,且细绳处于竖直状态,则下列说法中正确的是( )
A.斜面对D的支持力垂直于斜面向上 B.D对斜面的压力竖直向下 C.D与斜面间无相互作用力
D.因D的质量未知,所以无法判定斜面对D支持力的大小和方向 三、弹力方向的分析
例3 作出图3-2-10中物块、球、杆等受到各接触面作用的 弹力示意图.
四.胡克定律: 1.胡克定律的内容
在弹性限度内,弹簧的弹力大小跟弹簧的形变量成正比,即F=kx. 其中x是弹簧的伸长量或压缩量;k称为弹簧的劲度系数,简称劲度,单位是N/m.
2.胡克定律的成立是有条件的,就是弹簧发生“弹性形变”,即必须在弹性限度内.
3.F=kx中的x是弹簧的形变量,是弹簧伸长(或缩短)的长度,而不是弹簧的长度.
4.弹簧的劲度系数k,它表示了弹簧固有的力学性质,大小由弹簧本身的物理条件决定,如材料、长度、截面积等.
5.在应用F=kx时,要把各物理量的单位统一到国际单位制中. 6.公式ΔF=kΔx可作为胡克定律的推论使用,式中ΔF、Δx分别表示弹力 变化量和形变变化量.
练习:
1.下列说法正确的有( )
A.木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的
B.拿一细杆拨动水中的木头,木头受到细杆的弹力,这是由于木头发生形变而产生的
C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳子收缩的方向
D.挂在电线下面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
2.关于弹力的方向,以下说法正确的是( ) A.压力的方向总是垂直于接触面,并指向被压物体 B.支持力的方向总是垂直于支持面,并指向被支持物体 C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向 D.杆对物体的弹力方向总是沿着杆,并指向杆收缩的方向
3.如图3-2-12所示,弹簧的劲度系数为k,小球重为G,平衡时球在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( )
图3-2-12
A.kx B.kx+G C.G-kx D.以上都不对
4.一条轻绳承受的拉力达到1 000 N时就会被拉断,若用此绳进行拔河比赛,两边的拉力大小都是600 N时,则绳子( )
A.一定会断 B.一定不会断
C.可能断,也可能不断
D.要是绳子两边的拉力相等,不管拉力多大,合力总为零,绳子永远不会断
图3-2-13
5.如图3-2-13所示,绳下吊一铁球,则球对绳有弹力,绳对球也有弹力,关于两个弹力的产生,下述说法正确的是( )
A.球对绳的弹力,是球发生形变产生的弹力作用于绳的 B.球对绳的弹力,是绳发生形变产生的弹力作用于绳的 C.绳对球的弹力,是绳发生形变产生的弹力作用于球的 D.绳对球的弹力,是球发生形变产生的弹力作用于球的
6.如图3-2-14所示,各接触面光滑且物体A静止,画出物体A所受弹力的示意图.
图3-2-14
图3-2-15
7.如图3-2-15所示,为一轻质弹簧的长度l和弹力F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0.20 m时弹力的大小.
8.下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长量的关系所测的几组数据:
弹力:F/N 0.5 1.0 5.0 1.5 6.8 2.0 9.8 2.5 12.4 弹簧的伸长量:x/cm 2.6 (1)请你在图3-2-16中的坐标纸上作出F-x的图象.
图3-2-16
(2)写出曲线所代表的函数(x用m作单位). (3)解释函数表达式中常数的物理意义.