1、第二节弹力一、弹性形变和弹力1. 形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化2. 弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变3. 弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状， 这个限度叫做弹性限度4. 弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力 二、几种弹力1. 压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面2. 绳的拉力沿着绳且指向绳收缩的方向 三、胡克定律1. 内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成正比2. 公式：Fkx.3. 说明(1)应用条件：弹簧发生形变时必须在弹性限度内 (2
2、)x 是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度(3)Fx 图象是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数 k.(4)弹簧弹力的变化量 F 与形变量的变化量 x 也成正比，即 Fkx.【参考答案】D【试题解析】力是物体间的相互作用，弹力的施力物体和受力物体都会发生形变，故 B 项错误；发生形变后的物体，当撤去外力后，有些能完全恢复原状，有些不能完全恢复原状， A 项错误，D 项正确；不管是硬物体还是软物体，只要有弹力作用，都会发生形变， C 项错误例题 1.(弹力的产生)下列有关物体所受的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
3、全消失 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【参考答案】C【试题解析】两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力，A、D 错误静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同， B 错误，C 正确例题 2.下列关于弹力的几种说法，其中正确的是() A只要两物体接触就一定产生弹力 B静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力 C静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D只要物体发生形变就一定有
4、弹力产生例题 3三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均相同的光滑圆球 a、b、c，支点 P、Q 在同一水平面上a 的重心位于球心，b、c 的重心分别位于球心的正上方和正下方，如图所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点 P、Q 对球的弹力方向是怎样的？【参考答案】见解析【试题解析】三种情况都是点与点接触，圆球所受弹力的方向都是垂直于接触面指向球心，即沿半径指向球心， 如图所示，弹力的方向与重心的位置无关例题 4.画出图中静止物体 A 所受弹力的示意图【参考答案】见解析【试题解析】支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体， A 物体所受弹力的示意图如图所示例题 5.分别画出图甲
5、、乙中小球、丙中杆的受力示意图(甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上，乙中小球用细绳拴着静止在桌角上，丙中杆一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在墙壁上)【参考答案】见解析【试题解析】例题 6.由实验测得某弹簧所受弹力 F 和弹簧的长度 L 的关系图象如图 9 所示，求：(1) 该弹簧的原长为多少？(2) 该弹簧的劲度系数为多少？【参考答案】(1)15 cm (2)500 N/m【试题解析】根据胡克定律得 Fk(LL )，代入图象中的两点(0.25,50)和(0.05，50)0可得 50k(0.25L0)50k(0.05L0)解得 L00.15 m15 cm，k500 N/m.7.如图所示，一根轻质弹
6、簧的原长为 20 cm，竖直悬挂着，当用 15 N 的力向下拉弹簧时，量得弹簧长 24 cm.问：(1) 弹簧的劲度系数为多少？【参考答案】(1)375 N/m(2)12 cm【试题解析】(1)当弹簧受向下的 15 N 的拉力作用时，由胡克定律知 F k(L L )，即 15k(0.240.2)110解得劲度系数 k 15 N/m375 N/m0.04(2)当用 30 N 的力竖直向下压时，设弹簧长为 L2，由胡克定律知 F2k(L L )02整理得 L2L0 kF2300.2 mm0.12 m12 cm.375(2) 若把它竖立在水平桌面上，用 30 N 的力竖直向下压时，弹簧长为多少？【参
7、考答案】D【试题解析】解：A、重力源于地球对物体的吸引，可以不接触，属于非接触力；故 A 正确； B、弹力产生在直接接触且发生弹性形变的物体之间；故 B 正确；C、重力的大小公式 G=mg，而重力加速度与物体所处地理位置有关；故 C 正确；D、静止在水平桌面上的书，书对桌面的压力与桌面对书的支持力是相互作用力，而桌面对书的支持力与书所受的重力是一对平衡力，因此书对桌面的压力大小等于书所受的重力，但不能说成书对桌面的压力就是书所受的重 力，它们的施力物体也不同；故 D 错误；1. 关于重力、弹力，下列说法中错误的是（） A重力源于地球对物体的吸引，是非接触力 B弹力只能发生在相互接触且在接触面上
8、发生了弹性形变的两个物体之间 C重力的大小与物体的质量和物体所处地理位置有关 D静止在水平桌面上的书对桌面的压力就是书所受的重力2. 关于胡克定律 F=Kx 中的 x，下列说法正确的是（）Ax 是弹簧伸长后或压缩后的长度Bx 是弹簧原来的长度Cx 是弹簧变化（伸长或压缩）的长度【参考答案】C【试题解析】胡可定律 F=Kx 中的 x 是指弹簧的伸长量或压缩量，故 ABD 错误，C 正确Dx 是弹簧原长加后来的长度3. 如图所示，A、B 两个木块叠放在水平桌面上，B 对桌面施加一个竖直向下的压力该压力是由于（）AA 发生弹性形变产生的【参考答案】B【试题解析】B 对桌面施加一个竖直向下的压力该压力
9、是 B 发生了向上的形变，要恢复原状，产生了向下的弹力，即对桌面的压力故 B 正确，A、C、D 错误BB 发生弹性形变产生的C桌面发生弹性形变产生的 D桌面和 A 发生弹性形变产生的4. 在下图中，a、b 表面均光滑，天花板和地面均水平a、b 间一定有弹力的是（）A【参考答案】BBCD【试题解析】A、a、b 间无弹力产生因为 a、b 无相互挤压，没有发生形变故 A 错误；B、a、b 间产生弹力细绳偏离竖直方向，a 球因重力作用要向右摆动，b 球因重力作用要向左摆动，则 a、b 相互挤压，产生弹力故 B 正确；C、假设 a、b 有弹力存在，a 对 b 的弹力方向水平向右，b 将向右滚动，而题设条
10、件 b 是静止的，破坏了 b 的平衡状态，则 ab 间不存在弹力故 C 错误；D、假设 a、b 有弹力存在，a 对 b 的弹力方向垂直于斜面向上，则 b 受三个力：竖直向下的重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力，这三个合力不可能为零，即三个力不可能平衡，与题设条件矛盾故 D 错误【参考答案】见解析【试题解析】5. 画出下列静止物体 A（接触面均光滑）所受弹力、重力的示意图【参考答案】见解析【试题解析】NGG6（9 分）以下各图中，物体 A 皆处于静止状态，请画出各图中物体 A 的受力分析图。7. 请画出图中 A 物体所受重力和弹力的受力示意图（所有接触面均光滑， A 物体均静止），必须标
11、出力的符号【参考答案】见解析【试题解析】8. 如图所示，棒光滑，画出它受到的弹力【参考答案】见解析【试题解析】【参考答案】见解析【试题解析】9（8 分）分别对以下图中的小球 A、运动员、木块 A、木块 B 进行受力分析，并画出力的示意图。N2AN1G向上爬杆的运动员一、选择题(本题共 8 小题，每小题 5 分，共 40 分) 1下列关于弹力的说法正确的是() A只要两个物体接触就一定产生弹力 B压力是物体对其支持物的弹力 C支持力不一定垂直支持面【参考答案】B【试题解析】弹力的产生条件是接触且发生弹性形变，两个接触的物体间不一定存在弹力，选项 A 错误；压力是物体作用在支持物上的作用力，该物体
12、是施力者，选项B 正确；支持力一定垂直支持面，选项C 错误；绳子受到的拉力是由于被拉物体的形变而产生的，故拉力方向与被拉物体恢复原状的方向相同，与绳子收缩的方向相反，选项 D 错误。D绳子受到的拉力也是弹力，其方向沿着绳子指向绳子收缩的方向2. 如图所示，a 的质量是 2 kg，b 的质量是 1 kg。设接触面是光滑的，a 和 b 都静止不动，其中 a 受两个或两个以上弹力的是()【参考答案】CD【试题解析】选项 A、B 中物体 a 和 b 尽管接触，但两者并不挤压，所以 a 和 b 之间不产生弹力，a 受的弹力只有地面的支持力；选项 C 中 a 受到地面的支持力和 b 的压力两个弹力的作用；
13、选项 D 中因为 b 的质量小于 a 的质量，因此 a 受到地面的支持力和绳子的拉力两个力的作用。3. 关于胡克定律，下列说法中正确的是() A拉力相同时伸长量也相同的弹簧，它们的劲度系数相同 B劲度系数相同的弹簧，弹簧的伸长量也相同 C知道弹簧的劲度系数，就可以算出在弹性限度内任何拉力下弹簧的伸长量 D劲度系数跟拉力、伸长量没有关系，它只取决于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细等【参考答案】ACD【试题解析】由胡克定律 Fkx 知，x 相同，F 也相同，k 必相同，A 正确；k 相同时，x 与 F 有关，故 B 错误； 由 Fkx 知，C 正确；而劲度系数 k 由弹簧自身的长度、弹簧丝的粗细、材
14、料决定，与是否发生形变无关， D 正确。A50 NC100 NB0D200 N4. 如图所示，两人同时用 100 N 的力分别拉弹簧测力计的秤钩和拉环，则弹簧测力计的读数为()【参考答案】C【试题解析】用弹簧测力计测量力的大小时，弹簧测力计的示数等于弹簧测力计静止时作用在秤钩上力的大小。 故选 C。5. 如图所示，运动员站在水平跳台上，图中 F1 表示人对跳台的压力，F2 表示跳台对人的支持力，则下列说法【参考答案】B【试题解析】F 是人对跳台的压力，是人的形变产生的， A、C 不正确；F 是跳台对人的支持力，是跳台形变产12生的，B 正确；F1 是人对跳台的压力和 F2 是跳台对人的支持力，
15、D 不正确。中正确的是()AF1 就是人的重力BF2 是由于跳台的形变而产生的CF1 是由于跳台的形变而产生的DF1 和 F2 大小相等，方向相反，是一对平衡力6. 一辆汽车停在水平地面上，有下列几种说法： (1)地面受到向下的弹力，是因为地面发生了形变； (2)地面受到了向下的弹力，是因为汽车发生了形变；(3)汽车受到了向上的弹力，是因为汽车发生了形变；(4)汽车受 到了向上的弹力，是因为地面发生了形变。其中正确的是( )A(1)(3)C(2)(3)B(1)(4)D(2)(4)【参考答案】D【试题解析】地面受到向下的弹力是汽车发生了形变，而汽车受到的弹力是地面发生了形变，故(2)(4)正确，
16、选 D。7. 如图甲、乙所示，是探究某根弹簧伸长量 x 与所受拉力 F 之间的关系图，下列说法正确的是()A. 弹簧的劲度系数是 2 N/mB. 弹簧的劲度系数是 2103 N/m22C. 当弹簧受 F 800 N 的拉力作用时，弹簧伸长量为 x 20 cm【参考答案】BD【试题解析】由图可知，kxFF8102x41010 2N/m210 N/m，故 A 错，B 对；当弹簧受 F 800 N 的拉力32作用时，x 80022103m0.4 m40 cm，故 C 错误。当x 20 cm 时，Fkx 210320102 N400 N，故D11正确。11D. 当弹簧伸长量为 x 20 cm 时，弹簧
17、产生的拉力是 F 400 N8. 如图所示，A、B 两物体的重力分别是 GA3 N，GB4 N。A 用细线悬挂在顶板上，B 放在水平面上，A、A7 N 和 0 NB5 N 和 2 NC1 N 和 6 ND2 N 和 5 N【参考答案】BC【试题解析】弹簧中弹力可能是拉力，也可能是压力，若为拉力以 A 为研究对象，受重力 G ，绳拉力 T ，弹簧A1拉力 F，由静止可得：GAFT ，得 T 5 N。以 B 为研究对象，受重力 G ，弹簧拉力 F，地面支持力 N ，由11B1静止得：GBN1F，得 N12 N。同理，若弹簧中弹力为压力，得 T21 N，N26 N。B 间轻弹簧中的弹力 F2 N，则
18、细线中的张力 T 及 B 对地面的压力 N 的可能值分别是()129. 一根弹簧原长为 l010 cm，若在它下面挂重为 G14 N 的重物时，弹簧的长度 l 12 cm，若在它下面挂重为 G 3 N 的重物时，弹簧的长度是多少？【参考答案】11.5 cm【试题解析】根据胡克定律，先由 F G 4 N 和伸长量 x l l 2 cm。计算劲度系数 k11110F14x12102N/m200 N/m。当弹力为 F G 3 N 时，弹簧伸长量：x 222F2 3k200m1.510 2 m，弹簧的长度为 l l x 11.5202cm。10. 如图甲所示，用两根完全相同的弹簧连接起来悬挂一质量 m
19、1 kg 的物体。若弹簧的原长 l020 cm，劲度系数 k100 N/m，不计弹簧的质量。(取 g10 N/kg)(1) 求悬点 O 到物体之间的距离；【参考答案】(1)60 cm (2)25 cm【试题解析】(1)由于弹簧的质量不计，由二力平衡得，两根弹簧中的弹力大小都等于物体的重力 mg，所以两根弹簧的伸长量 x xmg12k100110 m0.1 m10 cm，悬点 O 到物体之间的距离 s2(l0x )60 cm。1(2)若采用题图乙所示的连接方式，则每根弹簧受到的弹力都等于mg，所以每根弹簧的伸长量2x x mg0.05 m5 cm，122k悬点 O(或 O)到物体之间的距离 sl0x125 cm。(2) 若采用如图乙所示的连接方式，悬点 O(或 O)到物体之间的距离又是多少？
