2017-2018学年鲁科版必修1 第4章第2节形变与弹力 学案(1)
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课堂互动

三点剖析

弹力的产生条件及判断方法

1.物体直接接触;

2.接触处发生弹性形变.

相互接触是产生弹力的首要条件.但相互接触的物体间不一定存在弹力,只有两物体在接触处产生弹性形变时,两物体间才有弹力产生.当形变不明显难以直接判断时,可用"假设法"判定.

所谓"假设法",就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力(或者没施加弹力).画出假设状态下的受力图,判断受力情况与原有状态是否矛盾.若矛盾,说明假设不正确,则两者间无弹力(或有弹力);若不矛盾,说明假设正确.

弹力的方向的确定

弹力的方向与施力物体的形变方向相反.

具体判断弹力的方向有以下几种情况,下面对各种情况进行简要说明:

1.面与面相接触,物体A所受到的弹力的方向垂直于接触面.

2.圆弧(或球面)与平面接触,柱体(或球体)所受到平面的弹力过弧面(或球面)和平面接触点垂直并指向圆心(或球心);弧面与弧面(或球面与球面)接触处的弹力一定通过两弧面的圆心(或球心)和接触点,即垂直于过接触点的切线(实际是切平面)并指向圆心(或球心).

3.杆所受到的弹力方向.点线接触、点面接触、点与弧面(或球面)接触,均与过接触点的切线(或切面)垂直.

4.绳状(或链条状)物体的受力方向的确定,此类物体只能承受拉力,其形变方向与该处的线状物的切线方向一致.

弹力的大小

1.弹力的大小跟形变大小有关系:形变越大,弹力越大;形变消失,弹力消失.

2.弹性体的弹力与形变量的关系.精确的实验表明:弹性体的弹力与形变量的关系,遵守胡克定律.即弹簧弹力的大小和弹簧伸长(或缩短的)长度x成正比,即F=kx,其中k为弹簧的劲度系数.另外,还可根据物体的运动状态,利用平衡条件或动力学有关规律计算.

注意:

(1)"弹簧原长""弹簧长度""弹簧伸长的长度"这些概念之间的区别.

弹簧原长是指弹簧无形变时的长度,一般用L0表示,弹簧长度是指形变后的长度,用L表示.弹簧伸长的长度是指"弹簧长度"减去"弹簧原长"即x=L-L0.

还要注意胡克定律的适用条件是在弹性限度内,超过了弹性限度不再适用.

(2)列方程组解题是必备的数学基础.

各个击破

【例1】 关于弹力的产生说法,正确的是( )

A.只要两物体相接触就一定产生弹力

B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力

C.只要物体发生形变就一定有弹力产生

D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用

解析:此题根据弹力的产生条件,接触和弹性形变缺一不可判定.A、C都只有弹力产生条件的一个方面,而B只说"相互吸引",只能证明有力存在,不一定是弹力,故选D.

答案:D

类题演练 1