专题09弹力解析版.docx

1、专题09 弹力解析版专题09 弹力知识精讲高中知识预习：弹力： 发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。（弹性形变是产生弹力的必要条件，如果物体只是接触而没有互相挤压，就不会产生弹力。 反过来，如果已知两个物体之间没有弹力，则可以判断此两个物体之间没有发生挤压。） 注意：弹力的产生条件：弹力产生在直接接触并发生形变的物体之间.（两物体必须接触，与重力不同）任何物体都能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的.通常所说的压力、支持力、拉力都是弹力.弹力的方向与受力物体的形变方向相反.（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

2、被支持的物体；绳的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向）弹力的方向：和物体形变方向相反或者说和使物体发生形变的外力方向相反。形变有两个方面：1形状的改变：指受力时物体的外观发生变化，如橡皮条拉紧时，由短变长；跳水馆中的跳板本来是水平伸直的，当运动员在上面起跳时，平直的板变得弯曲；撑杆跳高时，运动员手中的撑杆由直变曲2体积的改变：指受力时物体的体积发生变化，如排球被压时；海绵被挤压时任何物体都能发生形变，不过有的可以直接看见；有的形变极其微小，要用仪器才能显示出来注意：平面产生或受到的弹力（压力或支持力）垂直于平面，曲面产生或受到的弹力垂直于曲面该处的切面，一个点产生或受到的弹力垂直于跟它接触

3、平面（或曲面的切线），绳子产生的弹力沿绳的收缩方向。两物之间一定有弹力，若无弹力，绝无摩擦力.若两物体间有摩擦力，就一定有弹力，但有弹力，不一定有摩擦力.杆对球的弹力方向：杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。弹力的大小：对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成F=kx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。课程要求1知道什么是弹力以及弹力产生的条件。2知道

4、压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的图示(力的示意图)中正确画出它们的方向。3知道形变越大，弹力越大。知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。典例剖析典例1画出图示甲中球和乙中木杆受到的弹力和重力，图甲中球搁在槽口上，图乙中木杆放在水平面上并紧靠台阶。 甲 乙【解析】在图中球与槽口接触处是一个点与一个曲面接触，则支持力的方向应垂直于曲线该点的切面（通过圆心），两球弹力和重力的作用点可画在球心上（用球心代替球，什么物体能用一点代替、什么物体不能，第二章才学习，如图甲）；在图乙中，A点是杆的一个点与一个平面接触，因此该点的支持力应是垂直于平面（水平面），B点是台阶的一个点与杆的一个面接

5、触，因此该点的支持力应是垂直于杆，画出木杆受的弹力和重力如图乙所示（这杆不能用一点代替）。 甲 乙典例2关于弹力，下列说法正确的是（ ）A. 只要两个物体接触就一定产生弹力B. 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C. 拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于细竹竿发生形变而产生的D. 绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向【答案】CD【解析】A、物体相互接触，并且物体间有弹性形变产生，才会产生弹力故A不合题意B.木块放在桌面上所受到的向上的弹力，是由于桌面发生微小形变而产生的，故B错误；C拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力

6、，这是由于竹竿发生形变而产生的；故C正确D.绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向. D正确典例3关于弹力，下列说法中正确的是（ ）A.形变微小时，弹力很小B.形变量越大，弹力就越大，弹力大小总是与形变量成正比的C.放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体所受的重力D.通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力解析：弹力的大小与形变量有关，形变量越大，弹力就越大，但弹力和形变量的定量关系一般都很复杂，不一定是简单的正比关系，故B错；弹力的大小是相对而言的，有的物体容易发生形变，虽形变量很大，但产生的弹力可能很小，而有的物体不容易发生形变，虽形变量微小，但产生的弹力可能很大，故A错；通常所

7、说的压力、支持力和绳的拉力都是由弹性形变而产生的，因此都是弹力，故D对；放在水平桌面上的书对桌面的压力在大小和方向上都与重力相同，但它们不是同一性质的力，压力是弹力.而且它们的产生也不相同，压力是书发生形变对桌面产生的力，它发生在书与桌面之间；而重力是由于地球对物体的吸引产生的，它发生在书与地球之间，故这两个力不是同一个力，即C错.故选D.误区警示：接触面处形变微小，不能因此说产生的弹力就很小.观察不到接触面的形变，不能因此否认形变的存在.物理量之间的同增同减的关系，不一定是简单的正比关系，有的是一次函数关系，有的是其他关系.典例4请在图324中按要求画出杆和球所受弹力的方向.图324（1）杆

8、靠在墙上；（2）杆放在半球形的槽中；（3）球用细线悬挂在竖直墙上.解析：（1）杆在重力作用下对A、B两处都有挤压作用，故A、B两点处对杆有弹力、弹力方向与接触点的平面垂直，如图325（1）所示.（2）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处弹力垂直其切面指向球心，D处弹力垂直杆斜向上，如图325（2）所示.（3）球挤压墙壁，拉伸绳子，所以墙对球的弹力与墙垂直；绳子产生的弹力沿绳斜向上，如图325（3）所示.答案：如图所示点评：弹力方向与施力物体的形变方向相反，与受力物体的形变方向相同.如果是点面接触则弹力垂直于面；如果是点与曲面接触则弹力方向垂直于过点的曲线的切线；如果是

9、曲面与曲面接触则弹力方向垂直于公切线.典例5如图所示，用弹簧悬挂一个质量为m的球，使弹簧保持在竖直方向上，并使球与光滑斜面接触.试问球受几个力作用.解析： 因为球处于平衡状态，其受竖直向下的重力与弹簧竖直向上的拉力作用，如果斜面对球有弹力，这个力应垂直于斜面方向，如图所示.那么球不可能处于静止状态，故球只受重力G和弹簧拉力FT的作用，斜面对球无弹力.答案：2个误区警示：错误地认为斜面对小球有弹力的作用，产生这种错误的原因是不能正确理解弹力的概念，实际上仅因接触并不能肯定它们之间一定有弹力存在，还要看接触处是否有形变.对点精练1. 如图所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小

10、球受到的力是（ ）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【答案】A【解析】小球和光滑斜面接触，受到重力和绳的拉力，斜面对小球没有弹力故选：A2. 如图所示，三根质量和形状都相同的光滑圆柱体，它们的重力位置不同，搁在两墙之间（为了方便，将它们画在同一截面图上，重心位置分别用1，2，3标出），设N1，N2，N3分别为三根圆柱体对墙的压力，则（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】圆柱体受重力和两个支持力，重力相同，支持力与接触面垂直，方向也相同；根据三力平衡条件，支持力一定，与重心的高度无关；故选：A3. 如图所示，两块同样

11、的条形磁铁A与B质量均为，将它们竖直放在水平地面上，用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A，若弹簧秤的读数为，则B对A的弹力F1以及桌面对B的弹力F2分别为（ ）A. ， B. ，C. ， D. ，【答案】C【解析】以A、B整体为研究对象，整体受三个力作用：重力2mg、桌面的弹力F2及弹簧秤的拉力F，由平衡条件得F+F22mg F22mg-Fmg以A为研究对象，A受四个力的作用：重力mg、弹簧秤的拉力F=mg、B对A的弹力F1及B对A的吸引力F，由平衡条件得 F+F1mg+FF1F0故选项C正确. 4.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜

12、面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是 A.若小车向左运动，N可能为零 B.若小车向左运动，T可能为零 C.若小车向右运动，N不可能为零 D.若小车向右运动，T不可能为零【答案】AB【解析】对小球受力分析，当FN俄日0时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，A对C错.当FT为0时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，B对D错.5. 重物A与B用跨过滑轮的细绳相连，滑轮挂在弹簧秤下，如图所示。若A重20N，B重5N，滑轮重3N。则弹簧秤的读数是 N。【答案】13N【解析】因为A

13、的重力大于B的重力，绳子张力5N，二个张力作用于滑轮，加上滑轮重3N，弹簧受力13N。6. 如图所示，两根弹簧原长都是100cm，劲度系数是10N/m，小球A和B的质量都是100g，若不计弹簧质量，而且两个小球都可看作质点，则悬点O到B之间的弹簧总长度是 。（）【答案】230cm【解析】对两球组成的整体分析有：2mg=kxA，对下面小球受力分析，有：mg=kxB，L=xA+xB+2l0 代入数据得：L=230cm故答案为：230cm7.弹簧I和II的原长分别为1m和0.5m，劲度系数分别为，现在把它们串联后接到相距的两堵墙上，如图所示，则此时弹簧I的长度为 ，弹簧II的长度为 。【答案】1.3

14、m，0.7m【解析】两弹簧拉力相等K1X1=K2X2 X1+ X2 =2 X1=0.3 X2 =0.2 分别加上原长为1.3m，0.7m8.一条轻绳的一端固定，在另一端加上一个水平力，当力达到1 000 N时就会被拉断，若用此绳拔河，两边的水平拉力大小都是800 N，绳子会不会断？为什么？答案：见解析解析：绳子不会断.因为两边各用800 N的水平拉力，拉轻绳的两端，轻绳上的弹力为800 N，这时未超过其限度，所以不会被拉断.9.一根轻质弹簧，当它受到10 N的拉力时长度为12 cm，当它受到25 N的拉力时长度为15 cm，问弹簧不受力时的自然长度为多少？该弹簧的劲度系数为多少？答案：10 cm 500 N/m解析：设弹簧的自然长度为x0，由胡克定律得：当F1=10 N，x1=12 cm时，F1=k（x1x0）当F2=25 N，x2=15 cm时，F2=k（x2x0）两式相比有：解得x0=0.1 m=10 cm.再由F1=k（x1x0）得：k= N/m=500 N/m.10.如图是某弹簧的弹力F和它的长度x的关系图象，该弹簧的劲度系数k等于_，该弹簧的原始长度是_m.答案： x1解析：由图可知，F=0时，弹簧应处于原长，故原始长度为x1，力为F1时，弹簧的形变量为x2x1，故劲度系数k=.