(共37张PPT)
第2节 科学探究：弹力
第3章 相互作用
1．知道形变、弹性形变、弹性限度及弹力的概念。
2．理解弹力产生的条件，掌握弹力方向。
3．知道胡克定律的内容及表达式，并能分析和解决实际问题。
4．通过观察缩小形变的实例，了解“放大法”。
学习任务
知识点一 形变与弹力
(一)形变
1．形变：物体发生的____、____、____等形状的变化称为形变。
必备知识·自主预习储备
伸长
缩短
弯曲
2．分类：
判断下列情境中，形变的类型。
(1)甲图中的弹簧发生的是____形变。
(2)乙图中的跳板发生的是____形变。
(3)丙图中的橡皮泥发生的是____形变。
(4)弹性体：发生形变后撤去外力能________的物体。
弹性
弹性
范性
恢复原状
(二)弹力
概念 相互接触的物体发生________时，由于物体要恢复原状，物体会对与它接触的另一物体产生力的作用。
产生条件 (1)相互接触；(2)发生弹性形变
方向 与物体形变的方向____
种类 拉力、压力、支持力等
弹性形变
相反
思考 如图所示，用手用力捏玻璃瓶时会发现透明细管中的液面上升，这种现象说明什么？
提示：玻璃瓶受力发生形变，容积变小了。
体验1．思考辨析(正确的打√，错误的打×)
(1)使物体发生形变的外力撤去后，物体一定能够恢复原来的状态。 ( )
(2)任何物体都可以发生形变，但并不是所有的形变都是弹性形变。
( )
(3)相互接触的物体间一定存在弹力。 ( )
×
√
×
知识点二 胡克定律
1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧____(或____)的长度成正比。
2．公式：F＝____。
3．适用条件：在弹性体的________内。
4．劲度系数：一个有单位的物理量，单位为______。弹簧的劲度系数为1 N/m的物理意义：弹簧伸长或缩短1 m时产生的弹力大小为1 N。
提醒 F＝kx中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长(或缩短)的长度。
伸长
压缩
kx
弹性限度
N/m
体验2．思考辨析(正确的打√，错误的打×)
(1)弹簧在任何情况下都是弹性体 ( )
(2)F＝kx中，k是常数，对任何弹簧来看都不变。 ( )
(3)在弹性限度内，弹簧弹力大小与弹簧长度成正比。 ( )
×
×
×
如图所示是杭州亚运会我国蹦床运动员朱雪莹摘金的过程图。
试分析：床对朱雪莹的力是怎样产生的？朱雪莹对床的力是怎样产生的？
关键能力·情境探究达成
提示：床对朱雪莹的力是由于床形变要恢复原状而产生，而朱雪莹对床的压力是由于朱雪莹形变要恢复原状而产生。
考点1 弹力的产生
1．产生弹力必备的两个条件
(1)两物体间相互接触。
(2)发生弹性形变。
2．弹力有无的判断方法
条件法 方法 根据物体间是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况
举例 图中弹性绳与手直接接触，弹性绳发生形变，手与弹性绳之间一定存在弹力
假设法 方法 对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态：若状态不变，则此处不存在弹力；若状态改变，则此处一定有弹力
举例 图中为用细线悬挂的小球，斜面是光滑的，因去掉斜面，小球的状态不变，故小球只受细线的拉力和重力，不受斜面的支持力
【典例1】 在下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是( )
A B C D
思路点拨：解答本题可按以下思路进行分析：
√
B [在A中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力。在B中，若拿去A球，则B球将向左运动，故A、B间存在相互挤压，即A、B间存在弹力。在C中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力。在D中，不能判断A、B间有没有弹力。故应选B。]
规律方法 弹力的产生条件中接触是前提，挤压是关键，相互接触的物体是否发生弹性形变是弹力存在与否的标志。但是，实际上除弹簧、橡皮条等物体产生弹力时形变较明显外，大部分物体产生弹力时形变是微小的，肉眼很难观察出来。因此，弹力有无的判断主要常用两种方法：(1)条件法；(2)假设法。
[跟进训练]
1．关于弹力的产生，下列说法正确的是( )
A．放在桌面上的木块要受到一个向上的弹力，这是木块发生微小的形变而产生的
B．木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力
C．拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿对它的弹力，是木头发生形变而产生的
D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是电线发生微小形变而产生的
√
D [弹力是发生形变的物体对使其产生形变的物体的作用力，施力物体是发生形变的物体，受力物体是使施力物体产生形变的物体。桌面对木块向上的弹力是桌面发生微小形变而产生的，竹竿对木头的弹力是竹竿发生形变而产生的，电线对电灯的拉力是电线发生微小形变而产生的，所以A、C错误，D正确；木块放在桌面上，木块有形变，所以对桌面产生压力，B错误。]
考点2 弹力方向的判断
1．弹力的方向：弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反，跟该物体的形变方向相反。
2．几种常见弹力的方向
类型 方向 图示
接触方式 面与面 垂直公共接触面指向被支持物体
点与面 过点垂直于面指向被支持物体
点与点 垂直于公共切面指向受力物体且力的作用线一定过球(圆)心
类型 方向 图示
轻绳 沿绳收缩方向
轻杆 可沿杆
可不
沿杆
类型 方向 图示
轻
弹
簧 沿弹簧形变的反方向
【典例2】 (多选)如图所示，一物体A静止在斜面上，关于弹力，下列说法正确的是( )
A．斜面对A的支持力竖直向上
B．A对斜面的压力竖直向下
C．斜面对A的支持力垂直斜面向上
D．A对斜面的压力垂直斜面向下
CD [斜面对A的支持力是弹力，与接触面垂直，垂直斜面向上，故A错误，C正确；A对斜面的压力是弹力，与接触面垂直，垂直斜面向下，故B错误，D正确。]
√
√
[跟进训练]
2．分别对下列A、B图中小球、C图中杆画出受力示意图。(A中小球用细绳挂在光滑的墙上，B中小球用细绳拴着搁在角上，C中杆放在光滑的墙和半球型碗中)
A B C
[解析] 各物体受力如图所示。
A B C
[答案] 见解析图
考点3 弹力大小的计算
1．对胡克定律F＝kx的理解
(1)适用范围：弹簧发生形变时必须在弹性限度内。
(2)公式中x的意义：弹簧的形变量，既不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的长度。
(3)公式中k的意义：弹簧的劲度系数，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。
(4)F-x图像为一条经过原点的倾斜直线，图像斜率表示弹簧的劲度系数。同一根弹簧，劲度系数不变。
(5)推论：ΔF＝kΔx。
2．计算弹力大小的两种方法
(1)公式法：利用公式F＝kx计算。适用于弹簧、橡皮筋等物体的弹力的计算。
(2)平衡法：利用二力平衡的条件计算。例如：悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态，求解细绳的拉力时，可用二力平衡求得拉力的大小等于物体重力的大小。
角度 利用胡克定律求弹力大小
【典例3】 (多选)如图所示，探究的是某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系，下列说法正确的是( )
甲 乙
A．弹簧的劲度系数是2 N/m
B．弹簧的劲度系数是2×103 N/m
C．当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧伸长量x2＝40 cm
D．当弹簧伸长量x1＝20 cm时，拉力是F1＝200 N
√
√
3．(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时，得到如图甲所示的F-L图像，由图像可知：弹簧原长L0＝______cm，求得弹簧的劲度系数k＝______N/m。
(2)按如图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码重G＝1 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图乙，则指针所指刻度尺示数为______cm。由此可推测图乙中所挂钩码的个数为_____个。
甲 乙
3.0
200
1.50
3
[解析] (1)由胡克定律F＝k(L－L0)，
结合题图甲中数据得：
L0＝3.0 cm，k＝200 N/m。
(2)由题图乙知指针所示刻度为1.50 cm，由F＝k(L0－L)，可求得此时弹力为：F＝3 N，故所挂钩码的个数为3个。
4．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，重物的重力G＝5 N，则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A．5 N，10 N B．5 N，0 N
C．10 N，5 N D．5 N，5 N
D [弹簧测力计的示数等于挂钩上的拉力，与弹簧测力计外壳受力无关，重物平衡时细线对重物的拉力F与重力G是一对平衡力，所以F＝G＝5 N，两图中挂钩上的拉力均为F＝5 N。]
√
学习效果·随堂评估自测
√
2
4
3
题号
1
A [弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关，选项A正确，选项B错误；由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比，选项C错误；弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧发生单位长度形变时弹力的大小，选项D错误。]
2
4
3
题号
1
2．在图中画出物体A所受弹力的示意图。
2
3
题号
1
4
① ② ③ ④
[解析] 如图所示。
① ② ③ ④
[答案] 见解析图
3．如图所示，一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5 N，在弹性限度内，当挂上80 N重物时指针正对刻度45 N。若要指针正对刻度20 N，应悬挂的重物是( )
A．40 N
B．30 N
C．20 N
D．不知弹簧的劲度系数，无法计算
2
3
题号
4
1
√
4．(新情境题，以室内攀岩为背景，考查弹力的产生)室内攀岩一出现就受到人们的喜爱，室内攀岩是通过攀登人工设计高度、难度不等的岩壁(通常6～8 m高)，在上面装有许多大小不一的岩石点，供人用四肢借助岩点的位置手攀脚登，来完成攀岩的体验。
(1)此人的双脚受到的弹力作用是由谁的形变产生的？
(2)图中此人正用一只手用力拉绳，则他可能受几个弹力作用？
2
4
3
题号
1
[解析] (1)是由于所踩岩点的形变产生的。
(2)可能受到四个弹力作用：岩点对两只脚的两个弹力，保险绳对此人的弹力，攀岩绳对此人的手的弹力。
[答案] 见解析
回归本节知识，自我完成以下问题：
(1)弹力产生的两个必要条件是什么？
提示：①两物体间相互接触，②物体发生弹性形变。
(2)判断弹力有无的方向有哪两种？
提示：①条件法，②假设法。
(3)计算弹力大小的两种方法分别是什么？
提示：①公式法，②平衡法。第2节 科学探究：弹力
1．知道形变、弹性形变、弹性限度及弹力的概念。
2．理解弹力产生的条件，掌握弹力方向。
3．知道胡克定律的内容及表达式，并能分析和解决实际问题。
4．通过观察缩小形变的实例，了解“放大法”。
知识点一 形变与弹力
(一)形变
1．形变：物体发生的伸长、缩短、弯曲等形状的变化称为形变。
2．分类：
判断下列情境中，形变的类型。
(1)甲图中的弹簧发生的是弹性形变。
(2)乙图中的跳板发生的是弹性形变。
(3)丙图中的橡皮泥发生的是范性形变。
(4)弹性体：发生形变后撤去外力能恢复原状的物体。
(二)弹力
概念 相互接触的物体发生弹性形变时，由于物体要恢复原状，物体会对与它接触的另一物体产生力的作用。
产生条件 (1)相互接触；(2)发生弹性形变
方向 与物体形变的方向相反
种类 拉力、压力、支持力等
如图所示，用手用力捏玻璃瓶时会发现透明细管中的液面上升，这种现象说明什么？
提示：玻璃瓶受力发生形变，容积变小了。
1．思考辨析(正确的打√，错误的打×)
(1)使物体发生形变的外力撤去后，物体一定能够恢复原来的状态。 (×)
(2)任何物体都可以发生形变，但并不是所有的形变都是弹性形变。 (√)
(3)相互接触的物体间一定存在弹力。 (×)
知识点二 胡克定律
1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或压缩)的长度成正比。
2．公式：F＝kx。
3．适用条件：在弹性体的弹性限度内。
4．劲度系数：一个有单位的物理量，单位为N/m。弹簧的劲度系数为1 N/m的物理意义：弹簧伸长或缩短1 m时产生的弹力大小为1 N。
F＝kx中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长(或缩短)的长度。
2．思考辨析(正确的打√，错误的打×)
(1)弹簧在任何情况下都是弹性体(×)
(2)F＝kx中，k是常数，对任何弹簧来看都不变。 (×)
(3)在弹性限度内，弹簧弹力大小与弹簧长度成正比。 (×)
如图所示是杭州亚运会我国蹦床运动员朱雪莹摘金的过程图。
试分析：床对朱雪莹的力是怎样产生的？朱雪莹对床的力是怎样产生的？
提示：床对朱雪莹的力是由于床形变要恢复原状而产生，而朱雪莹对床的压力是由于朱雪莹形变要恢复原状而产生。
考点1 弹力的产生
1．产生弹力必备的两个条件
(1)两物体间相互接触。
(2)发生弹性形变。
2．弹力有无的判断方法
条件法 方法 根据物体间是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况
举例 图中弹性绳与手直接接触，弹性绳发生形变，手与弹性绳之间一定存在弹力
假设法 方法 对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态：若状态不变，则此处不存在弹力；若状态改变，则此处一定有弹力
举例 图中为用细线悬挂的小球，斜面是光滑的，因去掉斜面，小球的状态不变，故小球只受细线的拉力和重力，不受斜面的支持力
【典例1】 在下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是( )
A B C D
思路点拨：解答本题可按以下思路进行分析：
B [在A中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力。在B中，若拿去A球，则B球将向左运动，故A、B间存在相互挤压，即A、B间存在弹力。在C中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力。在D中，不能判断A、B间有没有弹力。故应选B。]
弹力的产生条件中接触是前提，挤压是关键，相互接触的物体是否发生弹性形变是弹力存在与否的标志。但是，实际上除弹簧、橡皮条等物体产生弹力时形变较明显外，大部分物体产生弹力时形变是微小的，肉眼很难观察出来。因此，弹力有无的判断主要常用两种方法：(1)条件法；(2)假设法。
[跟进训练]
1．关于弹力的产生，下列说法正确的是( )
A．放在桌面上的木块要受到一个向上的弹力，这是木块发生微小的形变而产生的
B．木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力
C．拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿对它的弹力，是木头发生形变而产生的
D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是电线发生微小形变而产生的
D [弹力是发生形变的物体对使其产生形变的物体的作用力，施力物体是发生形变的物体，受力物体是使施力物体产生形变的物体。桌面对木块向上的弹力是桌面发生微小形变而产生的，竹竿对木头的弹力是竹竿发生形变而产生的，电线对电灯的拉力是电线发生微小形变而产生的，所以A、C错误，D正确；木块放在桌面上，木块有形变，所以对桌面产生压力，B错误。]
考点2 弹力方向的判断
1．弹力的方向：弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反，跟该物体的形变方向相反。
2．几种常见弹力的方向
类型 方向 图示
接触方式 面与面 垂直公共接触面指向被支持物体
点与面 过点垂直于面指向被支持物体
点与点 垂直于公共切面指向受力物体且力的作用线一定过球(圆)心
轻绳 沿绳收缩方向
轻杆 可沿杆
可不沿杆
轻弹簧 沿弹簧形变的反方向
【典例2】 (多选)如图所示，一物体A静止在斜面上，关于弹力，下列说法正确的是( )
A．斜面对A的支持力竖直向上
B．A对斜面的压力竖直向下
C．斜面对A的支持力垂直斜面向上
D．A对斜面的压力垂直斜面向下
CD [斜面对A的支持力是弹力，与接触面垂直，垂直斜面向上，故A错误，C正确；A对斜面的压力是弹力，与接触面垂直，垂直斜面向下，故B错误，D正确。]
判断弹力方向的思路
[跟进训练]
2．分别对下列A、B图中小球、C图中杆画出受力示意图。(A中小球用细绳挂在光滑的墙上，B中小球用细绳拴着搁在角上，C中杆放在光滑的墙和半球型碗中)
A B C
[解析] 各物体受力如图所示。
A B C
[答案] 见解析图
考点3 弹力大小的计算
1．对胡克定律F＝kx的理解
(1)适用范围：弹簧发生形变时必须在弹性限度内。
(2)公式中x的意义：弹簧的形变量，既不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的长度。
(3)公式中k的意义：弹簧的劲度系数，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。
(4)F-x图像为一条经过原点的倾斜直线，图像斜率表示弹簧的劲度系数。同一根弹簧，劲度系数不变。
(5)推论：ΔF＝kΔx。
2．计算弹力大小的两种方法
(1)公式法：利用公式F＝kx计算。适用于弹簧、橡皮筋等物体的弹力的计算。
(2)平衡法：利用二力平衡的条件计算。例如：悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态，求解细绳的拉力时，可用二力平衡求得拉力的大小等于物体重力的大小。
角度 利用胡克定律求弹力大小
【典例3】 (多选)如图所示，探究的是某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系，下列说法正确的是( )
甲 乙
A．弹簧的劲度系数是2 N/m
B．弹簧的劲度系数是2×103 N/m
C．当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧伸长量x2＝40 cm
D．当弹簧伸长量x1＝20 cm时，拉力是F1＝200 N
BC [由题中乙图可知图线的斜率表示弹簧的劲度系数，k＝＝2 000 N/m，B对，A错；当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧伸长量x2＝＝0.4 m ＝40 cm，C对；当弹簧伸长量x1＝20 cm时，F1＝kx1＝400 N，D错。]
[跟进训练]
3．(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时，得到如图甲所示的F-L图像，由图像可知：弹簧原长L0＝________cm，求得弹簧的劲度系数k＝________N/m。
甲 乙
(2)按如图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码重G＝1 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图乙，则指针所指刻度尺示数为________cm。由此可推测图乙中所挂钩码的个数为________个。
[解析] (1)由胡克定律F＝k(L－L0)，
结合题图甲中数据得：
L0＝3.0 cm，k＝200 N/m。
(2)由题图乙知指针所示刻度为1.50 cm，由F＝k(L0－L)，可求得此时弹力为：F＝3 N，故所挂钩码的个数为3个。
[答案] (1)3.0 200 (2)1.50 3
4．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，重物的重力G＝5 N，则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A．5 N，10 N B．5 N，0 N
C．10 N，5 N D．5 N，5 N
D [弹簧测力计的示数等于挂钩上的拉力，与弹簧测力计外壳受力无关，重物平衡时细线对重物的拉力F与重力G是一对平衡力，所以F＝G＝5 N，两图中挂钩上的拉力均为F＝5 N。]
1．关于胡克定律，下列说法正确的是( )
A．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关
B．由k＝可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量x成反比
C．由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧长度x成正比
D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧单位长度时弹力的大小
A [弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关，选项A正确，选项B错误；由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比，选项C错误；弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧发生单位长度形变时弹力的大小，选项D错误。]
2．在图中画出物体A所受弹力的示意图。
① ② ③ ④
[解析] 如图所示。
① ② ③ ④
[答案] 见解析图
3．如图所示，一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5 N，在弹性限度内，当挂上80 N重物时指针正对刻度45 N。若要指针正对刻度20 N，应悬挂的重物是( )
A．40 N
B．30 N
C．20 N
D．不知弹簧的劲度系数，无法计算
B [因为弹簧的形变量和其受到的作用力成正比，故，解得F＝30 N，故B正确。]
4．(新情境题，以室内攀岩为背景，考查弹力的产生)室内攀岩一出现就受到人们的喜爱，室内攀岩是通过攀登人工设计高度、难度不等的岩壁(通常6～8 m高)，在上面装有许多大小不一的岩石点，供人用四肢借助岩点的位置手攀脚登，来完成攀岩的体验。
(1)此人的双脚受到的弹力作用是由谁的形变产生的？
(2)图中此人正用一只手用力拉绳，则他可能受几个弹力作用？
[解析] (1)是由于所踩岩点的形变产生的。
(2)可能受到四个弹力作用：岩点对两只脚的两个弹力，保险绳对此人的弹力，攀岩绳对此人的手的弹力。
[答案] 见解析
回归本节知识，自我完成以下问题：
(1)弹力产生的两个必要条件是什么？
提示：①两物体间相互接触，②物体发生弹性形变。
(2)判断弹力有无的方向有哪两种？
提示：①条件法，②假设法。
(3)计算弹力大小的两种方法分别是什么？
提示：①公式法，②平衡法。
课时分层作业(九) 科学探究：弹力
?题组一 弹力及产生条件
1．如图甲是演示桌面在压力作用下发生形变的装置；图乙是演示玻璃瓶在压力作用下发生形变的装置。这两个实验共同体现了( )
甲 乙
A．控制变量法 B．微小放大的思想
C．比较法 D．等效法
B [两个实验都体现了将不明显的微小形变放大的思想。]
2．静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力，下列说法正确的是( )
A．细线对它一定有拉力作用
B．细线可能对它没有拉力作用
C．斜面对它可能有支持力作用
D．斜面对它一定有支持力作用
A [小球必定受到重力和细线的拉力。小球和光滑斜面接触，斜面对小球没有弹力(假设有弹力，小球将受到三个力作用，重力和细线的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，小球将向右上方运动，与题设条件矛盾，故斜面对小球没有弹力)。故小球只受到重力和细线对它的拉力两个力，故A正确，B、C、D错误。]
3．下列关于弹力的几种说法，其中正确的是( )
A．只要两物体接触就一定产生弹力
B．静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力
C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D．只要物体发生形变就一定有弹力产生
C [两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力，A、D错误；静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，B错误；静止在水平面上的物体受到向上的弹力是由于地面的形变，C正确。]
?题组二 弹力方向的判断
4．乒乓球运动在我国十分普及。如图所示，乒乓球与球桌作用时，关于桌面给乒乓球的弹力方向，下列说法正确的是( )
A．与v1的方向相反
B．与v2的方向相反
C．垂直于桌面向上
D．先沿v1的方向后沿v2的方向
C [乒乓球落到桌面上属于点面接触，则桌面给乒乓球的弹力方向垂直于桌面向上，故A、B、D错误，C正确。]
5．某学校的室内课间操深受广大同学的喜爱和追捧，让同学们在教室里也可以动起来，其中有一个击掌的动作非常有意思，关于击掌这一动作，下列说法正确的是( )
A．甲同学对乙同学的力是乙同学手掌形变产生的
B．乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的
C．甲同学手掌形变的方向是向右的
D．乙同学手掌形变恢复的方向是向右的
B [甲同学对乙同学的力是甲同学手掌形变产生的，选项A错误；乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的，选项B正确；甲同学手掌形变的方向是向左的，产生的弹力向右，选项C错误；乙同学手掌形变的方向向右，形变恢复的方向是向左的，选项D错误。]
6．下列各图中，P、Q两物体之间不存在弹力的是(所有的接触面都是光滑的，物体处于静止状态)( )
A B
C D
D [假设A选项中P、Q之间没有弹力，则把Q拿掉之后，P不能保持静止状态，所以P、Q之间有弹力，故A错误；同理可得B、C均错误；假设D选项中P、Q之间有弹力，则Q受到P施加的弹力指向右下方，此力不会让Q处于平衡状态，所以假设是不成立的，P、Q之间没有弹力，故D正确。]
?题组三 弹力大小的计算
7．如图所示，轻弹簧的两端各受100 N拉力F作用，弹簧平衡时伸长了10 cm(在弹性限度内)，那么下列说法中正确的是( )
A．该弹簧的劲度系数k＝10 N/m
B．该弹簧的劲度系数k＝1 000 N/m
C．该弹簧的劲度系数k＝2 000 N/m
D．根据公式k＝，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
B [根据胡克定律F＝kx得，弹簧的劲度系数k＝＝1 000 N/m，故B正确，A、C错误；弹簧的伸长量与受到的拉力成正比，弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关，与弹簧本身有关，故D错误。]
8．如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3 N，GB＝4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F＝2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是( )
A．3 N和4 N B．5 N和6 N
C．1 N和2 N D．5 N和2 N
D [弹簧可能被拉伸也可能被压缩。当弹簧被拉伸时，天花板受到的拉力F1＝3 N＋2 N＝5 N，地板受到的压力N1＝4 N－2 N＝2 N，选项D有可能；当弹簧被压缩时，天花板受拉力F2＝3 N－2 N＝1 N，地板受压力N2＝2 N＋4 N＝6 N，故选项A、B、C均没有可能。故选D。]
9．测量得一只弹簧测力计3 N和5 N两刻度线之间的距离为2.5 cm。求：
(1)弹簧测力计3 N、5 N刻度线与零刻度线之间的距离；
(2)弹簧测力计所用弹簧的劲度系数。
[解析] 弹簧测力计的刻度值应与该刻度线到零刻度线的距离成正比。
(1)设3 N、5 N刻度线到零刻度线的距离分别为x1、x2，劲度系数为k。根据胡克定律F＝kx可得 ①
又x2－x1＝2.5 cm ②
由①②得：x1＝3.75 cm，x2＝6.25 cm。
(2)由F1＝kx1可得
k＝ N/m＝80 N/m。
[答案] (1)3.75 cm 6.25 cm (2)80 N/m
10．(多选)如图所示，底端置于粗糙水平地面上的杆，其顶端被一根细线用手拉住，杆处于静止状态，细线水平，下列说法正确的是( )
A．杆对细线的弹力方向为水平向右
B．细线对杆的弹力方向垂直杆向左
C．杆受到地面的弹力是地面的形变产生的
D．地面受到杆的弹力沿杆向左下方
AC [细线弹力的方向沿着细线收缩的方向，细线水平，则细线对杆的作用力方向为水平向左，所以杆对细线的弹力方向为水平向右，故A正确，B错误；杆受到地面的弹力的施力物体是地面，杆受到地面的弹力是由于地面的形变产生的，故C正确；杆受到地面的弹力方向垂直于地面向上，所以地面受到杆的弹力垂直于地面向下，故D错误。]
11．在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接，且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆，使系统依然保持平衡，下列说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A．图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁
B．图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、丙、丁
C．图中的BC杆可以用轻绳代替的是乙、丙、丁
D．图中的BC杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁
B [题图甲、丙、丁中，AB杆对B点产生的是拉力，当用轻绳代替时效果不变，仍能使装置平衡，故AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有题图甲、丙、丁；同理可知，BC杆可以用轻绳代替的只有题图丙，故B正确。]
12．水泥是一种重要的建筑材料，以石灰石、黏土以及其他辅助原料可以烧制成硅酸盐水泥。把这种水泥用在建筑上，坚固耐压但不耐拉，钢筋耐压也耐拉，通常在混凝土建筑物需承受张力的部位用钢筋来加固，正确地放置钢筋的位置，可以使建筑物更加牢固，下列各图中，楼板和阳台加固钢筋的位置都正确的是( )
A B
C D
A [阳台承受压力时向下弯曲，其上表面的拉伸形变比下表面的大，故阳台上的钢筋应靠近上表面，而房间内楼板受到重压时，向下凸起，其下表面的拉伸形变比上表面的大，故钢筋应靠近楼板的下表面，故A正确。]
13．如图所示，质量分别为m1＝1 kg、m2＝2 kg、m3＝3 kg 的小物块a、b、c(均可视为质点)与两个原长均为x0＝10 cm、劲度系数均为k＝500 N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接，其中a放在光滑水平桌面上，开始时p弹簧处于原长，小物块均处于静止状态，现用水平拉力F缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到小物块c刚要离开水平地面为止，g取10 m/s2，求：
(1)开始时q弹簧的长度x1；
(2)小物块c刚好离开水平地面时轻绳对小物块b的拉力大小T；
(3)从施加水平拉力F开始到小物块c刚好离开水平地面的过程中，p弹簧的左端向左移动的距离d。
[解析] (1)开始时q弹簧处于压缩状态，设其压缩量为Δx1，则
kΔx1＝m2g
解得Δx1＝4 cm
开始时q弹簧的长度
x1＝x0－Δx1＝10 cm－4 cm＝6 cm。
(2)最终小物块c刚好离开水平地面时，轻绳对小物块b的拉力大小为
T＝(m2＋m3)g＝(2＋3)×10 N＝50 N。
(3)小物块c刚好离开水平地面，q弹簧处于拉伸状态，设其拉伸量为Δx2，则kΔx2＝m3g
解得Δx2＝6 cm
最终小物块c刚好离开水平地面时，p弹簧的水平拉力大小为
F＝T＝50 N
则p弹簧的伸长量为
Δx3＝＝0.1 m＝10 cm
p弹簧的左端向左移动的距离为
d＝Δx1＋Δx2＋Δx3＝20 cm。
[答案] (1)6 cm (2)50 N (3)20 cm
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