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相互作用—力
第一节 重力与弹力
第三课时：弹力二
（轻绳，轻杆，轻弹簧）
[学习目标]
1、几种典型模型的弹力：轻绳，轻弹簧，轻杆
1. 轻绳定义：不计重力的绳子。
一、轻绳模型
2. 轻绳模型特点：
①同一根轻绳，各处张力相同，并且拉力方向沿绳。
②轻绳只能产生拉力，不能产生支持力。
③轻绳不能伸长。
④绳中弹力可突变。
3.例题
(1).如图所示，A、B两物体并排放在水平桌面上，C物体叠放在A、B上， D物体悬挂在竖直线下端，且与斜面接触，若接触面均光滑，下列说法中正确的是（ ）
A、C对A，B的压力大小都等于C的重力
B、B对A的弹力方向水平向左
C、斜面对D的支持力垂直于斜面向上
D、D对斜面没有压力作用
D
(1). 如图所示，一个重500N的人用200N的力通过绳子和定滑轮拉一个静止在地面上重500N的物体M，则人受到 的作用，其大小分别是 。如果滑轮的质量不计，则滑轮受到 的作用。
1. 轻杆定义：不计重力的轻杆。
二、轻杆模型
2. 轻杆模型特点：
①同一轻杆，各处张力相同。
②杆上弹力可以是支持力还可以是拉力。
③杆上弹力可以发生突变。
④分类
固定杆
铰链杆
(1).如图甲所示，水平轻杆 BC 一端固定在竖直墙上，另一端C 处固定一个光滑定滑轮（重力不计），一端固定的轻绳AD 跨过定滑轮栓接一个重物P， ∠ACB=30°； 如图乙所示，轻杆 HG 一端用光滑铰链固定在竖直墙上，另一端通过细绳EG 固定，∠EGH=30°， 在轻杆的G 端用轻绳GF 悬挂一个与P 质量相等的重物Q， 则BC、HG 两轻杆受到的弹力大小之比为（ ）

3.例题
B
(2).如图所示，与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为，则轻杆对小球的弹力大小为 。
1. 轻弹簧定义：不计重力的弹簧。
三、轻弹簧模型
2. 轻弹簧模型特点：
①同一根弹簧，各处张力相同，方向与形变方向相反。
②弹力的大小遵循胡克定律。
③弹簧弹力不可突变。
3. 弹力的大小遵循胡克定律
在弹性限度内弹管弹力的大小与__________成正比，
即F=kx
形变量
说明:
①适用于在弹性限度内的弹簧的拉伸或压缩形变;
②k为弹簧的____________。表示弹簧固有的力的性质，大小由弹簧本身的物理条件（材料，长度，弹簧丝粗细，截面积，匝数等）决定；单位是：N/m。
劲度系数
4.例题
(1)．如图所示，两只同样的弹簧秤每只自重0.1N，下面的挂钩重力忽略不计，甲“正挂”，乙“倒挂”，在乙的下方挂上0.2N的砝码，则甲、乙弹簧秤的读数分别为（　　）
A．0.2N，0.3N
B．0.3N，0.2N
C．0.3N，0.3N
D．0.4N，0.3N
C
(2).如图所示，物体A和B的重力分别为15 N和6 N，不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦，则弹簧秤的示数为（　　）
A.15N B. 6N C. 9 N D．0 N
B
(3)．一根轻质弹簧，当它上端固定，下端挂一重力G的物体时，长度为L1,当它下端固定在水平面上，上端压一重力G的物体时，长度为L2。则该弹簧的劲度系数为( )
A.B.C.D.
D
5.弹簧的多解问题
A．3 N和4 N
B．5 N和6 N
C．1 N和2 N
D．5 N和2 N
(1).如图所示，A、B两个物块的重力分别是,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（　　）
D
(2)．图中a、b、c为三物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的细绳，它们连接如图并处于平衡状态，则有可能（ ）
A．N处于拉伸状态而M处于压缩状态．
B．N处于压缩状态而M处于拉伸状态．
C．N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态．
D．N、M均处于不伸不缩状态．
A
6.弹簧的移动问题
(1).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，上面的木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于静止。现缓慢地向上提上面的木块m1，直到它刚离开上面的弹簧，求：
（1）m1离开弹簧后，下面弹簧的压缩量；
（2）这个过程中上面木块移动的距离。
(2)．S1、S2表示劲度系数分别为的两根弹簧；a和b表示质量分别为的两个小物块，，将弹簧与物块按如图所示的方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最短，则应使（　　）A．S1在上，a在上 B．S1在上，b在上C．S2在上，a在上 D．S2在上，b在上
A
7.弹簧实验
(1).如图甲所示，一根弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图乙所示，则下列判断不正确的是（　　）
A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B．弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是20N/m
D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变
AC
(2)．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．
①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在 方向（填“水平”或“竖直”）．
②弹簧自然悬挂，待弹簧 时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表：
表中有一个数值记录不规范，代表符号为 ．由表可知所用刻度尺的最小分度为 ．
③如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与 的差值(填”)
④由图可知弹簧的劲度系数为 N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为 g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2）．
1．如图a，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图a中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.200 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图b所示，其读数为 cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为 N/m（保留3位有效数字）。
四、衔接高考
2．某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．
①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73cm，图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量△l为 cm;
②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是 ；（填选项前的字母）
A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是 ．
3．某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为m=50.0 g），弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出，实验步骤如下：①在绳下端挂上一个硅码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；
②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；
③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）；
④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。
回答下列问题：
(1)根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出l-n图像 ；
(2)弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及l-n图线的斜率α表示，表达式为k=_____；若g取9.80 m/s2，则本实验中k=_____N/m （结果保留3位有效数字）。
4．小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：
（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05 g；
（2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表：
（3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；
（4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋的长度为_____cm；
（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______g（计算结果保留3位有效数字）。
谢谢

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