第三章 研究物體間的相互作用第一節(jié)探究形變與彈力的關(guān)系1產(chǎn)生形變的物體由于_，會對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力彈力的產(chǎn)生有兩個條件：_和_如果形變過大，超過一定限度，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個限度叫_2通常所說的壓力和支持力都是彈力，壓力和支持力的方向都_物體的接觸面，分別指向被壓和被支持的物體繩子的拉力也是彈力，它的方向沿繩指向繩_的方向3在彈性限度內(nèi)，彈簧發(fā)生彈性形變，彈簧彈力F的大小跟彈簧的伸長(或縮短)量x成_，表達式為F_，其中比例系數(shù)k叫_，其單位是_4力的圖示就是把一個力的_、_和_這三要素用一條帶箭頭的線段準(zhǔn)確、形象地表示出來，線段的箭頭指向表示力的_，線段的長度表示力的_，用箭尾(或箭頭)表示力的_5物體靜止在水平桌面上，物體對水平桌面的壓力()A就是物體的重力B是由于物體的形變而產(chǎn)生的C是由于桌面的形變而產(chǎn)生的D是由于地球的吸引而產(chǎn)生的6下面關(guān)于彈力的說法正確的是()A只要物體相互接觸，就一定有彈力產(chǎn)生B兩個物體不相互接觸，有時也可以產(chǎn)生彈力作用C壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面，指向被壓或被支持的物體D微小的力不能使堅硬的物體發(fā)生形變7在彈性限度之內(nèi)，一輕彈簧受到10 N的拉力時，它的伸長量是4 cm，則該彈簧勁度系數(shù)是_N/m，當(dāng)彈簧不受拉力時，該彈簧勁度系數(shù)是_ N/m，當(dāng)彈簧兩端受到拉力為10 N，彈簧的伸長量是_ cm.【概念規(guī)律練】知識點一彈力的產(chǎn)生1(雙選)關(guān)于彈力，下面說法正確的是()A兩個彈性物體只要相互接觸就一定會產(chǎn)生彈力B靜止在水平面上的物體，對水平面的壓力就是物體的重力C產(chǎn)生彈力的物體一定發(fā)生彈性形變D彈力的大小與物體的形變程度有關(guān)，形變程度越大，彈力越大2下列說法正確的是()木塊放在桌面上要受到一個向上的彈力，這是由于桌面發(fā)生微小的形變而產(chǎn)生的拿一根細(xì)竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿對它的彈力，是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是因為電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的A BC D知識點二彈力的方向3按下列要求畫出圖1中彈力的方向：圖1(1)擱在光滑豎直墻與水平地面間的棒在A、B兩處受到的彈力；(2)擱在光滑半球形槽內(nèi)的棒在C、D兩處受到的彈力；(3)用細(xì)繩懸掛、靠在光滑豎直墻上的小球受到的彈力4畫出圖2中各個靜止物體A所受的彈力，各個接觸面和點均光滑圖2知識點三胡克定律的應(yīng)用5關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)，下列說法中正確的是()A與彈簧受的拉力有關(guān)B與彈簧發(fā)生的形變有關(guān)C由彈簧本身決定，與彈簧所受的拉力大小及形變程度無關(guān)D與彈簧本身特征、所受拉力大小、形變的大小都有關(guān)6如圖3所示，一根彈簧的原長為20 cm，豎直懸掛著，當(dāng)用15 N的力向下拉彈簧時，量得彈簧長24 cm.若把它豎立在水平桌面上，用30 N的力豎直向下壓時，彈簧長多少？圖3知識點四力的圖示和力的示意圖7.圖4如圖4所示，物體A對物體B的壓力是10 N，試畫出這個力的圖示和示意圖【方法技巧練】一、判斷有無彈力的方法8如圖5甲所示，木板AB和BC成120°固定角，BC板水平，光滑的金屬球靜止在BC板上，并與AB板接觸，問木板AB和BC對球是否有彈力？如果同時將兩板逆時針轉(zhuǎn)過一個小角度，球仍靜止，如圖乙所示，此時木板AB和BC對球是否有彈力？圖5二、利用圖象分析彈簧彈力隨形變量的變化9下表是某同學(xué)為探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系所測得的幾組數(shù)據(jù)：彈力F/N0.51.01.52.02.5彈簧測力計的伸長量x/cm2.65.06.89.812.4(1)請在圖6中的坐標(biāo)紙上作出Fx圖象圖6(2)寫出曲線所代表的函數(shù)(x用cm作單位)(3)解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義1(雙選)關(guān)于彈力下述說法正確的是()A輕繩對物體的彈力總是沿繩方向B輕桿對物體的彈力總是沿桿方向C用一根竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿的彈力是由于木頭發(fā)生形變產(chǎn)生的D在彈性限度內(nèi)，某一彈簧的彈力與其形變量的比值是常數(shù)2關(guān)于胡克定律，下列說法錯誤的是()A由Fkx可知，在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量x成正比B由k可知，勁度系數(shù)k與彈力F成正比，與彈簧的長度改變量x成反比C彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的因素決定的，與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無關(guān)D彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時彈力的大小3.圖7在半球形光滑容器內(nèi)放置一細(xì)桿，如圖7所示，細(xì)桿與容器的接觸點分別為A、B兩點，則容器上A、B兩點對細(xì)桿的作用力方向分別為()A均豎直向上B均指向球心CA點處指向球心，B點處豎直向上DA點處指向球心，B點處垂直于細(xì)桿向上4一輛汽車停在水平地面上，下列說法中正確的是()A地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力B地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；汽車受到了向上的彈力，是因為汽車也發(fā)生了形變C汽車受到向上的彈力，是因為地面發(fā)生了形變；地面受到向下的彈力，是因為汽車發(fā)生了形變D以上說法都不正確5.圖8如圖8所示，一小球用兩根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩2恰好豎直，則小球所受的作用力有()A1個 B2個C3個 D4個6如圖9所示，對靜止于水平地面上的重為G的木塊，施加一豎直向上的逐漸增加的力F，若F小于G，下列說法正確的是()圖9A木塊對地面的壓力隨F增大而增大B木塊對地面的壓力隨F增大而減小C木塊對地面的壓力和地面對木塊的支持力是一對平衡力D木塊對地面的壓力就是木塊的重力7如圖10所示，彈簧秤和細(xì)線的重力不計，一切摩擦不計，重物的重力G10 N，則彈簧秤A和B的讀數(shù)分別為()圖10A10 N,20 N B10 N,10 NC10 N,0 N D0 N,0 N8如圖11所示，小球和光滑斜面接觸，并處于靜止?fàn)顟B(tài)，則小球受到的力是()圖11A重力、繩的拉力B重力、繩的拉力、斜面的彈力C重力、斜面的彈力D繩的拉力、斜面的彈力9.圖12如圖12所示，彈簧的勁度系數(shù)為k，小球重力為G，平衡時小球在A位置今用力F將小球向下拉長x至B位置，則此時彈簧的彈力為()AkxBkxGCGkxD以上都不對題 號123456789答 案10.圖13如圖13所示，兩根彈簧原長都是20 cm，勁度系數(shù)均為k20 N/m，小球質(zhì)量為0.1 kg，若不計彈簧的質(zhì)量和小球的大小，求懸點O到小球之間的距離(g取10 N/kg)11.如圖14所示，為一輕質(zhì)彈簧的彈力F和長度l大小的關(guān)系圖象，試由圖線確定：圖14(1)彈簧的原長；(2)彈簧的勁度系數(shù)；(3)彈簧長為0.20 m時彈力的大小12一根輕彈簧的伸長跟所受的外力(F)之間的關(guān)系如圖15所示，試求：圖15(1)彈簧的勁度系數(shù)k；(2)若彈簧原長l060 cm，當(dāng)把彈簧壓縮到40 cm長時，需要多大的壓力F?(3)如果用600 N的拉力(仍在彈性限度內(nèi)，彈簧原長同上)，彈簧長度l是多少？第三章研究物體間的相互作用第一節(jié)探究形變與彈力的關(guān)系課前預(yù)習(xí)練1要恢復(fù)原狀直接接觸發(fā)生彈性形變彈性限度2垂直于收縮3正比kx勁度系數(shù)N/m4大小方向作用點方向大小作用點5B物體對水平桌面的壓力是由于物體形變而產(chǎn)生的彈力，B正確6C彈力產(chǎn)生的條件是相互接觸且發(fā)生彈性形變，A、B錯誤；壓力和支持力在性質(zhì)上都是彈力，它們的方向總是垂直于接觸面，指向被壓或被支持的物體，C對；微小的力也能使堅硬的物體發(fā)生形變，D錯72502504解析根據(jù)Fkx，k N/m250 N/m，彈簧不受拉力時，該彈簧勁度系數(shù)仍然是250 N/m.當(dāng)彈簧兩端受到的拉力為10 N時，和輕彈簧一端受到10 N的拉力時一樣，也伸長4 cm.課堂探究練1CD彈力產(chǎn)生的兩個條件：接觸；彈性形變，兩者缺一不可，故A錯彈力與重力性質(zhì)不同，故B錯C、D正確2D彈力是發(fā)生形變的物體對使其產(chǎn)生形變的物體的作用力，施力物體是發(fā)生形變的物體，受力物體是使其發(fā)生形變的物體3如下圖所示解析(1)棒在重力作用下對A、B兩處都有擠壓作用，因A、B兩處的支持物都為平面，所以其彈力垂直平面分別向上和向右(2)棒對C、D兩處有擠壓作用，因C處為曲面，D處為支持點，所以C處彈力垂直其切平面指向被支持的物體沿球半徑指向球心；D處彈力垂直跟它接觸的平面指向被支持的物體垂直于棒斜向上(3)球在重力作用下擠壓墻壁，拉緊繩子，所以墻產(chǎn)生的彈力垂直墻面指向球；繩子產(chǎn)生的彈力沿著繩子向上點評有些同學(xué)常把前面兩圖中A點與C點的彈力畫成沿著棒的方向如下圖所示是不正確的因為彈力是被動力，它是在受到外力作用形變后產(chǎn)生的，在圖中A、C兩處棒使支持面形變的壓力分別是垂直向下壓向地面和沿半徑方向壓向槽壁的4見解析解析作出圖中各物體A所受的彈力，如下圖所示由于各個接觸點或面均光滑，所以甲圖中臺階處無彈力(臺階處彈力的確定，可采用假設(shè)法)；丙圖中斜壁對球無彈力，道理同甲5C612 cm解析當(dāng)彈簧受向下的15 N的拉力作用時，由胡克定律知F1k(L2L1)，即15k(0.240.2)解得勁度系數(shù)為k N/m375 N/m，當(dāng)用30 N的力向下壓時，設(shè)彈簧長為L3，由胡克定律知F2k(L1L3)整理得L3L10.20 m m0.12 m12 cm.7見解析解析畫力的圖示，要嚴(yán)格按照以下步驟進行(1)選定標(biāo)度：此題選2 mm長的線段表示2 N的力(2)從力的作用點沿力的方向畫一條線段，線段長短根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小成正比，線段上加刻度，如上圖甲所示，也可以如上圖乙所示，從O點(用O點代替B物體)豎直向下畫一段五倍于標(biāo)度的線段；(3)在線段上加箭頭表示力的方向畫力的示意圖：從作用點或從B的中心處沿力的方向畫一線段，并加上箭頭，表示方向，然后標(biāo)明FN10 N即可，如上圖丙所示點評作力的圖示的具體步驟：(1)選定標(biāo)度，即用某一長度的線段來表示一定大小的力，選標(biāo)度應(yīng)根據(jù)力的大小合理選取，一般情況下線段分25段，不能過多也不能太少(2)從力的作用點沿力的方向畫一線段，根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段的長度，并在線段上加上刻度(3)在線段上沿力的方向加上箭頭8在圖甲中，木板AB對球無彈力，木板BC對球有彈力在圖乙中，木板AB和BC都對球有彈力解析木板與球已經(jīng)接觸，是否有彈力就看接觸處是否有微小形變；微小形變是看不出來的，只能借助于假設(shè)法判斷假設(shè)撤去木板AB，即假設(shè)球不受AB板的彈力，看球是否還能保持題設(shè)的“靜止”狀態(tài)若能，說明球不受AB板的彈力作用；若不能，則說明球受AB板彈力的作用因此，在圖甲中，AB板對球無彈力，而BC板對球必有彈力這就是說，相互接觸的物體間不一定有彈力的作用在圖乙中，木板AB和BC也都與球接觸，現(xiàn)在撤去AB和BC中的任何一個，球都不能保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)(因為光滑的球不可能自己在斜面上保持靜止)，所以AB和BC板都對球有彈力方法總結(jié)判斷彈力的有無一般有以下兩種方法：(1)根據(jù)產(chǎn)生條件來判斷，即看物體是否存在彈性形變及彈性形變的方向(2)根據(jù)彈力的效果來判斷其有無及方向，如是否使物體平衡或使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變在有些情況下彈性形變不太明顯或不能直觀地看出是否有彈性形變，我們常常用假設(shè)法判斷是否有彈力可假設(shè)把與物體接觸的面去掉，看物體還能否在原位置保持原來的狀態(tài)，從而判斷該物體是否受彈力作用例如：如圖所示，將甲圖中與小球接觸的斜面去掉，小球無法在原位置保持靜止，而把乙圖中的斜面去掉，小球仍靜止，故甲圖中小球受斜面的彈力，乙圖中小球不受斜面的彈力假設(shè)有彈力，分析物體所處的狀態(tài)是否與題給狀態(tài)一致例如：如圖丙所示，一球靜止在光滑水平面AC上且和AB面接觸如果AC面對球沒有彈力，球?qū)o法靜止，故AC面對球的彈力是存在的但是如果AB面對球有彈力，球就不能保持靜止，與實際情況不符，故AB面對球的彈力是不存在的9(1)見解析圖(2)F0.2x N(3)表示使彈簧伸長(或壓縮)1 cm所需的拉力為0.2 N解析(1)將x軸每一小格取為1 cm，y軸每一小格取為0.25 N，將各點描到坐標(biāo)紙上，并連成直線，如下圖所示(2)由圖象得：F0.2x N；(3)函數(shù)表達式中的常數(shù)表示使彈簧伸長(或壓縮)1 cm所需的拉力為0.2 N.課后鞏固練1AD2B根據(jù)胡克定律可知：Fx，其中x為彈簧的形變量，比例系數(shù)k稱為勁度系數(shù)，是由彈簧本身決定的，與彈簧的形變量x無關(guān)，故選項A、C、D對，B錯3D4C汽車停在水平地面上，汽車受到的彈力是因為地面發(fā)生形變而又要恢復(fù)原狀時對阻礙恢復(fù)的物體(汽車)產(chǎn)生的作用；地面受到的彈力是由于汽車發(fā)生了形變又要恢復(fù)原狀時對阻礙恢復(fù)的物體(地面)產(chǎn)生的作用，故C正確，A、B、D錯誤5B6B對物體進行受力分析如右圖所示，由平衡狀態(tài)可知GFNF，在F增大的過程中，G不變，所以地面對物體的支持力FN減小，即木塊對地面的壓力隨F增大而減小，A錯，B對；木塊對地面的壓力與地面對物體的支持力的受力物體不同，不能稱為平衡力，且壓力與重力是兩種不同性質(zhì)的力，所以C、D都錯7B彈簧秤的示數(shù)顯示的是左右兩邊物體對彈簧秤的拉力，物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，拉力大小就等于物體所受重力大小，所以選項B正確8B小球在任何情況下都受到重力的作用，由于繩子斜拉，故小球和斜面有擠壓，受到斜面給的彈力作用，也受到繩的拉力作用，缺少哪個力，它都不可能靜止9B對此題，易錯選A項，其原因是：x不是彈簧變化后的長度與原長的差值小球在A位置時彈簧已經(jīng)伸長了(設(shè)此時伸長量為x), 這樣FBk(xx)kxkx，小球在A位置平衡，即Gkx，所以FBkxG，故選項B是正確的1050 cm解析由胡克定律Fkx可知，彈簧的形變量大小取決于彈簧的彈力由平衡條件可知，彈簧1和2的彈力都等于mg.則x15 cm，x25 cm.所以懸點O到小球之間的距離d2l0x1x250 cm.11(1)10 cm(2)200 N/m(3)20 N解析讀懂圖象是求解本題的關(guān)鍵：(1)當(dāng)彈簧的彈力為零時，彈簧處于原長狀態(tài)，由圖可知原長l010 cm.(2)當(dāng)彈簧長度為15 cm時，彈力大小為10 N對應(yīng)彈簧的伸長量為l(1510)cm5×102 m，由胡克定律Fkx得k N/m200 N/m.(3)當(dāng)彈簧長為0.20 m時，彈簧伸長量為：l(0.200.10) m0.10 m由胡克定律Fkx得Fk·l200×0.10 N20 N.12(1)k1 500 N/m(2)F300 N (3)l100 cm