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3.1.2 弹 力
人教版（2019） 高一上
力的作用效果：
①改变物体的运动状态(动力效果)
②使物体发生形变（静力效果）
【产生加速度】
复习:
物体受到力，是否一定发生形变？
思考
一定发生形变，只是有的形变明显（明显形变），有的不明显（微小形变）。
微小形变放大
微小形变放大
1、接触力:
物体与物体直接接触才发生的力。例如：弹力、摩擦力
2、非接触力：物体与物体不接触就可发生的力。例如：重力、电场力、磁场力
（所有场力都是非接触力、四类基本相互作用都是非接触力）
接触力与非接触力
（1）按形变的形式分类：
一、形变:
拉伸形变
压缩形变
弯曲形变
扭转形变
物体在力的作用下形状或体积发生改变叫做形变。
（2）按形变程度分
（3）按形变效果分
（可否恢复）
明显形变:肉眼可直接观察到
微小形变:肉眼不易直接观察到
塑性形变（非弹性形变）：
例如橡皮泥、保险丝
弹性形变：
例如弹簧
发生形变的物体在停止受力后，能恢复原状的形变称为弹性形变
弹性限度
如果形变过大，超过一定限度，即使撤去作用力，物体也不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度
形变
形变：物体在力作用下形状或体积发生改变
任何物体都有形变吗？
弹性形变：有些物体在力的作用下发生形变，力撤消后又能够恢复原状。
非弹性形变：生活中还有些物体发生形变并撤消力以后不能恢复原状，如橡皮泥。
观察各种现象的共性与区别？
发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力称为弹力。
1.定义
二、弹力
施力物体
受力物体
牛刀小试
A对B的弹力是因为谁发生了形变？
2.产生条件
(1)相互接触
(2)发生形变
（发生挤压）
判断方法：撤除比较法
牛刀小试
判断光滑小球有几处形变。
把与研究对象相互接触的物体撤除
比较撤去接触物后研究对象的状态是否变化，
若有变化就有形变，若无变化就没有形变
课堂练习：弹力的有无判断
在下列各图中，a、b均处于静止状态，且接触面均光滑，a、b间一定有弹力的是( )
A. B.
C. D.
B
弹力产生过程
弹力产生过程：
力→形变→在恢复原状→对接触物体生作用
桌面发生弹性形变在恢复时
物体受到支持力
FN
物体发生弹性形变在恢复时
FN
物体受到支持力
桌面受到压力
桌面受到的压力
3.常见弹力（拉力、压力、支持力）的方向
压力和支持力的方向总是垂直于接触面指向受力物体.
弹力的方向
弹力的方向指向物体恢复形变的方向
弹力的方向与物体的形变方向相反
放在地板上的物体对地板的压力和受到地板的支持力属于弹力吗？力的作用方向分别向哪里？
绳子的拉力属于弹力吗？力的作用方向分别向哪里？
思考
例题:
分析书放在桌面或倾斜木板上时,书和木板所受的弹力
书
木板
书
板
N1
N1
N2
N2
末受到拉力时
绳子形变方向
拉力
受到拉力时绳子变长
绳子产生的拉力（弹力）方向：沿着绳子而指向绳收缩方向
讨论：下列弹簧产生的弹力方向
Ａ
B
结论：沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向。
☆关于弹力产生的原因
1、下列说法正确的是：( )
A、木块放在桌面上受到向上的支持力，这是木块 发生微小形变而产生的。
B、用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总是竖直向上。
D、挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是由于电线发生微小形变而产生的 。
D
巩固练习
☆弹力产生的条件
2、已知物体甲和乙之间有弹力的作用，那么（ ）
A、物体甲和乙必定直接接触，且都发生形变
B、物体甲和乙不一定直接接触，但必定都发生形变
C、物体甲和乙必定直接接触，但不一定都发生形变
D、物体中和乙不一定直接接触；也不一定都发生形变
A
☆对弹力的理解
3、关于弹力的下列说法中,正确的是：( )
A、只有发生弹性形变的物体，才会对它接触的物体产生弹力。
B、只有受弹簧作用的物体才受到弹力。
C、通常所说的压力、支持力和绳子的拉力都是弹力。
D、压力和支持力的方向总是垂直接触面。
CD
弹簧弹力和伸长量的关系怎样？
三、胡克定律
弹簧的弹力大小与形变量有什么关系
两者在量的大小上有定量关系
由待测参量设计实验并组装仪器
探究弹簧的弹力和形变量大小的关系
测量并记录弹力F与形变量x大小
提出问题
大胆猜想
设计实验
进行实验
处理数据
得出结论
建立F-x坐标系，描点、连线
提出问题
大胆猜想
设计实验
进行实验
处理数据
得出结论
在弹簧的弹性限度内，
弹力F与形变量x的大小成正比关系。
即：F=kx （胡克定律）
提出问题
大胆猜想
设计实验
进行实验
处理数据
得出结论
比较胡克定律中不同弹簧的k值是否相同
※不同弹簧的k值不同是因为弹簧的软硬不同。
※ k为弹簧的劲度系数，由弹簧自身结构决定，单位是N/m。
提出问题
大胆猜想
设计实验
进行实验
处理数据
得出结论
交流合作
注意事项：
（１）标尺要竖直且靠近指针，每次改变钩码后要待系统稳定后读数．　　　　　　
（２）读指针刻度时，应估读到下一位.
（３）不能超过弹性限度.
胡克定律
1、内容：
弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。
2、公式： F ＝ k x
(弹性限度内)
弹簧的劲度系数
单位：牛每米
符号：N/m
弹簧的形变量（伸长量或压缩量）
X=∣l-l0∣
△F=K△X
公式中x为弹簧的形变量[可能为伸长量(l－l0)，也可能为缩短量(l0－l)]；
k为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，它反映了弹簧的软硬程度，k越大，弹簧越硬，其长度越难改变．
★对公式F＝kx的理解
1．胡克定律的成立条件：弹簧的形变必须在弹性限度内．
2．弹簧的劲度系数k：它表示弹簧固有的力学性质，大小由弹簧本身的物理条件，如材料、长度、截面积等决定．
3．弹簧的形变量x：指弹簧的伸长量或缩短量，而不是弹簧的长度．
特别提醒
4.弹簧秤的示数不显示合力，只显示一端的拉力。
【学以致用】
判断下列说法的正误.
(1)发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状.(　　)
(2)海绵受挤压会发生形变，桌面受挤压不会发生形变.(　　)
(3)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.(　　)
(4)由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比.(　　)
×
√
×
×
例、有一根弹簧的长度是15 cm，在下面挂上0.3 kg的重物后长度变成了18 cm，求弹簧的劲度系数
L0
x=3 cm
mg
F=kx
kx=mg
根据胡克定律：F=kx
单位
例. 竖直悬挂的弹簧下端， 挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm,挂重为6 N的物体时，弹簧的伸长长度为13 cm,则弹簧原长为________cm,劲度系数是______N/cm .
解析：根据胡克定律：F=kx
k(L1-x0)=m1 g
k(L2-x0)=m2 g
k(12-x0)=4
k(13-x0)=6
k=2 N/cm
x0=10 cm
10
2
例：一根弹簧受到10N的拉力时，它的长度12cm，当它受到16N拉力时，它的长度是14cm，则：
（1）该弹簧的原长和劲度系数分别是多少？
（2）弹簧受到20N的拉力时，仍在弹性限度内，则此时弹簧的长度为多少？
例：如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为（　　）
C
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3.1.2 弹 力
人教版（2019） 高一上
一、弹力有无的判断
1．产生弹力必备的两个条件：
(1)相互接触；
(2)发生形变。
2．判断弹力有无的常见方法：
(1)直接判定：对于发生明显形变的物体(如弹簧、橡皮条等)，可根据弹力产生的条件由形变直接判断。
②找形变(或挤压)
①寻找接触面(一般有几个接触面就可能有几个弹力)
(2)对于形变不明显的情况，通常用以下方法来判定：
a．假设法：假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力。
b．替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能不能维持原来的力学状态。如将侧壁、斜面用海绵来替换，将硬杆用轻弹簧(橡皮条)或细绳来替换。
c．状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡知识等)来判断物体间的弹力。
解答本题应把握以下两点：
(1)假设弹力不存在，看是否能保持原来状态．
(2)假设弹力存在，看是否改变原来的状态．
【例题】判断图甲、乙、丙中小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体．(接触面光滑)
.
例：
(1)
是否发生了挤压形变？
可采用假设法
假设没有这面墙
球动了么？
能否保持原状？
F
只有支持力
F
假设没有下
面的墙呢
.
F
(2)
例：
采用假设法:
F1
把墙拆了。。。
F2
说明受到了墙的弹力
如果抽掉斜面呢？
说明受到了斜面的弹力
F1
球受到墙和斜面两个弹力的作用
说明只受绳子的拉力
0
例：
假设去掉斜面
0点有弹力么？
球保持原状
说明0点……
假设绳子断开
“垂直于接触面”
曲面与平面接触
N
N
N`
曲面与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
二、各种接触面间的弹力方向判断:
点与平面接触
N
N`
点与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
光滑斜面
A
B
NA
NB
点与曲面接触
点与曲面间弹力方向：
与过接触点的切面垂直并指向受力物体
N1
N2
半球形的碗
A
B
NA
NB
曲面与曲面接触
曲面与曲面间弹力方向：
与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
半球形的碗
N
A
B
N
NB对A
课堂练习：画出以下弹力方向
练习：判断下列支持面对物体弹力的方向
平面与平面接触，弹力垂直平面。
点与平面接触，弹力通过接触点而垂直平面。
曲面和曲面接触，弹力通过接触点垂直于公切面。（相当于点与点）
点和曲面接触，弹力通过接触点垂直于切面
点和线接触，弹力通过接触点垂直于线
例、试判断下列各情况小球的受力情况。
例：三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a，b，c，支点P、Q在同一水平面上，a球的重心O，位于球心，b球和c球的重心Ob和Oc分别位于球心的正上方和球心的正下方，如图所示，三球均处于平衡状态，支点P对a球的弹力为Na，对b球和c球的弹力分别为Nb和Nc则下列说法正确的是（ ）
A.弹力Na、Nb、Nc的方向均由P 点指向球心
B.弹力Na、Nb、Nc的方向均由P 点指向重心
C.弹力Na、Nb、Nc的方向都竖直向上
A
b

Oa




Ob
Oc
P
P
P
Q
Q
Q
a
c
总结：绳上弹力方向总是沿着绳而指向绳子收缩的方向
绳子的拉力也是弹力，那么绳子的拉力的方向如何呢？
轻绳的受力特点：
1、只能拉不能压（只能产生拉力不能产生支持力）；
2、轻绳的拉力一定沿绳方向；
3、同一根绳子张力（弹力）处处相等。
三、轻绳和轻杆的弹力:
讨论：下列绳子产生的弹力方向
结论：绳子产生的弹力方向沿绳子指向绳收缩方向
轻杆受力特点：
物体受到轻杆的给力特点：
1、可拉可压（既能产生拉力也能产生支持力）；
2、杆所受的力不一定沿杆的方向；可能沿任意方向
轻杆的含义：
不计质量的杆
轻杆的弹力：
F支
F压
F拉
拉伸、压缩形变：沿着杆
F支
G
弯曲形变：不沿杆
轻杆有铰链（转轴）时，弹力方向又有什么特点？
轻杆有铰链（转轴）时，弹力方向一定沿杆
例题：
D
我们对弹力方向做一个总结
4、弹簧两端的弹力方向，指向弹簧恢复原状方向
2、轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向
1、接触时的弹力方向，过接触点，而指向受力物体，垂直于接触面（或切线方向）。　
3、轻杆对物体的弹力方向：可能沿任意方向
弹簧与绳子弹力的异同点：
弹簧或绳子的拉力方向，与弹簧或绳子的收缩（恢复形变）方向相同。
相同点：
弹簧可以被压缩，绳不能。
形变不同，弹簧的弹力不会立即消失，绳子属于微小形变，恢复快，可以立即消失。
不同点：
四、轻绳和轻弹簧的弹力:
A
A
B
B
轻绳只能产生拉力，方向沿绳指向绳收缩的方向，形变属于微小形变，绳断瞬间，力也瞬间消失
弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线，形变属于明显形变，绳断瞬间，力不会马上消失。
绳断瞬间
即：轻绳的弹力可以发生突变，轻弹簧的弹力不能发生突变。
Ａ
Ｂ
Ｂ
Ｃ
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ａ
Ｂ
Ａ
Ｎ１
Ｎ２
Ｎ１
Ｎ２
Ｎ２
Ｎ１
Ｎ１
Ｎ２
讨论：下列Ａ、Ｂ、Ｃ三个物体间的弹力方向
例1 关于弹力的产生下列说法（ ）
A、只要两物体接触就一定产生弹力
B、只要两物体相互吸引就一定产生弹力
C、只要两物体发生形变就一定产生弹力
D、只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用
A
B
C
例2、分析A对C有无弹力作用
D
G
Ta
Tb
a
b
例
A
A
画出小球的受力示意图
G
F2
F1
G2
F5
F4
F3
G1
F1
F2
画出下列各图中球或杆所受的弹力
F2
F1
F1
F2
F1
F2
F1
F2
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