资源简介

7.2弹力 力的测量
【基础知识清单】
1． 叫做弹性。
2． 叫做范性，又叫 。
3． 叫做形变。
4． 叫做弹性形变。
5． 叫做范性形变。
6． 叫做弹力。
7．压力和支持力的方向总是 于接触面指向 或 的物体。
8．悬线对物体拉力的方向总是沿着 指向悬线 的方向。
9．弹簧测力计的工作原理是： 。
【知识深层理解】
一、弹力
1．弹性：物体发生形变后，能恢复原来形状的特性叫做弹性。例如，弹簧被压缩后，撤去外力，弹簧又能恢复原来的形状，所以弹簧具有弹性。
2．范性：物体发生形变后，不能恢复原来形状的特性做作范性，又称塑性。例如，橡皮泥被压缩后，撤去外力，橡皮泥就不能恢复原来的形状，所以橡皮泥没有弹性。
3．形变：物体形状的变化叫做形变，物体受力后会发生形变。例如，弹簧被压缩或拉伸后，弹簧会发生形变；橡皮泥被压缩或拉伸后，也会发生形变。
(
图7-2-1
图7-2-2
弹性形变
范性形变
)4．弹性形变：外力撤销后，物体能完全恢复原状的形变叫做弹性形变。如图7-2-1所示，弹簧在一定范围内被压缩或拉伸后都能恢复原状，所以弹簧的形变就是弹性形变。
5．范性形变：外力撤销后，物体不能完全恢复原状的形变叫做范性形变。如图7-2-2所示，橡皮泥被压缩后，不能恢复原状，所以橡皮泥的形变是范性形变。
(
图7-2-3
)6．弹力：发生了弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。如图7-2-3所示，拉开的弓箭由于发生了弹性形变，要恢复原来的形状，就会对阻碍它恢复原来形状的箭有弹力的作用；被压缩的弹簧由于发生了弹性形变，要恢复原来的形状，就会对阻碍它恢复原来形状的小球有弹力的作用。
二、弹力的方向
1．压力和支持力的方向：把木块放在水平桌面上，由于二者相互挤压，使二者都会发生形变。虽然二者形变很小，我们看不到，但确实都发生了形变。如图7-2-4所示
，桌面被压后，会向下弯曲，发生弹性形变，由于桌面要恢复原来的形状，会对阻碍它恢复原来形状的木块有弹力的作用，这个弹力就是桌面对木块的支持力，方向垂直于接触面向上；由于挤压，木块也会发生弹性形变（变薄），由于木块要恢复原来的形状，会对阻碍它恢复原来形状的桌面有弹力的作用，这个弹力就是木块对桌面的压力，方向垂直于接触面向下；压力的方向都是垂直于接触面并且指向被压的物体；支持力的方向都是垂直于接触面并且指向被支持的物体，如图7-2-5所示。木块受到的弹力是由于对方（桌面）发生形变后，要恢复原来的形状产生的，桌面受到的弹力是由于对方（木块）发生形变后，要恢复原来的形状产生的，所以某物体受到的弹力都是对方发生形变产生的。
(
F
支持
F
压
F
压
F
支持
弯曲
变薄
效果
放大
图7-2-4
图7-2-5
压力和支持力产生的原因
压力和支持力的方向
F
支持
F
压
)
2．悬线拉力的方向： (
效果
放大
变长
变凸
F
图7-2-6
图7-2-7
悬线拉力产生的原因
悬线拉力方向
)用悬线吊起一个小球，由于二者相互拉伸，使二者都会发生变形。虽然二者变形很小，我们看不到，但确实都发生了形变，如图7-2-6所示。悬线被拉后，会变长，发生弹性形变，由于悬线要恢复原来的形状，会对阻碍它恢复原来形状的小球有弹力的作用，这个弹力就是悬线对小球的拉力，方向沿着绳向上；由于相互拉伸，小球也会发生弹性形变，由于小球要恢复原来的形状，会对阻碍它恢复原来形状的悬线有弹力的作用，这个弹力就是小球对悬线的拉力；悬线拉力的方向总是沿着悬线指向悬线收缩的方向（如果把悬线下的物体撤去后，悬线收缩的方向）, 如图7-2-7所示。小球受到的弹力是由于对方（悬线）发生形变后，要恢复原来的形状产生的，悬线受到的弹力是由于对方（小球）发生形变后，要恢复原来的形状产生的，所以某物体受到的弹力都是对方发生形变产生的。
【总结】
（1）某物体受到的弹力都是对方发生形变产生的；
（2）压力的方向都是垂直于接触面并且指向被压的物体；支持力的方向都是垂直于接触面并且指向被支持的物体。
（3）悬线拉力的方向总是沿着悬线指向悬线收缩的方向。
(
图7-2-8
)三、弹力的特点
只有两个物体相互接触，并且相互挤压或拉伸，使物体发生弹性形变才会有弹力的产生，如图7-2-8所示。当两个物体虽然相互接触，但没有相互挤压或拉伸时，就没有发生弹性形变，两个物体间就没有弹力。
四、弹簧测力计
1．弹簧测力计：如图7-2-9所示。
2．原理：在一定范围内，拉力或压力越大，弹簧的形变量就越大，如图7-2-10所示。
(
5N
10N
图7-2-9
图7-2-10
)
对于弹簧，受到的拉力越大，伸长量越大，反过来，弹簧的伸长量越大，说明拉力也越大。根据这个原理人们设计了一种弹簧测力计，用弹簧的伸长量来表示拉力或压力的大小。
3．量程：弹簧测力计所能测量的最大的力叫做弹簧测力计的量程。如图7-2-9所示的弹簧测力计的量程为5N。
4．分度值：弹簧测力计的刻度面板上的最小格所表示的力叫做弹簧测力计的分度值。如图7-2-9所示的弹簧测力计的分度值为0.2N。
5．常见的弹簧测力计：如图7-2-11所示。
(
图7-2-11
)
五、弹簧测力计的使用方法
1．使用前：
（1）估计被测力的大小，目的是选择合适量程的弹簧测力计；
（2）观察弹簧测力计的量程，确定能否用该测力计测量；
（3）观察弹簧测力计的分度值，以便测量时快速准确读出读数；
（4）指针调零；
（5）多次拉动弹簧，检查拉杆或弹簧是否与外壳摩擦，有摩擦则不能用。
2．正确使用：
（1）拉力应沿着弹簧的中心轴线方向拉动，如图7-2-12所示；
（2）读数时视线要垂直刻度面板。
(
正确使用方法
图7-2-12
)
3．错误使用：利用弹簧测力计测量力时，只能竖直向上、水平或沿着力的方向斜向上拉动。由于弹簧测力计本身重力的影响，向下或斜向下拉，指针无法调零，所以向下或斜向下拉动都是不正确的，如图7-2-12所示。
(
错误使用方法
)
(
图7-2-13
)
六、弹簧测力计的测量对象
(
1N
图7-2-14
)如图7-2-14所示，用弹簧测力计测钩码的拉力时，如果钩码的重力为1 N，则弹簧测力计的读数应为1 N，虽然此时手对弹簧测力计另一端也有力的作用，但是，我们发现，弹簧测力计的读数只等于钩的力，而不是两端所施加力的和。所以弹簧测力计测的只是拉钩的力。
【例题1】甲、乙两同学各用10 N的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉一弹簧测力计，则弹簧测力计的示数为（　 ）
A．10N B．20N C．0 D．无法判断
解析：虽然甲、乙两同学各用10 N的拉力，但弹簧测力计测的只是拉钩的力，所以弹簧测力计的示数应为10 N，故选A。答案：A
七、未调零弹簧测力计的测量方法
(
甲
乙
丙
图7-2-15
)如图7-2-15所示，当弹簧测力计未调零，但指针指在某一刻度时，也能进行测量。例如，当指针指在0.4 N处时，如图甲所示，不调零就进行力的测量，指针指在3N刻度处，如图乙所示，此时拉力的大小应为：。也就是说，被测力的大小等于指针所指的刻度减去初始刻度。
但当指针指在零刻度线上方时，就无法进行测量了，因为零刻度线上方没有刻度，不知道用多大的力能把指针拉到零刻度线处，如图丙所示。
【总结】
（1）当弹簧测力计未调零，但指针指在某一刻度时，被测力的大小等于指针所指的刻度减去初始刻度；
（2）当指针指在零刻度线上方时，无法进行测量。
【哲理故事】
车胤囊萤
晋代时，车胤从小好学不倦，但因家境贫困，父亲无法为他提供良好的学习环境。为了维持温饱，没有多余的钱买灯油供他晚上读书，为此，他只能利用白天时间背诵诗文。夏天的一个晚上，他正在院子里背一篇文章，忽然见许多萤火虫在低空中飞舞。一闪一闪的光点，在黑暗中显得有些耀眼。他想，如果把许多萤火虫集中在一起，不就成为一盏灯了吗？于是，他去找了一只白绢口袋，随即抓了几十只萤火虫放在里面，再扎住袋口，把它吊起来。虽然不怎么明亮，但可勉强用来看书了。从此，只要有萤火虫，他就去抓一把来当作灯用。由于他勤学好问，后来终有成就，官至吏部尚书。

展开更多......

收起↑