探究形变与弹力的关系 练习与解析
1.如图3-5所示,篮球放在水平地板面上并与竖直墙面相靠,且处于静止状态.则篮球的受力情况是( )
A.受重力,水平面的支持力和墙面的弹力
B.受重力,水平面的支持力和墙面的静摩擦力
C.受重力,水平面的支持力和水平面的静摩擦力
D.受重力和水平面的支持力
答案:D
解析:根据弹力和摩擦力产生的条件,我们利 ( http: / / www.21cnjy.com )用拆迁法假设将竖直墙壁拆去,篮球状态不变,故不受墙壁的弹力,亦不受摩擦力.由于篮球没有相对运动的趋势,故也不受静摩擦力.
2.下列关于弹力产生条件的叙述正确的是( )
A.只要两个物体接触就一定产生弹力
B.两个接触的物体间不一定产生弹力
C.如果物体的形变超过了它的弹性限度,则不会有弹力产生
D.即使物体的形变超过了它的弹性限度,也会有弹力产生
答案:BD
解析:弹力产生需要同时 ( http: / / www.21cnjy.com )满足两个条件:一是物体间要相互接触;二是物体要发生弹性形变.有的物体在力的作用下形变超过了其弹性限度,也照样会产生弹力,只是弹力没有以前大.
3.关于物体对水平支持面的压力F,下列说法正确的是( )
A.F就是物体的重力
B.F是由于支持面发生微小形变产生的
C.F的作用点在物体上
D.F的作用点在支持面上
答案:D
解析:弹力产生的原因是 ( http: / / www.21cnjy.com )由于产生形变的物体要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,故B不对.因压力是由于物体形变引起的,压力的作用点是在受力物体的表面处.
4.下列说法正确的是( )
A.木块放在桌面上受到向上的支持力,这是由于木块发生微小形变而产生的
B.有一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的推力,这是由于木头发生形变而产生的
C.绳对物体的拉力方向是竖直向下的
D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力
答案:D
解析:弹力产生的原因是由于产生形 ( http: / / www.21cnjy.com )变的物体要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,故A、B均错误.由于弹力的方向总是指向形变恢复的方向,故选D.
5.下列叙述中错误的是( )
A.压力、支持力和拉力都是弹力
B.压力和支持力的方向总是垂直接触面
C.轻绳、轻杆上产生的弹力方向总是在沿着绳、杆的直线上
D.轻杆不同于轻绳,弹力的方向可以不在沿杆的直线上
答案:C
解析:压力、支持力、拉力均是按效果命 ( http: / / www.21cnjy.com )名,均属于弹力.软绳所受弹力的方向是沿着绳子的方向,但对硬杆,其产生的弹力方向可以沿任意方向.因此选C.
6.在半球形光滑容器内,放置一 ( http: / / www.21cnjy.com )细杆,如图3-6所示,细杆与容器的接触点分别为A、B两点,则容器上A、B两点对细杆m的作用力的方向分别为( )
A.均竖直向上
B.均指向球心
C.A点处的弹力指向球心O,B点处的弹力竖直向上
D.A点处的弹力指向球心O,B点处的弹力垂直于细杆向上
答案:D
解析:A点与容器是点弧接触,容器对杆的弹力垂直于弧在A点的切线并指向球心;B点是点线接触,容器对细杆的弹力垂直于细杆.故选D.
7.如图3-7所示,地面受到的弹力的大小等于( )
A.A和B一起对地面压力之和
B.B对地面的压力
C.A的重力加上B对地面的压力
D.A和B的重力
答案:BD
解析:压力是作用在相互接触的表 ( http: / / www.21cnjy.com )面上,其大小跟其他的接触面上产生的压力无关.对于水平接触面,由于重力的方向总是竖直向下,故地面所受压力大小等于重力大小.因此选BD.
8.两个物体A和B,质量 ( http: / / www.21cnjy.com )分别为M和m,用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止于水平地面上,如图3-8所示.不计摩擦力,地面对A的作用力的大小与A对绳的作用力的大小分别为( )
A.mg,(M-m)g
B.mg,mg
C.(M-m)g,mg
D.(M+m)g,(M-m)g
答案:C
解析:物体A受到三个力的作用:重力、地面对它向上的支持力、绳子对它向上的拉力.由于A处于静止状态,因此选C.
9.质量均匀的钢管,一端支在 ( http: / / www.21cnjy.com )水平地面上,另一端被竖直细绳悬吊着(如图3-9),钢管受到几个力的作用?施力物体分别是什么?画出钢管受力的示意图.
答案:钢管共受三个力作用,施力物体分别为:地球、地面、细绳.示意图略
解析:钢管受到三个力的作用,它们 ( http: / / www.21cnjy.com )分别是:重力G、地面对它的弹力N、细绳对它的拉力F.施力物体分别是地球、地面、细绳.钢管受力的示意图如图所示.
10.用一测力计水平拉一端固定的弹簧,以此来测定此弹簧的劲度系数k,测出的拉力F与弹簧长度L之间的数据如下表所示:
F/N 1.10 1.50 2.00 3.00 3.50 4.00
L/cm 22.0 22.35 22.70 23.31 23.65 24.00
(1)作出此弹簧的F—L图线.
(2)图线与L轴的交点表示什么物理意义?其值为多少?
(3)此弹簧的劲度系数为多少?
答案:(1)见下图(2)原长,21.60cm(3)179N/cm
( http: / / www.21cnjy.com )
解析:描点时根据数据描下对应的点,连线时要让直线两侧的点数大致相同,这样可以减小偶然误差.
根据胡克定律:F=k(x-x0)
选择两个有代表性的点如(2.5, ( http: / / www.21cnjy.com )23.00)和(3.8,24.00),将这两组数据代入方程中,分别求出k值,再取平均值得179N/cm.(共9张PPT)
第一节 探究形变与弹力的关系
在运动场上跳远时要用踏跳板,撑杆跳高运动员的杆,短跑的起跑器都是利用弹力。
同学们还可以举出更多利用弹力的例子吗?
——拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板、跳马的踏板……
弹力是怎样产生的呢?
弹力的概念:
——产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。
——弹力是伴随着物体的形变而产生的。
注意二个概念
形变——物体形状和体积发生变化简称为形变。
弹性——物体具有的形变后恢复原状的性质称为弹性。
【请带着以下问题阅读教材P36并回答】
1.什么是形变?是什么原因导致了形变?
2.常见的形变有哪些形式?
3.怎样理解弹性限度?
4.你能细致叙述弹力产生的过程吗?
1.常见的形变
①压缩形变 ②拉伸形变 ③弯曲形变 ④扭曲形变
2.形变的产生原因——外力的作用(力的作用效果之一)
【说明】在外力的作用下,任何物体都会发生形变
一.认识形变——物体形状和体积发生变化简称为形变。
3.微小形变的观察:
4.弹性限度——①形变角度 ②外力角度 ③弹性角度
5.形变的类型:
①弹性形变——撤去外力后,物体能完全恢复原状。
②非弹性形变——撤去外力后,物体不能完全恢复原状。
①通过光线“放大”形变
②通过液柱高度变化“放大”形变
【注意】“弹性限度内” = “弹性形变”
2.弹力的产生过程:
①外力作用在物体上
②受力物体发生弹性形变
③发生弹性形变的物体恢复形变
④恢复形变过程中对施加外力作用的物体有弹力作用
二.探究弹力——弹力是伴随着物体的形变而产生的。
1.弹力——产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。
【小贴士】弹力的产生与历史经验的吻合
哪里有压迫,哪里就有反抗,
压迫越深重,反抗就越强烈。
3.常见的弹力表现(只要符合弹力产生特征的力都归属于弹力)
①物体间的压力
②物体间的支持力
③绳子的拉力 ……
①物体间的压力——垂直于支持面,指向被压的物体;
②物体间的支持力——垂直于支持面,指向被支持的物体。
③绳子的拉力——沿绳子走向,指向绳子收缩的方向;
4.弹力的矢量性(方向)
三.探究弹力与形变的定量关系
①式中比例系数 k 称为弹簧的劲度系数。
②不同的弹簧,其劲度系数一般是不同的。
③影响k的因素:材料、粗细、长度、匝数······
④胡克定律通常用来计算弹簧弹力的大小。
胡克定律
——在弹性限度内,弹簧弹力 F 的大小与弹簧的伸长(或缩短)量 x 成正比。
即
F = k x
本节小结
1.常见的形变
①压缩形变 ②拉伸形变 ③弯曲形变 ④扭曲形变
2.形变的产生原因——外力的作用
3.形变的类型(弹性限度)
①弹性形变——撤去外力后,物体能完全恢复原状。
②非弹性形变——撤去外力后,物体不能完全恢复原状。
一.认识形变——物体形状和体积发生变化简称为形变。
二.探究弹力——弹力是伴随着物体的形变而产生的。
胡克定律
——在弹性限度内,弹簧弹力 F 的大小与弹簧的伸长(或缩短)量 x 成正比。
即
F = k x
【题目】自行设计实验测定一精确弹簧秤弹簧的劲度系数
【内容】学生自行组织利用工具研究一精确弹簧秤弹簧的劲度系数的测定方法,方法不限,记录实验数据,写出实验报告。
【要求】实验报告必须说明:
①实验目的
②实验原理
③实验仪器
④实验方法和步骤
⑤实验结论。
【探究活动】——自行设计实验测定一精确弹簧秤弹簧的劲度系数探究形变与弹力的关系 同步练习
1、形变:物体的 或 的改变叫做形变。
在外力停止作用后, 的形变叫弹性形变。课本提到的形变,一般是指弹性形变。
2、弹力的方向:弹力的方向总与施力物体的形变方向 ,总与受力物体的形变方向 。
3、压力或支持力的方向总是 于接触面而 被压或被支持的物体;绳的拉力的方向总是 而指向 的方向。
4、下列说法不正确的是()
任何物体受到外力作用后都会产生形变]
弹力是伴随着物体的形变而产生的
物体不发生形变也会产生弹力
当使物体产生形变的外力撤去后,物体不一定能完全恢复原状
5、关于物体对水平支持面的压力N,下列说法正确的是( )
N就是物体的重力
N是由于支持面发生微小形变产生的
N的作用点在物体上
N的作用点在支持面上
6、两长度相同的轻弹簧,其劲度系数分别为k1:k2=3:4,则在它们下面挂上同样重物时,它们的伸长量之比x1:x2是( )
A、3:4 B、4:3 C、1:1 D、1:2
7、下列关于弹力的说法正确的是( )
通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力]
轻绳或轻杆上产生的弹力,其方向总是在沿绳或杆的直线上
两物体相互接触可能有弹力存在
压力和支持力的方向总是在垂直于接触面的直线上
8、两条劲度系数均为k的轻弹簧,连接后竖直悬挂。在其中点和下端同时挂上一个重G的小球,则两弹簧的伸长之和为( )
A、2G/k B、G/k C、3G/k D、G/2k
9、关于弹力,下列说法中正确的是( )
形变微小时,弹力很小
形变量越大,弹力就越大,弹力大小总是与形变量成正比的
放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体所受的重力
通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力
10、一弹簧原长6cm,受10N拉力作用时长度变为7cm。若受20N外力作用时仍在弹性限度范围以内,则此时弹簧的长度可能为( )
A、8cm B、4 cm C、3 cm D、9 cm
11、画出图中A物体受到的弹力。
12、一根弹簧受到10N的拉力时,它的长度 ( http: / / www.21cnjy.com )是11cm,当它受到15N的拉力时,长度是13cm,则弹簧的原长是 cm。弹簧的劲度系数是 ;当弹簧受到30N的拉力,且仍在弹性限度内时,弹簧的劲度系数是 。
答案:
1、略 2、略 3、略 4、C 5、D
6、B 7、ACD
8、C 9、D 10、AB 11、略 12、10.96 250 250
A
A3.1 探究形变与弹力的关系
学习目标:
1. 了解形变的概念。
2. 理解弹力是物体发生弹性形变时产生的。
3. 知道什么是弹力及弹力产生的条件。
4. 能够正确判断弹力的有无和弹力的方向。
5.知道压力、支持力、拉力都是弹力,并能在具体问题中正确画出它们的方向。
6.知道形变越大,弹力越大,掌握胡克定律的内容和适用条件。
学习重点: 1. 弹力有无的判断。
2. 弹力方向的判断。
学习难点:
主要内容:
一、形变
物体的形状和体积的改变叫形变。
1.形变产生的原 ( http: / / www.21cnjy.com )因是受到了外力作用。任何物体在外力的作用下都能发生形变。只是形变的明显程度不同。有的形变比较明显(如弹簧的伸长或缩短),可以直接看出;有的形变微小,需要采用特殊方法才可观察到.如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变,利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变,都是把微小形变放大以利于观察。把微小变化放大以利于观察或测量的实验方法,叫“微量放大法”,这是物理学中研究问题的一种重要方法。
2.形变的分类
①从形变可否恢复原状分:
A.弹性形变:在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,如弹簧、钢条在通常情况下发生的形变都叫做弹性形变。
B.塑性形变:在外力停止作用后,不能恢复原来形状的形变,如保险丝、橡皮泥等发生的形变都叫做塑性形变(非弹性形变)。
注意:如果对弹簧、钢条用 ( http: / / www.21cnjy.com )力过大,使之形变超过一定限度,既使撤去外力,也不能完全恢复原状,这个限度叫弹性限度。在弹性限度内,弹簧、钢条发生的形变都是弹性形变。
研究弹性形变有实际意义,今后凡说到形变(除非特别说明),都指弹性形变。
②从对外表现形式上可分为拉伸形变(或压缩形变)、弯曲形变、扭转形变等。
二、弹力
发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
1.弹力的施力物体是发生形变的物体;受力物体是与施力物体接触,使施力物体发生形变且阻碍其恢复原状的物体。
2.弹力的产生条件:①物体直接接 ( http: / / www.21cnjy.com )触;②发生形变。互相接触的物体之间是否存在弹力,取决于是否存在形变。有些物体形变明显,如弹簧的伸长或缩短,很容易判断出是否有弹力;有些接触物体间形变不明显,判断有无弹力可用假设法。即假设把相接触的某个物体撤去,看研究对象的运动状态有无改变:若无改变,则无弹力作用;若发生改变,则有弹力存在。
3.通常所说的拉力、压力、支持力等,实质上都是弹力。
4.弹力的方向是从施力物体指向受力物体,与施力物体形变的方向相反。具体地说:
①绳子拉力(绳子对所拉物体的弹力)的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
②压力的方向垂直于支持面指向被压的物体。
③支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体。
④“支持面”就是两物的接触面。深入考察一般物体的接触情况,大致有以下几种:
A.平面与平面接触:弹力与平面垂直;
B.点与平面接触:弹力通过接触点垂直于平面;
C.点与曲面接触:弹力通过接触点垂直于过点的切面;
D.曲面与曲面接触:弹力通过接触点垂直于公切面(相当于点与点接触)。
5.弹力的大小跟形变的大小有关:形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力也随之消失。
①弹力具有被动适应性。当物体受力情况或运动状态改变时,形变情况将随着改变,弹力也随着变化。
②弹力大小和物体形变 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系一般比较复杂。而弹簧的弹力和其形变(伸长和缩短)的关系比较简单:在弹性限度内,弹簧伸长或缩短的长度越大,弹簧的弹力就越大。弹簧的弹力大小跟弹簧的伸长(或缩短)的长度成正比。
※上述关系可用胡克定律表示:
F=kx
式中F为弹 ( http: / / www.21cnjy.com )力大小。x为弹簧伸长(或缩短)量。k为弹簧的劲度系数,其大小由弹簧本身的结构(如材料、长度、弹簧丝粗细、截面积、匝数等)决定。其单位是N/m,如k=1000N/m,表示使弹簧伸长或缩短1m需用1000N的力。
6.弹力的作用点在两物体接触处的受力物体上。
【例一】一物体静止在桌面上,则( )
A.物体对桌面压力就是物体的重力。
B.桌面发生形变对物体产生支持力。
C.物体对桌面压力是桌面发生形变而产生的。
D.压力、支持力是物体受到的一对平衡力。
【例二】如图所示,质量为m的小球,在互成120°的两光滑平面间静止,且0N水平,则球对OM面的压力大小为___________。
【例三】画出下列各图中A物体所受弹力的示意图。
【例四】在一根长lo=50cm ( http: / / www.21cnjy.com )的轻弹簧下竖直悬挂一个重G=100N的物体,弹簧的长度变为l1=70cm。则该弹簧的劲度系数k=________,若再挂一重为200N的重物,弹簧的伸长量将为__________cm。
课堂训练:
1.下列关于弹力方向的说法正确的是( )
A.弹力的方向总是垂直于接触面并指向使其发生形变的物体。
B.弹力的方向总是竖直的。
C.弹力的方向总是与形变的方向相反。
D.弹力的方向总与形变的方向一致。
2.关于弹簧的劲度系数,下列说法中正确的是( )
A.与弹簧所受的拉力有关,拉力越大,k值也越大。
B.与弹簧发生的形变有关,形变越大,k值越小。
C.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关。
D.与弹簧本身特征、所受拉力大小、形变的大小都有关
3.如图所示,一弹簧竖立在水平面上,它的倔强系数为100N/m,在弹
性限度内,要使其压缩4cm,需加压力是多大
4.如图所示,弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1N,则弹
簧秤A和B的示数分别为( )
A.1N,0 B.0,1N
C.2N,1N D.1N,1N
课后作业:
1.关于弹性形变的概念,下列说法中正确的是( )
A.物体形状的改变叫弹性形变。
B.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变。
C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变。
D.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变。
2.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.看不出有形变的物体间一定没有弹力。
C.只有发生弹性形变的物体才产生弹力。
D.发生形变的物体有恢复原状的趋势,对跟它接触的物体会产生弹力。
3.关于弹力方向的有关说法正确的是( )
A.放在斜面上的物体受到斜面给的弹力方向是竖直向上的。
B.放在水平地面上的物体受到的弹力方向是竖直向下的。
C.将物体用绳吊在天花板上,绳受物体给的弹力方向是向上的。
D.弹力的方向垂直于接触面或接触点的切线而指向受力物体。
4.下列说法正确的是( )
A.水杯放在水平桌面上受到一个向上的弹力,这是因为水杯发生微小形变而产生的。
B.拿一细竹杆拨动水中漂浮的木块,木块受到的弹力是由于木块发生形变而产生的。
C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
D.挂在电线下的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的。
5.如图示,一个重600N的人用300N的力 ( http: / / www.21cnjy.com )通过绳子和定滑轮拉一个静止在地面上重1 000N的物体M,则人受到_______力、________力和重力的作用,其大小分别为_______N、_______N、_______N。M对地面的正压力大小为_______N。
6.按下列要求画出下图中物体所受的弹力的示意图。
(1)图:斜面对物块的支持力
(2)图:墙壁对球的支持力
(3)图:大球面对小球的支持力
(4)图:半球形碗内壁对杆下端的支持力和碗边缘对杆的支持力
(5)图;墙和地面对杆的弹力
7.两条劲度系数均为k的轻弹簧,连接后竖直悬挂。在其中点和下
端同时挂上一个重G的小球,则两弹簧的伸长之和为( )
A.2G/k B.G/k C.3G/k D.G/2k
8.两长度相同的轻弹簧,其劲度系数分 ( http: / / www.21cnjy.com )别为k1=1500N/m,k2=2000N/m,在它们下面挂上同样重物时,它们的伸长量之比x1:x2=________;当它们伸长同样长度时,所挂重物的重力之比G1:G2=__________。
阅读材料:罗伯特·胡克(Hooke Robert 1635—1703)是17世纪英国最杰出的科学家之一。
他在力学、光学、天文学等诸多方面都有重大成就。他所设计和发明的科学仪器在当时是无与
伦比的。他本人被誉为是英国皇家学会的“双眼和双手”。
1653年,胡克 ( http: / / www.21cnjy.com )进入牛津大学里奥尔学院学习。在这里,他结识了一些颇有才华的科学界人士。这些人后来大都成为英国皇家学会的骨干。1655年,胡克被推荐给玻意耳当助手,在玻意耳的实验室工作。1663年,胡克获得了文学硕士学位,并且被选为皇家学会会员。1665年,胡克担任格列夏姆学院几何学、地质学教授,并从事天文观测工作。1676年,胡克发表了著名的弹性定律。1677年至1683年就任英国皇家学会秘书并负责出版会刊。早在1663年,胡克就起草了皇家学会章程草案,规定学会的宗旨是“靠实验来改进有关自然界诸事物的知识,以及一切有关的艺术、制造、实用机械、发动机和新发明(不牵涉神学、形而上学、道德、政治、语法修辞或逻辑)”。胡克作为该学会的实验工作与日常事务探办人,在长达20多年的学会活动中,接触并深入到当时自然科学活跃的前沿领域,且均做出了自己的贡献。
胡克在仪器的制造和改进方面的特长;早在其作为玻意耳的助手时就显露出来.他协助
玻意耳三次改进了真空泵。第三次改进后的抽气机已具有现代真空泵的雏形。利用这—设备,
玻意耳和胡克完成了气体的 ( http: / / www.21cnjy.com )玻意耳定律实验。胡克改进的仪器有复式显微镜和用指针读数的轮式气压计等.他还建议用液体的凝固点及膨胀或收缩程度来作为温标刻度的根据。胡克曾经设计过一架大型的。气候钟”,用以测量和记录风力、风向、温度、压强、和湿度、降雨量等。由于胡克和玻意耳对皇家学会起着积极的作用,因而人们称颂他们:“如果说玻意耳是皇家学会幕后的灵魂,那么胡克提供学会的就是双眼和双手了”。胡克热爱科学事业,并为此奉献了一生。他研究的面十分广泛,如建筑、化石、气象等,他都有所涉猎和贡献。但作为科学家的素养,胡克还缺少熟练雄厚的数学与逻辑推理功力作为进行研究和思维的武器,这样便不容易从理论和实践的结合上透彻地分析与解决问题。这也是胡克与牛顿相比的逊色之处。第三章 研究物体间的相互作用
第一节 探究形变与弹力的关系
【要点导学】
1.物体在外力的作用下,所发生的 ( http: / / www.21cnjy.com ) 或 的改变叫形变,在外力停止作用后,能够 的形变叫弹性形变。
2.发生形变的物体,由于要回复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.
3.弹力产生的条件:
(1)两物体必须直接接触;
(2)两物体接触处发生形变(相互挤压).
弹力是接触力.互相接触的物体间也不一定有弹力,要看接触处是否发生形变.有些形变不容易看出,可用假设法判定.
4.弹力的方向是从施力物体指向受力物体,与施力物体的形变方向相反.具体地说:
(1)绳的拉力方向总是沿绳而指向绳收缩的方向.
(2)压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体.
5.胡克定律F=kx
(1)上式适用于发生弹性形变(在弹性限度内)时,弹簧拉伸或压缩形变所产生的弹力的大小计算.
(2)式中的k为弹簧的劲度系数,是弹簧本身的一种物理性质,与外力无关,其大小只与弹簧的长短、粗细及材料有关.
(3)x为弹簧的形变量的大小。
【范例精析】
例1一个物体放在水平地面上,下列关于物体和地面受力情况的叙述中,正确的是( )
A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
解析:地面受到向下的压力,这个压力的施力物是物体,所以应该是因为物体的形变产生了对地面的压力,故B是正确的选项。
物体受到向上的弹力,这个弹力的施力物是地面,所以应该是地面的形变产生了对物体的弹力,故C也是正确的选项。
本题正确的选项是BC。
拓展:通过本题可以看出,弹力也是成对产生的。 ( http: / / www.21cnjy.com )甲对乙挤压使乙产生形变,乙就会对甲产生弹力;同时乙对甲的弹力也使甲产生形变,甲的形变就对乙产生了弹力。一个物体的形变只能对别的物体产生弹力,不能对自己产生弹力。
正确解答 C
例2.如图3-2-1所示,一个球形物 ( http: / / www.21cnjy.com )体静止于光滑水平面,并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点是球跟墙和地面的接出点,则下列说法正确的是( )
A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用
B.物体受重力、B点的支持力作用
C.物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用
D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用
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解析:本题要排除二个干扰,一是地面的弹 ( http: / / www.21cnjy.com )力就是B点的支持力;二是A点有没有弹力,在A点球虽然与墙壁接触但相互间没有挤压,所以在A点没有弹力。那么怎么样判断A点没有相互挤压的呢?我们可以用假设法,设想A处的墙壁撤消,球仍然保持静止状态,所以在A处没有弹力。
本题正确的选项是B。
拓展:在某些接触点处有无弹力难以确定时都 ( http: / / www.21cnjy.com )可以用上述的假设法判断。我们设想B处的水平地面撤消,那么球就会下落,这就说明B处是有弹力的。例如图3-2-2中要判断静止的球与光滑平面AB、BC之间是否有弹力作用?
我们也可以用假设法:若将AB去掉,看受力物体球仍可以保持静止状态.故球A只受一个弹力N作用.
例3.画出下列物体(物块或球)受到的弹力。
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解析:根据弹力产生的因素:物体相互接触;物体间有弹性形变。可画出各物体所受的弹力情况。
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拓展:支持力的方向总是垂直于 ( http: / / www.21cnjy.com )支持面而指向被支持的物体,与使物体发生形变的外力方向相反.平面与平面接触, 弹力方向垂直于平面;平面与曲面接触, 弹力方向垂直于平面,也垂直于曲面的切线;曲面与曲面接触, 弹力方向垂直于公切线;点与平面接触,弹力方向垂直于平面;点与曲面接触,弹力方向垂直与曲面的切线方向.绳子产生的弹力方向总是沿绳子方向。
例4 一弹簧受到80牛的拉力作用时弹簧伸长为14㎝,弹簧受到40牛的压力作用时,弹簧长度为8㎝,试求该弹簧的劲度系数与原长.
解析:弹簧受拉力伸长时胡克定律的形式为F1=k(L1-L0) ,
即 80=k(14- L0)
弹簧受压力缩短时胡克定律的形式为F2=k(L0 -L2) ,
即 40=k (L0 - 8) ,
有上面两式可得到
k=20 N/cm , L0= 10 cm
拓展:应用胡克定律解题时,一定要正确 ( http: / / www.21cnjy.com )找出形变量(一般应确定弹簧未形变时端点的位置),即拉伸或压缩的长度,而本题中的14cm和8cm,均指弹簧在某状态时的长度.
【能力训练】
1.产生弹力的条件是______________.接触并且有形变
2.除拉伸或缩短形变外,还有______形变和_______形变。弯曲,扭转
3.压力和支持力的方向总是_______接触面,压力指向被____的物体,支持力指向被______ 的 物体;绳子的张力(拉力)总是沿着__________的方向. 垂直于,压,支持;绳子收缩
4.弹力的大小与发生形变的物 ( http: / / www.21cnjy.com )体的________有关,还与形变的_____有关;对于发生弹性形变的弹簧而言,弹力与弹簧的形变量(伸长或缩短的长度)成______.一弹簧的劲度系数为500N/m,它表示_______________________________,若用200N的力拉弹簧,则弹簧的伸长量为_____m. 材料,程度,正比 该弹簧形变量为1m时产生弹力500N 0.4
5.关于弹性形变的概念,下列说法中正确的是( D )
A.物体形状的改变叫弹性形变
B.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变
C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变
D.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变
6. 关于弹力下列说法正确的是( BCD )
A.静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力
B.压力、支持力、绳中的张力都属于弹力
C.弹力的大小与物体的形变程度有关,在弹性限度内形变程度越大,弹力越大
D.弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同
7物体A受到外力作用发生弹性形变时,发生形变的物体A对使它发生形变的物体B产生弹力作用,下列说法中正确的是( CD )
A.物体A先发生形变,后产生弹力
B.物体A先产生弹力,后发生形变
C.弹力和形变是同时产生同时变化的
D.物体A由于形变而对物体B产生了弹力作用
8.如图3-2-5所示,物体A静止在斜面B上.下列说法正确的是( CD )
A.斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的
B.物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的
C.斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的
D.物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相同的
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9.关于弹簧的劲度系数k,下列说法正确的是( B )
A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大
B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关
C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小
D.与弹簧本身特性,所受拉力的大小.形变大小都无关
10.如图3-2-6所示,小球A系在坚直拉紧的细绳下端,球恰又与斜面接触并处于静止状态,则小球A所受的力是( A )
A.重力和绳对它的拉力
B.重力、绳对它的拉力和斜面对它的弹力
C.重力和斜面对球的支持力
D.绳对它的拉力和斜面对它的支持力
11.画出图中A物体所受弹力的示意图
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12.将G=50N的物体悬 ( http: / / www.21cnjy.com )挂在轻质弹簧上,弹簧伸长了2.0cm, 静止时弹簧的弹力是多大 弹簧的劲度系数多大(如图甲)将弹簧从挂钩处摘下,在0点施加一个竖直向上的50N的拉力(图乙),物体仍然静止,那么弹簧的伸长量又是多少 50N,2500N/m 2.0cm
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13.如图3-2-9所示,是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图,下列说法中正确的是 ( BC )
A.弹簧的劲度系数是2 N/m
B.弹簧的劲度系数是2X103N/m
C.当弹簧受F2=800 N的拉力作用时,弹簧伸长为x2=40 cm
D.当弹簧伸长为x1=20cm时,弹簧产生的拉力是F1=200 N探究形变与弹力的关系 同步练习
一、选择题
1.如图1所示,一个球形物体O静止放在水平地面上,并与竖直墙相接触,A、B两点是球与墙和地面的接触点,则下列说法正确的是[ ]
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A.物体受三个力,重力、B点的支持力、A点的弹力
B.物体受二个力,重力、B点的支持力
C.物体受三个力,重力、B点的支持力、地面的弹力
D.物体受三个力,重力、B点的支持力、物体对地面的压力
2.小木块放在桌子上,下列说法正确的是 [ ]
A.在接触处只有桌子有弹力产生B.在接触处桌面和小木块都有弹力产生
C.木块对桌面的压力是木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力
D.木块对桌子的压力是木块的重力
3.如图2,A、B叠放在水平地面上,则地面受到的压力是 [ ]
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A.A和B对地面的压力之和 B.只有B对地面的压力
C.B的重力 D.A和B的重力
4.关于弹力的方向,以下说法正确的是 [ ]
A.压力的方向总是垂直于接触面,并指向被压物
B.支持力的方向总是垂直于支持面,并指向被支持物
C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向
D.杆对物体的弹力总是沿着杆,并指向杆收缩的方向
5.用5N的力可以使一轻弹簧伸长8mm,现在把两个这样的弹簧串联起来,在两端各用10N的力来拉它们,这时弹簧的总伸长应是 [ ]
A.4mm B.8mm C.16mm D.32mm
6.如图3,不计悬绳的重量,把B、C两个物体悬吊在天花板A点.当物体静止后,下面哪一对力是平衡力 [ ]
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A.天花板对绳的拉力和绳对B物的拉力
B.上段绳对B物的拉力和下段绳对B物的拉力
C.下段绳对B物的拉力和下段绳对C物的拉力
D.下段绳对C物的拉力和C物受到的重力
7.关于胡克定律的下列说法,正确的是 [ ]
A.拉力相同、伸长也相同的弹簧,它们的劲度相同
B.劲度相同的弹簧,弹簧的伸长相同
C.知道弹簧的劲度,就可以算出任何拉力下的弹簧伸长
D.劲度和拉力、伸长没有关系,它只决定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细
8.把一根劲度系数k=1000N/m的弹簧截成等长的两段,每一段弹簧的劲度系数为 [ ]
A.500N/m B.1000N/m
C.1500N/m D.2000N/m
9.关于弹簧测力计的说法中,不正确的是[ ]
A.弹簧测力计是常见的测力计
B.弹簧测力计的最大刻度就是它的量程
C.弹簧测力计的刻度是不均匀的
D.弹簧测力计的刻度是根据弹簧的长度与受到的拉力成正比的原理制成的?
10.关于力的测量,正确的说法是[ ]
A.天平也是测力计
B.握力计就是测力计
C.弹簧测力计和天平都是测力计
D.实验室常用测力计就是弹簧测力计
11.在图8-4中,A、B两球相互间一定有弹力作用的图是[ ]
( http: / / www.21cnjy.com )图8-4
12.下列关于弹力的说法中,正确的是[ ]?
A.相互接触的物体之间一定存在弹力作用?
B.只有受弹簧作用的物体才受到弹力作用?
C.只有相互接触并发生弹性形变的物体间才存在弹力作用?
D.弹簧的弹力总是跟弹簧的长度成正比?
13.在使用弹簧测力计之前,把它的挂钩轻轻来回拉动几次,这样做的好处是[ ]
A.试试弹簧的弹性?
B.可避免弹簧被卡壳?
C.是无意识的随便拉拉?
D.看看能测多大的拉力,以便确定量程?
14.弹簧测力计的刻度是均匀的,这是因为[ ]?
A.这样制作容易?
B.为了便于读数?
C.为了提高精确度,减小误差?
D.弹簧的伸长与所受拉力成正比?
二、填空题
15.用绳提一物体,绳对物体的拉力的方向是______的;对人的手,拉力的方向是______的。
16.如图4所示,小球重为G,放在两光滑平面间,其中一个平面水平,另一平面倾斜,与水平方向夹角为60°,则球对斜面的压力为______。
17.形变的种类有______、______、______。
18.胡克定律的内容是:______、______。
19.一根弹簧挂0.5N的物体时长12cm,挂1N的物体时长14cm,则弹簧原长______。
20.一弹簧的劲度系数为500N/m,它表示______,若用200N的力拉弹簧,则弹簧伸长______m。
三、计算题
21.如图5,GA=100N,GB=40N,弹簧的劲度系数为500N/m,不计绳重和摩擦,求:物体A对支持面的压力和弹簧的伸长量。
22.两根原长相同的轻质弹簧,将它 ( http: / / www.21cnjy.com )们两端平齐地套在一起后,下端挂一重物,平衡时两弹簧的弹力比为2:1,若将它们串接后再挂上原重物,平衡时,两弹簧的伸长量之比为多少?
参考答案
一、选择题
1、B 2、BC 3、B 4、ABC 5、D 6、D 7、AD 8、D
9.C 10.D 11.B 12.C 13.B 14.D?
二、填空题
15、向上,向下 16、0 17、拉伸形变,弯曲形变,扭转形变
18、弹簧弹力的大小与簧伸长(或缩短)的长度或正比
19、25N/m 20、弹簧每伸长或缩短1m需500N的拉力或压力,0.4
三、计算题
21、60N,8cm
22、1∶2