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第三章
相互作用
学　习　目　标
STSE情境导学
1.了解形变、弹性形变、弹性限度等概念.
2.知道弹力产生的原因和条件.
3.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向.
4.知道影响弹力大小的因素，理解胡克定律，了解科学研究方法
杂技演员具有高超的技术，他能轻松地顶住从高处下落的缸，他顶缸时头顶受到缸对他的压力
学习小结
1.弹力是接触力，只有相互接触的物体间才可能有弹力.
2.弹力的大小与形变程度，对于弹簧弹力的大小遵循胡克定律.
运动状态判断法：看除要研究的弹力外.物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律（目前主要应用二力平衡的规律）.若满足，则无弹力存在；若不满足，则有弹力存在
小球与弹簧相连静止于光滑的水平面上，小球所受重力、支持力二力平衡，小球不受弹簧的弹力作用
作用效果法：如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力，或改变受力物体的运动状态，可利用作用效果确定弹力的有无
小球与平面1、2的接触面光滑，且小球没有发生水平运动，表明平面1对小球无弹力
自主学习基础达标
重点拓展难点突破
知识归纳
素养培育能力提升
2
科学反思
类题训练
迁移应用巩固提高
O
F
弹性形变和弹力
支持力
见种弹力十一压力
内容
劲度系数k第二节　弹力
学　习　目　标
STSE情境导学
1.了解形变、弹性形变、弹性限度等概念.2.知道弹力产生的原因和条件.3.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向.4.知道影响弹力大小的因素，理解胡克定律，了解科学研究方法
杂技演员具有高超的技术，他能轻松地顶住从高处下落的缸，他顶缸时头顶受到缸对他的压力
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知识点一　弹性形变和弹力
1.形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化.
2.弹性形变：停止用力后物体能完全恢复原状的形变.
3.弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能（填“能”或“不能”）完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度.
4.弹力.
（1）定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力.
（2）产生的条件：①两物体直接接触；②发生弹性形变.
知识点二　弹力的方向　胡克定律
1.几种弹力及方向.
（1）压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面.
（2）绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向.绳中的弹力常常叫作张力.
2.胡克定律.
（1）内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小跟弹簧伸长量（或压缩量）x成正比.
（2）公式：F＝kx，k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米.
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小试身手
1.下列说法正确的是（　　）
A.两个接触的物体间一定存在弹力
B.两个物体间有弹力，则它们一定接触
C.物体发生的形变在外力撤去后都能恢复原状
D.两物体间没有发生形变，也可能有弹力
答案：B
2.（多选）下列说法正确的是（　　）
A.在弹性限度内，同一根弹簧被拉的越长弹力越大，弹力大小与弹簧长度成正比.
B.在弹性限度内，两根弹簧被拉长相同的长度，弹力的大小一定相等.
C.在弹性限度内，同一根弹簧被拉伸长度x和被压缩长度x，弹力的大小相等.
D.只有在一定条件下，胡克定律才成立.
答案：CD
学习小结
1.弹力是接触力，只有相互接触的物体间才可能有弹力.2.弹力的大小与形变程度，对于弹簧弹力的大小遵循胡克定律.
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探究一　弹力有无的判断
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1.弹力产生的过程.
2.弹力有无的判断方法.
（1）直接法：对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生的条件来判断：
①物体间相互接触；
②发生弹性形变.
以上两个条件必须同时满足才有弹力产生.
（2）特殊方法.
方法
举例
假设法：要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用，可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，看物体是否保持原来的状态.若能保持原来的状态，则说明在该位置物体间无弹力作用；否则，有弹力作用
挡板AB被拿走后，球会下降，而将挡板AC拿走后，球仍会静止，故球只受AB对它的支持力这一个弹力
运动状态判断法：看除要研究的弹力外.物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律（目前主要应用二力平衡的规律）.若满足，则无弹力存在；若不满足，则有弹力存在
小球与弹簧相连静止于光滑的水平面上，小球所受重力、支持力二力平衡，小球不受弹簧的弹力作用
作用效果法：如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力，或改变受力物体的运动状态，可利用作用效果确定弹力的有无
小球与平面1、2的接触面光滑，且小球没有发生水平运动，表明平面1对小球无弹力
【典例1】　图中物体a、b均处于静止状态，a、b间一定有弹力的是（　　）
A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　　D
核心点拨：在A、B、C、D四个选项中，拿走b后，a还能静止吗？
解析：A图中对物体a而言受重力、竖直向上的拉力，如果b对a有弹力，方向水平向左，那么a受到的三力不能平衡、与a、b均处于静止状态矛盾，故A错误；B图中对物体a而言受重力，斜向上的拉力，如果b对a没有弹力，那么a受到的二力不能平衡，与a，b均处于静止状态矛盾，故B正确；C图中若水平地面光滑，对b而言受重力，竖直向上的支持力，如果a对b有弹力，方向水平向右，那么b受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故C错误；D图中对b而言受重力，竖直向上的拉力，如果a对b有弹力，方向垂直斜面向下，那么b受到的三力不能平衡，与a、b均处于静止状态矛盾，故D错误.
答案：B
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判断弹力有无的误区
1.误认为只要有接触一定存在弹力作用，而忽视了弹力产生的另一个条件——发生弹性形变.
2.误认为有形变一定有弹力，忽视了弹性形变与范性形变（撤去外力后不能恢复原状的形变）的区别.
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1.下列各图中，所有接触面都是光滑的，P、Q两球都处于静止状态.P、Q两球之间不存在弹力的是（　　）
A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　D　
答案：D
探究二　弹力方向的判断
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1.弹力方向的特点.
发生弹性形变的物体，由于要恢复原状产生弹力，所以弹力的方向由施力物体的形变的方向决定，弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反.
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
点与面
过点垂直于面
点与点
垂直于切面
轻绳
沿绳指向绳收缩方向
轻杆
可沿杆
可不沿杆
轻弹簧
沿弹簧形变的反方向
【典例2】　在半球形光滑容器内，放置一细杆，如图所示.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
核心点拨：点与曲面接触，弹力的方向垂直于该处的切平面.
解析：支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面.在A点，杆的端点跟球面接触，弹力的方向垂直于该处球面的切面，指向球心，而在B点，容器的边缘跟杆的侧面接触，该处的支持力应垂直于杆向上.选项D正确.
答案：D
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2.（水平2）如图所示，一小球放在固定的光滑斜面上，挡板沿竖直方向，关于挡板对小球的弹力的作用方向，下列表述正确的是（　　）
A.沿水平方向向右　　　B.沿斜面方向向上
C.沿水平方向向左
D.沿斜面方向向下
答案：A
探究三　弹力大小的计算
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1.对胡克定律的理解.
（1）弹簧发生形变时必须在弹性限度内.
（2）x是弹簧的形变量，不是弹簧形变后的实际长度.
（3）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，对于同一根弹簧来说，劲度系数是不变的.
（4）由于F1＝kx1，F2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝kΔx.因此，弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比关系.
2.弹力大小的计算.
（1）公式法：利用公式F＝kx计算（适用于弹簧这样的弹性体弹力的计算）.
（2）平衡法：如果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，可用二力平衡得到拉力的大小等于物体重力的大小（目前主要分析二力平衡的情况）.
【典例3】　由实验测得某弹簧的长度L和弹力F的关系如图所示，求：
（1）该弹簧的原长；
（2）该弹簧的劲度系数.
核心点拨：L是弹簧的长度，不是原长，也不是形变量，而公式F＝kx中x是形变量.
解析：解法一：
（1）弹簧不产生弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为L0＝15
cm.
（2）据F＝kx得劲度系数：k＝＝，由题图线可知，该弹簧伸长ΔL＝（25
cm－15
cm）＝10
cm时，弹力ΔF＝50
N.所以k＝＝
N/m＝500
N/m.
解法二：
根据胡克定律得F＝k（L－L0），代入图像中的两点（0.25，50）和（0.05，－50），
可得50＝k（0.25－L0），
－50＝k（0.05－L0），
解得L0＝0.15
m，k＝500
N/m.
答案：（1）15
cm　（2）500
N/m
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弹簧F-x图像问题求解三法
（1）利用图像在横轴上的截距，求弹簧的原长.
（2）利用图像的斜率，求弹簧的劲度系数.
（3）利用图像上的点（数据）列方程（或方程组）求解弹簧的原长或劲度系数.
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3.水平桌面上放置一根弹簧，在弹性限度内对其施加30
N的拉力时，其长度为20
cm，对其施加30
N压力时.其长为14
cm，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数.
解析：设弹簧的自然长度为l0，劲度系数为k.
根据F＝kx，x为弹簧伸长（或缩短）的长度，由此得：
30＝k（0.2－l0），①
30＝k（l0－0.14），②
由①②得：l0＝17
cm，k＝1
000
N/m.
答案：17
cm　1
000
N/m
INCLUDEPICTURE"分课堂小结.TIF"
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INCLUDEPICTURE"分课堂小结2.TIF"
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