2017-2018学年沪科版必修一 3.2弹力 学案
2017-2018学年沪科版必修一 3.2弹力  学案第2页

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.

【例2】三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、b、c,支点P、Q在同一水平面上,a的重心位于球心,b、c的重心位于球心的正上方和正下方,如图3-2-4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.

图3-2-4

思路分析:弹力的方向一定与接触面垂直指向受力物体,正确找出接触面是判断弹力方向的关键.

解析:相互作用的物体属于点点接触,弹力的方向与过接触点的切面垂直,且指向球心,与重心位置无关,故三种情况下弹力方向是一致的.

如图3-2-5所示,弹力的方向均同a球相同过球心.

图3-2-5

温馨提示

本题出错的原因在于,判断弹力的方向时,根据重心位置去判断,认为弹力的方向应通过重心.

三、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.

【例3】 有一条弹簧受120 N的拉力时,长为44 cm,当在弹簧下挂1 000 N重的货物时,长为55 cm.则不挂重物时,弹簧的长度是多少?弹簧的劲度系数为多少?

解析:设弹簧自然长度为l0,劲度系数为k,根据题意可得:

F1=k(l1-l0)

F2=k(l2-l0)

120=k(0.44-l0)

1 000=k(0.55-l0)

解得:l0=0.425 m,k=8 000 N/m.

答案:0.425 m 8 000 N/m

各个击破

类题演练 1

如图3-2-6所示,一个铅球紧靠墙壁放在水平地板上,那么铅球是否受到墙壁的作用力呢?