弹力的理解

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所属分类:高一物理

弹力是一种接触力,是高一物理常考查的知识点。它涉及的内容较多,有弹力的方向、弹力大小、弹性势能、弹力的功等。弹力更是高考物理必考的重要知识点,下面无忧物理学习网就弹力的概念、方向以及大小做作全面解析。

弹力的概念

高中物理指出,发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,就会对与其接触的物体有力的作用,这个力就称为弹力。

显然,概念里特别强调"弹力"发生在两个相互接触的物体间,并且要恢复形状的物体对另一物体有力的作用。当然,两个相互接触的物体间发生弹力话,两个物体都会发生弹性形变的。

比如说,书本放在桌面上,书和桌子都发生形变。书发生形变后,书要恢复原状,就会对桌面有弹力作用,即压力。同时,桌面也会发生形变,桌面也要恢复原状,所以就会对书本有弹力作用,即支持力。

另外一点,概念所指的形变必须是"弹性形变"。物体发生形变不一定都是弹性形变,比如说铁锤敲打铁皮,铁皮就会发生形变,但这种形变就不是弹性形变了。而要想产生弹力,物体间的形变必须是弹性形变。

弹力的条件

必须满足两个条件:物体相互接触,发生弹性形变。

"接触"可以用肉眼看出来,但"弹性形变"很多时候就需要分析才知道,特别针对微小形变的物体。运用"假设法"可以解决这个问题。

所谓"假设法",就是假设将其中一个物体拿走,判断另一物体的运动状态是否发生变化。如果运动状态不变化,说明被拿走这个物体可有可无,即物体间没有弹力。反之,如果运动状态变化,说明被拿走这个物体对另一物体有影响,即存在弹力。

如下图所示甲、乙图中,斜面是否对小球有弹力作用?

弹力的理解

分析:运用假设法分析

对甲,没有拿走斜面前,小球静止,拿走斜面后,小球依然静止,说明斜面可有可无,即斜面对球没有弹力作用。

对乙,没有拿走斜面前,小球静止,拿走斜面后,小球会向下摆动,说明斜面对小球是有影响的,即斜面对小球有弹力作用。

弹力的方向

由于弹力包括支持力、压力、绳子拉力、弹簧弹簧。所以针对不同接触物体,弹力的方向有所区别。

1、支持力方向

这种弹力方向是:垂直接触面指向被支持的物体。

2、压力方向

这种弹力方向:垂直接触面指向被压的物体。

3、绳子拉力方向

这种弹力方向:沿着绳子指向绳子收缩方向。

4、弹簧弹力方向

这种弹力方向:沿着弹簧中轴线指向弹簧形变的反方向。

补充:接触面的三种常见情况弹力方向分析

1、点面接触:过点垂直平面指向被支持的物体。如果接触面是曲面,先做切面"化曲为平",再过点垂直平面即可。

弹力的理解

分析AB两点轻杆受到的弹力方向

解析:关键理解"谁的点,谁的面"。在A点处,显然是杆的末点A,而面却是碗的曲面,所以要"化曲为平"

先过A点做碗的切面(切线),然后再过A点垂直该切面即是杆在A的弹力方向。注意,该弹力方向刚好过碗的圆心处。

B处,却是碗的最右端点,而面却是杆的平面了。所以直接过碗的最右端点垂直杆所在平面,就是杆在B处的弹力方向。

如下图所示:

弹力的理解

再比如下图:

弹力的理解

2、面面接触:过切点垂直公切面指向被支持的物体

弹力的理解

分析两球相切,判断A受到的弹力方向

解析:先做两球切面,然后直接过切点垂直切面指向A,即是A受到的弹力方向。如下图所示:

弹力的理解

经典例题

1、电灯悬挂在电线上处于静止状态,下列说法正确的是()

A.电线受到的拉力,就是电灯所受重力

B.电线受到的拉力在数值上等于电灯受到的重力

C.电线对吊灯之所以有拉力,是因为电线发生微小形变引起的

D.电线对吊灯之所以有拉力,是因为吊灯发生微小形变引起的

答案:BD

解析:对选项,由于弹力属于接触力,而重力属于吸引力,因此两者不是同一性质的力,故A错误;

B选项,由于吊灯静止不动,由二力平衡可知,在数值上F=mg,故B正确;

C选项,吊灯受拉力,是因为电线发生形变后,电线要恢复原状,就会对吊灯有弹力,故C正确,则D错误。

2、画出细杆在AB两点受到的弹力方向

弹力的理解

解析:在A处,由于点面接触,杆的"",地面的"",过A点直接垂直地面并指向杆即是A点弹力方向。

B点,属于点面接触,圆的"切点",杆的"",直接过切点垂直杆并指向杆即是B点的弹力方向。如下图所示:

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