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人教版 (新课标)2 弹力教课内容ppt课件
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这是一份人教版 (新课标)2 弹力教课内容ppt课件，共60页。
1.用手拉伸或压缩弹簧，弹簧的形状发生变化，用手捏橡皮泥，橡皮泥的形状发生变化，物体形状发生变化的原因是什么？这些现象说明了什么问题？弹簧和橡皮泥的形变有什么不同？
提示：(1)弹簧发生形变的原因是弹簧受到了拉力或压力作用，橡皮泥发生形变是由于受到压力作用.(2)此现象说明任何物体受到外力作用时都能发生形变.弹簧在撤去外力后，能恢复原状，是弹性形变，橡皮泥在撤去外力后不能恢复原状，是非弹性形变.
2.试分析：既然任何物体在外力的作用下都能发生形变，为什么有的形变却很难观察到呢？举例说明如何才能观察到微小的形变？提示：(1)任何物体在外力的作用下都能发生形变，只是形变的明显程度不同.有的形变比较明显(如弹簧的伸长或缩短)，可以直接看出；有的形变微小，需要采用特殊方法才可观察到．(2)如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变，利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变，都是把微小形变放大以利于观察.
3.两个不接触的物体之间是否能够产生弹力？提示：弹力是接触力，即弹力必须是发生在两个相互接触的物体之间，所以不接触的两个物体之间不能产生弹力.4.两个相互接触的物体之间一定有弹力作用吗？提示：两个相互接触的物体如果没有相互挤压或拉伸，就不会产生弹力的作用.例如并排放在光滑水平面上的两个物体相互接触时，如果移掉一个物体，另一个物体的状态并不发生改变，说明它们之间并没有弹力，所以两个相互接触的物体之间不一定产生弹力.
5.两物体间怎样才能产生弹力？提示：弹力必须是发生在两个相互接触的物体之间，并且两个相互接触的物体有相互的挤压或拉伸——即发生弹性形变.
弹力产生的条件本节的重点是弹力产生的条件，要突破这一重点和难点需要利用生活常识和对物体进行必要的分析，从而得出两物体之间是否有形变发生.弹力的产生必须满足两个条件：(1)两物体直接接触；(2)发生弹性形变.
弹性形变和弹力1.弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原状的形变.2.非弹性形变：在外力停止作用后，不能恢复原状的形变.3.弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力.4.弹力产生的条件：(1)物体间直接接触；(2)物体发生弹性形变.
典例1 如图所示，用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触，并保持静止，甲中细绳倾斜，乙中细绳呈竖直方向.判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用.
解答本题应把握以下两点：(1)弹力产生的条件是两物体接触且发生弹性形变.(2)判断是否存在弹力可以把接触面去掉以后观察物体的状态是否改变.
【规范解答】解法一：解除约束法：假设两图中的斜面不存在，则甲图中小球无法在原位置保持静止，乙图中小球仍静止，故甲图中小球受到斜面的弹力作用，乙图中小球不受斜面的弹力作用.解法二：假设法：假设两图中斜面均对小球有弹力作用，则甲图中小球将仍能保持静止状态，乙图中小球则不能保持静止，所以乙图中小球不受斜面弹力作用，甲图中小球受到斜面弹力作用.
【变式备选】如图所示，A、B之间一定有弹力作用的是 ( )
【解析】选B、D.对于选项A、C中的A、B两球，如果把A球或B球去掉，另一个球的状态均可保持不变，所以A、B两球之间无弹力；对于选项B中，若去掉A球或B球，另一个球的悬线方向会发生改变，故A、B两球之间有弹力；对于选项D中，若去掉A球，B球的状态会发生变化，故A、B两球之间有弹力，所以选B、D.
1.若两物体间发生弹力作用,则施力物体和受力物体都会发生形变,请结合下表尝试分析,弹力方向与形变方向的关系.
2.通过“1”的探究可知，弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反，与受力物体的形变方向相同.那么，在判断弹力方向时应遵循何种思路？提示：在判断弹力方向时常常按如下思路分析:(1)确定受到弹力的物体.(2)确定施力物体或受力物体形变的方向.(3)确定弹力的方向.
3.试总结压力、支持力和绳子拉力的方向特点.提示：压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，指向被压或者被支持的物体；绳子拉力的方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向.
典例2 如图所示，在图中画出物体P所受到的弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体P处于静止状态，丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动.
解答本题时应把握以下三点：(1)当点与面(或曲面)接触时，弹力方向与面之间的关系.(2)绳上弹力方向的特点.(3)接触面为球面时，弹力方向的延长线或反向延长线的特点.
【规范解答】甲属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于接触面或接触面的切面，所以A处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中小球P不管运动与否，都属于平面与球面相接触，弹力应垂直于水平面，且过球心，即向上.它们所受弹力的示意图如图所示.
【变式备选】如图为P物体对Q物体的压力的示意图，有明显错误的是( )【解析】选B、C、D.P物体对Q物体的压力应作用在Q物体上且力的方向应垂直于接触面并指向Q物体，故B、C、D均是错误的.
1.如图所示，用弹簧测力计拉弹簧时，弹簧拉伸越长，弹簧测力计的示数越大，这一现象说明了什么问题？提示：这一现象说明弹簧的弹力大小与弹簧形变的大小有关，弹簧的形变越大，弹力越大.
2.如图所示，用悬挂法探究弹力和弹簧伸长的关系时，首先应该测出弹簧的原长L.测量弹簧原长时是平放在桌面上测量还是挂起后测量？提示：由于弹簧的自重会影响弹簧的长度，所以应当把弹簧挂起后再测量原长.
3.在“2”的探究实验过程中，需要测量哪些数据？为有效地减小实验误差测量一组数据还是多组数据？试设计一个记录表格.提示：(1)要测出弹簧的弹力F和弹簧的长度L(2)为有效地减小实验误差，必须进行多组测量，测出多组数据(3)列表进行记录，如表所示.
4.用F-x图象探究弹力和弹簧伸长的关系，在画图线时，应注意哪些问题？F-x图象的特点是什么？作出F-x图象，并指出F与x有什么关系？提示：(1)应使尽可能多的点落在图线上，不在图线上的点应对称分布在图线两侧，偏差太远的点应当舍去.(2)F-x图象是一条过原点的直线.如图所示.(3)F与x成正比.
5.对于不同的弹簧，其F-x图象相同吗？如果有两个弹簧的F-x图象如图所示，这两个弹簧的劲度系数相同吗？并比较劲度系数的大小关系.提示：(1)对于不同的弹簧，其劲度系数可能不同，其F-x图象也不同.(2)两个弹簧的F-x图象的斜率不同，反映了两个弹簧的劲度系数不同.(3)图线的斜率等于弹簧的劲度系数，由题图可知，k1>k2.
弹簧的弹力1.若弹簧处于弹性限度内用胡克定律F=kx来求解.(1)胡克定律适用于在弹性限度内弹簧拉伸或压缩形变所产生的弹力的大小计算.(2)式中的k为弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软硬”程度，是弹簧本身的一种物理性质，与外力无关，其大小只与弹簧的长短、粗细及材料有关.(3)F=kx中的x是弹簧的形变量，而不是弹簧的长度.弹簧可以被拉伸也可以被压缩，它的形变量指的是弹簧被拉伸或被压缩了多少.
(4)F-x图线的斜率在数值上等于弹簧的劲度系数.用“图象法”研究物理规律，发现物理量之间的关系，使其更直观、简便，是高考考查的重点之一，但一定要看清图象画的是哪两个物理量的关系，单位是什么.2.对于轻弹簧来说，同一根弹簧两端所受的力大小相等，方向相反.
典例3 竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为11 cm；挂一重为6 N的物体时弹簧长度为12 cm，则弹簧原长为_____cm，劲度系数为_____ N/m.解答本题时应明确以下两点：(1)弹簧的形变量x是弹簧相比原长时长度的变化量.(2)弹簧的弹力大小遵守胡克定律.
【规范解答】设弹簧的原长为L0,劲度系数为k,设挂G1=4 N的重物时弹簧的长度为L1,挂G2=6 N的重物时弹簧的长度为L2,则L1=11 cm,L2=12 cm,由胡克定律得:G1=k(L1-L0),G2=k(L2-L0)代入数据解得:L0=9 cm，k=200 N/m即弹簧原长为9 cm,劲度系数为200 N/m.答案:9 200
【变式备选】(2011·昆明高一检测)一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为 ( )A. B. C. D.
【解析】选B.设弹簧原长为l0，用力F1压弹簧时，有F1=k(l0-l1) ①用力F2拉弹簧时F2=k(l2-l0) ②由①②两式可得该弹簧的劲度系数 ，选项B正确，A、C、D错误.
一、几种弹力及弹力的方向1.压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，指向被压或者被支持的物体.2.绳子拉力的方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向.二、胡克定律在弹性限度内，弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比，即F=kx，其中k是劲度系数，单位是N/m.
典例4 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示.下列表述正确的是( )A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小D.测得的弹力与弹簧的长度成正比 【思路点拨】解答本题时应明确以下两点：(1)F-l图象斜率的物理意义.(2)F-l图象截距的物理意义.【规范解答】选B.当F=0时的长度为弹簧的原长，由题图知l2>l1，故A错；图线的斜率等于弹簧的劲度系数，故B正确，C错；弹簧的弹力与形变的长度成正比，故D错.
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，这是由于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
【解析】选D.弹力是由施力物体发生形变产生的，所以A、B选项均错，而D选项正确，绳对物体的拉力总是沿绳指向绳收缩的方向，但不一定沿竖直方向，所以C错.
2.(2011·温州高一检测)关于弹力，下列说法中正确的是 ( )A.发生形变的物体才能有弹力，也一定有弹力B.物体的形变越大，弹力也越大C.弹力的方向一定与施力物体发生形变的方向相反D.弹力的大小与物体大小有关，体积越大的物体产生的弹力也越大
【解析】选C.只有发生弹性形变的物体，才能产生弹力作用，A错误；弹力的大小是由形变量和劲度系数共同决定的，物体的形变越大，弹力不一定越大，B错误；弹力的大小与物体的大小无关，D错误；弹力的方向指向施力物体形变恢复的方向，一定与施力物体发生形变的方向相反，C正确.
3.一物体静止在斜面上时，正确表示斜面对物体的弹力F的方向的图是( )【解析】选A.物体所受的弹力是支持力，要先找接触面，就是斜面，支持力应该垂直于斜面，从接触位置指向物体，所以答案为A.
4.如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间，下列关于小球所受弹力的说法正确的是( )
A.桌边A对小球的弹力由A指向O，墙上B点对小球的弹力由B指向OB.桌边A对小球的弹力由A指向O，墙上B点对小球的弹力由B指向重心PC.桌边A对小球的弹力由A指向P，墙上B点对小球的弹力由B指向重心PD.桌边A对小球的弹力由A指向P，墙上B点对小球的弹力由B指向O
【解析】选A.由于重力的影响，球对墙上B点和桌边A点都有挤压，故在这两处均产生弹力作用.又因为弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F1应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心O；在B点弹力F2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O.
5.(2011·厦门高一检测)一根轻弹簧在20 N的拉力作用下，长度由原来的20 cm伸长到21 cm.那么当这根弹簧伸长到26.5 cm时，受到的拉力为多大(弹性限度内)？
【解析】当拉力F1=20 N时,弹簧伸长量为:x1=21 cm-20 cm=1 cm=0.01 m当拉力为F2时,弹簧伸长量x2=26.5 cm-20 cm=6.5 cm=0.065 m由胡克定律F1=kx1 ① F2=kx2 ②由①②得F1/F2=x1/x2，解得=130 N.答案：130 N
一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1.下列关于弹力产生的条件的叙述正确的是( )A.只要两个物体接触就一定产生弹力B.两个接触的物体间不一定产生弹力C.发生弹性形变的物体一定产生弹力D.相互接触的两个物体间可能产生弹力【解析】选B、C、D.只有直接接触且发生弹性形变的物体间，才有弹力作用.不发生弹性形变或不直接接触的物体间必定无弹力作用，弹力只能发生在直接接触且发生弹性形变的物体之间，故正确答案选B、C、D.
2.我国新型第五代多用途战机J-20歼击机于2011年1月11日首飞成功.在战机J-20歼击机从滑行道起飞的过程中，战机J-20歼击机与滑行道之间存在弹力的是( )A．战机J-20歼击机静止在机场的滑行道上B．战机J-20歼击机沿机场的滑行道滑行C．战机J-20歼击机离开机场的滑行道正在升空时D．战机J-20歼击机在空中开始降落时
【解析】选A、B.弹力的产生有两个条件：直接接触和发生弹性形变.选项A、B符合这两个条件，选项C、D两个条件都不满足.
3.体育课上某同学将足球踢向墙壁，如图所示，下列关于足球与墙壁作用时墙壁给足球的弹力方向的说法正确的是 ( )
A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于墙壁斜向左上方的方向【解析】选D.足球与墙壁作用时是球面与平面的相互作用，足球所受弹力方向垂直于墙壁指向足球，即斜向左上方的方向，故D正确.
4.(2010·苏州高一检测)如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重力为4 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力( )A.大小为4 N，方向平行于斜面向上B.大小为2 N，方向平行于斜面向上C.大小为4 N，方向垂直于斜面向上D.大小为4 N，方向竖直向上
【解析】选D.小球受重力和杆的弹力两个力的作用，且重力的方向竖直向下，由于小球处于静止状态，根据二力平衡条件可知，弹力与重力大小相等，方向相反，故弹力大小为4 N，方向竖直向上，D正确.
【规律方法】弹力方向的判断1.由弹力的产生机理可知，弹力的产生是由于物体发生了弹性形变，由于要恢复原状，就对和物体接触的其他物体产生力的作用.因此，弹力的方向应与形变的方向在同一直线上.2.弹力方向的分类判定：弹力是接触力，不同的物体，不同的接触方式，弹力方向的判断方法也有所不同，具体比较如下：
(1)压力和支持力的方向垂直于接触面指向受力物体.①平面和平面接触时，弹力方向垂直于平面.②点和平面接触时，弹力方向垂直于平面.③曲线和平面接触时，弹力方向垂直于平面.④曲线和曲面接触时，弹力方向垂直于两曲面的公切面.⑤点与曲面相接触时，弹力方向垂直于过此点的公切面.(2)绳的弹力方向一定沿绳指向绳收缩的方向.(3)轻杆可以支撑物体也可以拉物体，轻杆的弹力方向不一定沿杆.
5.(2011·绍兴高一检测)下列说法中正确的是( )A.书放在水平桌面上受到的支持力，是由于书发生了微小形变而产生的B.用细木棍拨动浮在水中的圆木，圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变而产生的C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向D.支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体
【解析】选B、C、D.书放在水平桌面上受到支持力，是由于桌面发生了微小形变，桌面对跟它接触的书产生的弹力，A错误.用细木棍拨动浮在水中的圆木，圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变，由于要恢复原状，而对使它发生形变的圆木施加一个弹力，B正确.绳的拉力是由于绳被拉伸，绳要恢复原状而产生指向绳收缩方向的弹力，C正确.支持力是由于被支持的物体对支持物施加一个压力，支持物发生形变，支持物要恢复原状而产生的，故支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体，D正确.
二、非选择题(本题共3小题，共20分，要有必要的文字叙述)6.(6分)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F-x图线,如图所示.由图可知弹簧的劲度系数为_____,图线不过坐标原点的原因是__________.
【解析】图线的斜率为弹簧的劲度系数，即k= =200 N/m,图线不过坐标原点的原因是由于弹簧自身重力使弹簧未受外力情况下已经有一个伸长量.答案:200 N/m 弹簧自身重力的作用
7.(6分)如图所示的两种情况中，弹簧测力计A、B放置在水平桌面上处于静止状态，通过轻绳悬挂的重物均重100 N.不计摩擦，则弹簧测力计A、B的示数分别为多大？
【解析】测物重时，总把物体挂在测力计钩上，静止时弹簧测力计的示数就等于物重.如题图的两种情况中，挂在测力计钩上并竖直悬吊(不计摩擦)的物重都为100 N，故弹簧测力计A、B的示数相同，都是100 N.答案：100 N 100 N
8.(8分)(2011·湛江高一检测)如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系，试由图线确定：(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小.
【解析】在该图象中要注意这样几个特殊的点：直线和横轴的交点，该交点表示弹力为零，由此得到弹簧的原长为10 cm；纵坐标为10 N的两点，弹簧的长度分别为5 cm和15 cm.(1)根据图象可知，当F=0时，表示弹簧处于原长，所以原长L=10 cm；
(2)对于坐标为(5，10)这一点，表示当弹簧压缩量为x=10 cm-5 cm=5 cm时，弹簧的弹力F=10 N，根据胡克定律F=kx，代入数据后可以得到k=200 N/m；(3)当弹簧长度L=0.20 m时,表示弹簧伸长量x=20 cm-10 cm=10 cm，根据胡克定律F=kx，代入数据可以得到F=20 N.答案：(1)10 cm (2)200 N/m (3)20 N
1.用手拉伸或压缩弹簧，弹簧的形状发生变化，用手捏橡皮泥，橡皮泥的形状发生变化，物体形状发生变化的原因是什么？这些现象说明了什么问题？弹簧和橡皮泥的形变有什么不同？
提示：(1)弹簧发生形变的原因是弹簧受到了拉力或压力作用，橡皮泥发生形变是由于受到压力作用.(2)此现象说明任何物体受到外力作用时都能发生形变.弹簧在撤去外力后，能恢复原状，是弹性形变，橡皮泥在撤去外力后不能恢复原状，是非弹性形变.
2.试分析：既然任何物体在外力的作用下都能发生形变，为什么有的形变却很难观察到呢？举例说明如何才能观察到微小的形变？提示：(1)任何物体在外力的作用下都能发生形变，只是形变的明显程度不同.有的形变比较明显(如弹簧的伸长或缩短)，可以直接看出；有的形变微小，需要采用特殊方法才可观察到．(2)如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变，利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变，都是把微小形变放大以利于观察.
3.两个不接触的物体之间是否能够产生弹力？提示：弹力是接触力，即弹力必须是发生在两个相互接触的物体之间，所以不接触的两个物体之间不能产生弹力.4.两个相互接触的物体之间一定有弹力作用吗？提示：两个相互接触的物体如果没有相互挤压或拉伸，就不会产生弹力的作用.例如并排放在光滑水平面上的两个物体相互接触时，如果移掉一个物体，另一个物体的状态并不发生改变，说明它们之间并没有弹力，所以两个相互接触的物体之间不一定产生弹力.
5.两物体间怎样才能产生弹力？提示：弹力必须是发生在两个相互接触的物体之间，并且两个相互接触的物体有相互的挤压或拉伸——即发生弹性形变.
弹力产生的条件本节的重点是弹力产生的条件，要突破这一重点和难点需要利用生活常识和对物体进行必要的分析，从而得出两物体之间是否有形变发生.弹力的产生必须满足两个条件：(1)两物体直接接触；(2)发生弹性形变.
弹性形变和弹力1.弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原状的形变.2.非弹性形变：在外力停止作用后，不能恢复原状的形变.3.弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力.4.弹力产生的条件：(1)物体间直接接触；(2)物体发生弹性形变.
典例1 如图所示，用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触，并保持静止，甲中细绳倾斜，乙中细绳呈竖直方向.判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用.
解答本题应把握以下两点：(1)弹力产生的条件是两物体接触且发生弹性形变.(2)判断是否存在弹力可以把接触面去掉以后观察物体的状态是否改变.
【规范解答】解法一：解除约束法：假设两图中的斜面不存在，则甲图中小球无法在原位置保持静止，乙图中小球仍静止，故甲图中小球受到斜面的弹力作用，乙图中小球不受斜面的弹力作用.解法二：假设法：假设两图中斜面均对小球有弹力作用，则甲图中小球将仍能保持静止状态，乙图中小球则不能保持静止，所以乙图中小球不受斜面弹力作用，甲图中小球受到斜面弹力作用.
【变式备选】如图所示，A、B之间一定有弹力作用的是 ( )
【解析】选B、D.对于选项A、C中的A、B两球，如果把A球或B球去掉，另一个球的状态均可保持不变，所以A、B两球之间无弹力；对于选项B中，若去掉A球或B球，另一个球的悬线方向会发生改变，故A、B两球之间有弹力；对于选项D中，若去掉A球，B球的状态会发生变化，故A、B两球之间有弹力，所以选B、D.
1.若两物体间发生弹力作用,则施力物体和受力物体都会发生形变,请结合下表尝试分析,弹力方向与形变方向的关系.
2.通过“1”的探究可知，弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反，与受力物体的形变方向相同.那么，在判断弹力方向时应遵循何种思路？提示：在判断弹力方向时常常按如下思路分析:(1)确定受到弹力的物体.(2)确定施力物体或受力物体形变的方向.(3)确定弹力的方向.
3.试总结压力、支持力和绳子拉力的方向特点.提示：压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，指向被压或者被支持的物体；绳子拉力的方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向.
典例2 如图所示，在图中画出物体P所受到的弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体P处于静止状态，丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动.
解答本题时应把握以下三点：(1)当点与面(或曲面)接触时，弹力方向与面之间的关系.(2)绳上弹力方向的特点.(3)接触面为球面时，弹力方向的延长线或反向延长线的特点.
【规范解答】甲属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于接触面或接触面的切面，所以A处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中小球P不管运动与否，都属于平面与球面相接触，弹力应垂直于水平面，且过球心，即向上.它们所受弹力的示意图如图所示.
【变式备选】如图为P物体对Q物体的压力的示意图，有明显错误的是( )【解析】选B、C、D.P物体对Q物体的压力应作用在Q物体上且力的方向应垂直于接触面并指向Q物体，故B、C、D均是错误的.
1.如图所示，用弹簧测力计拉弹簧时，弹簧拉伸越长，弹簧测力计的示数越大，这一现象说明了什么问题？提示：这一现象说明弹簧的弹力大小与弹簧形变的大小有关，弹簧的形变越大，弹力越大.
2.如图所示，用悬挂法探究弹力和弹簧伸长的关系时，首先应该测出弹簧的原长L.测量弹簧原长时是平放在桌面上测量还是挂起后测量？提示：由于弹簧的自重会影响弹簧的长度，所以应当把弹簧挂起后再测量原长.
3.在“2”的探究实验过程中，需要测量哪些数据？为有效地减小实验误差测量一组数据还是多组数据？试设计一个记录表格.提示：(1)要测出弹簧的弹力F和弹簧的长度L(2)为有效地减小实验误差，必须进行多组测量，测出多组数据(3)列表进行记录，如表所示.
4.用F-x图象探究弹力和弹簧伸长的关系，在画图线时，应注意哪些问题？F-x图象的特点是什么？作出F-x图象，并指出F与x有什么关系？提示：(1)应使尽可能多的点落在图线上，不在图线上的点应对称分布在图线两侧，偏差太远的点应当舍去.(2)F-x图象是一条过原点的直线.如图所示.(3)F与x成正比.
5.对于不同的弹簧，其F-x图象相同吗？如果有两个弹簧的F-x图象如图所示，这两个弹簧的劲度系数相同吗？并比较劲度系数的大小关系.提示：(1)对于不同的弹簧，其劲度系数可能不同，其F-x图象也不同.(2)两个弹簧的F-x图象的斜率不同，反映了两个弹簧的劲度系数不同.(3)图线的斜率等于弹簧的劲度系数，由题图可知，k1>k2.
弹簧的弹力1.若弹簧处于弹性限度内用胡克定律F=kx来求解.(1)胡克定律适用于在弹性限度内弹簧拉伸或压缩形变所产生的弹力的大小计算.(2)式中的k为弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软硬”程度，是弹簧本身的一种物理性质，与外力无关，其大小只与弹簧的长短、粗细及材料有关.(3)F=kx中的x是弹簧的形变量，而不是弹簧的长度.弹簧可以被拉伸也可以被压缩，它的形变量指的是弹簧被拉伸或被压缩了多少.
(4)F-x图线的斜率在数值上等于弹簧的劲度系数.用“图象法”研究物理规律，发现物理量之间的关系，使其更直观、简便，是高考考查的重点之一，但一定要看清图象画的是哪两个物理量的关系，单位是什么.2.对于轻弹簧来说，同一根弹簧两端所受的力大小相等，方向相反.
典例3 竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为11 cm；挂一重为6 N的物体时弹簧长度为12 cm，则弹簧原长为_____cm，劲度系数为_____ N/m.解答本题时应明确以下两点：(1)弹簧的形变量x是弹簧相比原长时长度的变化量.(2)弹簧的弹力大小遵守胡克定律.
【规范解答】设弹簧的原长为L0,劲度系数为k,设挂G1=4 N的重物时弹簧的长度为L1,挂G2=6 N的重物时弹簧的长度为L2,则L1=11 cm,L2=12 cm,由胡克定律得:G1=k(L1-L0),G2=k(L2-L0)代入数据解得:L0=9 cm，k=200 N/m即弹簧原长为9 cm,劲度系数为200 N/m.答案:9 200
【变式备选】(2011·昆明高一检测)一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为 ( )A. B. C. D.
【解析】选B.设弹簧原长为l0，用力F1压弹簧时，有F1=k(l0-l1) ①用力F2拉弹簧时F2=k(l2-l0) ②由①②两式可得该弹簧的劲度系数 ，选项B正确，A、C、D错误.
一、几种弹力及弹力的方向1.压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，指向被压或者被支持的物体.2.绳子拉力的方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向.二、胡克定律在弹性限度内，弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比，即F=kx，其中k是劲度系数，单位是N/m.
典例4 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示.下列表述正确的是( )A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小D.测得的弹力与弹簧的长度成正比 【思路点拨】解答本题时应明确以下两点：(1)F-l图象斜率的物理意义.(2)F-l图象截距的物理意义.【规范解答】选B.当F=0时的长度为弹簧的原长，由题图知l2>l1，故A错；图线的斜率等于弹簧的劲度系数，故B正确，C错；弹簧的弹力与形变的长度成正比，故D错.
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，这是由于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
【解析】选D.弹力是由施力物体发生形变产生的，所以A、B选项均错，而D选项正确，绳对物体的拉力总是沿绳指向绳收缩的方向，但不一定沿竖直方向，所以C错.
2.(2011·温州高一检测)关于弹力，下列说法中正确的是 ( )A.发生形变的物体才能有弹力，也一定有弹力B.物体的形变越大，弹力也越大C.弹力的方向一定与施力物体发生形变的方向相反D.弹力的大小与物体大小有关，体积越大的物体产生的弹力也越大
【解析】选C.只有发生弹性形变的物体，才能产生弹力作用，A错误；弹力的大小是由形变量和劲度系数共同决定的，物体的形变越大，弹力不一定越大，B错误；弹力的大小与物体的大小无关，D错误；弹力的方向指向施力物体形变恢复的方向，一定与施力物体发生形变的方向相反，C正确.
3.一物体静止在斜面上时，正确表示斜面对物体的弹力F的方向的图是( )【解析】选A.物体所受的弹力是支持力，要先找接触面，就是斜面，支持力应该垂直于斜面，从接触位置指向物体，所以答案为A.
4.如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间，下列关于小球所受弹力的说法正确的是( )
A.桌边A对小球的弹力由A指向O，墙上B点对小球的弹力由B指向OB.桌边A对小球的弹力由A指向O，墙上B点对小球的弹力由B指向重心PC.桌边A对小球的弹力由A指向P，墙上B点对小球的弹力由B指向重心PD.桌边A对小球的弹力由A指向P，墙上B点对小球的弹力由B指向O
【解析】选A.由于重力的影响，球对墙上B点和桌边A点都有挤压，故在这两处均产生弹力作用.又因为弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F1应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心O；在B点弹力F2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O.
5.(2011·厦门高一检测)一根轻弹簧在20 N的拉力作用下，长度由原来的20 cm伸长到21 cm.那么当这根弹簧伸长到26.5 cm时，受到的拉力为多大(弹性限度内)？
【解析】当拉力F1=20 N时,弹簧伸长量为:x1=21 cm-20 cm=1 cm=0.01 m当拉力为F2时,弹簧伸长量x2=26.5 cm-20 cm=6.5 cm=0.065 m由胡克定律F1=kx1 ① F2=kx2 ②由①②得F1/F2=x1/x2，解得=130 N.答案：130 N
一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1.下列关于弹力产生的条件的叙述正确的是( )A.只要两个物体接触就一定产生弹力B.两个接触的物体间不一定产生弹力C.发生弹性形变的物体一定产生弹力D.相互接触的两个物体间可能产生弹力【解析】选B、C、D.只有直接接触且发生弹性形变的物体间，才有弹力作用.不发生弹性形变或不直接接触的物体间必定无弹力作用，弹力只能发生在直接接触且发生弹性形变的物体之间，故正确答案选B、C、D.
2.我国新型第五代多用途战机J-20歼击机于2011年1月11日首飞成功.在战机J-20歼击机从滑行道起飞的过程中，战机J-20歼击机与滑行道之间存在弹力的是( )A．战机J-20歼击机静止在机场的滑行道上B．战机J-20歼击机沿机场的滑行道滑行C．战机J-20歼击机离开机场的滑行道正在升空时D．战机J-20歼击机在空中开始降落时
【解析】选A、B.弹力的产生有两个条件：直接接触和发生弹性形变.选项A、B符合这两个条件，选项C、D两个条件都不满足.
3.体育课上某同学将足球踢向墙壁，如图所示，下列关于足球与墙壁作用时墙壁给足球的弹力方向的说法正确的是 ( )
A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于墙壁斜向左上方的方向【解析】选D.足球与墙壁作用时是球面与平面的相互作用，足球所受弹力方向垂直于墙壁指向足球，即斜向左上方的方向，故D正确.
4.(2010·苏州高一检测)如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重力为4 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力( )A.大小为4 N，方向平行于斜面向上B.大小为2 N，方向平行于斜面向上C.大小为4 N，方向垂直于斜面向上D.大小为4 N，方向竖直向上
【解析】选D.小球受重力和杆的弹力两个力的作用，且重力的方向竖直向下，由于小球处于静止状态，根据二力平衡条件可知，弹力与重力大小相等，方向相反，故弹力大小为4 N，方向竖直向上，D正确.
【规律方法】弹力方向的判断1.由弹力的产生机理可知，弹力的产生是由于物体发生了弹性形变，由于要恢复原状，就对和物体接触的其他物体产生力的作用.因此，弹力的方向应与形变的方向在同一直线上.2.弹力方向的分类判定：弹力是接触力，不同的物体，不同的接触方式，弹力方向的判断方法也有所不同，具体比较如下：
(1)压力和支持力的方向垂直于接触面指向受力物体.①平面和平面接触时，弹力方向垂直于平面.②点和平面接触时，弹力方向垂直于平面.③曲线和平面接触时，弹力方向垂直于平面.④曲线和曲面接触时，弹力方向垂直于两曲面的公切面.⑤点与曲面相接触时，弹力方向垂直于过此点的公切面.(2)绳的弹力方向一定沿绳指向绳收缩的方向.(3)轻杆可以支撑物体也可以拉物体，轻杆的弹力方向不一定沿杆.
5.(2011·绍兴高一检测)下列说法中正确的是( )A.书放在水平桌面上受到的支持力，是由于书发生了微小形变而产生的B.用细木棍拨动浮在水中的圆木，圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变而产生的C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向D.支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体
【解析】选B、C、D.书放在水平桌面上受到支持力，是由于桌面发生了微小形变，桌面对跟它接触的书产生的弹力，A错误.用细木棍拨动浮在水中的圆木，圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变，由于要恢复原状，而对使它发生形变的圆木施加一个弹力，B正确.绳的拉力是由于绳被拉伸，绳要恢复原状而产生指向绳收缩方向的弹力，C正确.支持力是由于被支持的物体对支持物施加一个压力，支持物发生形变，支持物要恢复原状而产生的，故支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体，D正确.
二、非选择题(本题共3小题，共20分，要有必要的文字叙述)6.(6分)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F-x图线,如图所示.由图可知弹簧的劲度系数为_____,图线不过坐标原点的原因是__________.
【解析】图线的斜率为弹簧的劲度系数，即k= =200 N/m,图线不过坐标原点的原因是由于弹簧自身重力使弹簧未受外力情况下已经有一个伸长量.答案:200 N/m 弹簧自身重力的作用
7.(6分)如图所示的两种情况中，弹簧测力计A、B放置在水平桌面上处于静止状态，通过轻绳悬挂的重物均重100 N.不计摩擦，则弹簧测力计A、B的示数分别为多大？
【解析】测物重时，总把物体挂在测力计钩上，静止时弹簧测力计的示数就等于物重.如题图的两种情况中，挂在测力计钩上并竖直悬吊(不计摩擦)的物重都为100 N，故弹簧测力计A、B的示数相同，都是100 N.答案：100 N 100 N
8.(8分)(2011·湛江高一检测)如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系，试由图线确定：(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小.
【解析】在该图象中要注意这样几个特殊的点：直线和横轴的交点，该交点表示弹力为零，由此得到弹簧的原长为10 cm；纵坐标为10 N的两点，弹簧的长度分别为5 cm和15 cm.(1)根据图象可知，当F=0时，表示弹簧处于原长，所以原长L=10 cm；
(2)对于坐标为(5，10)这一点，表示当弹簧压缩量为x=10 cm-5 cm=5 cm时，弹簧的弹力F=10 N，根据胡克定律F=kx，代入数据后可以得到k=200 N/m；(3)当弹簧长度L=0.20 m时,表示弹簧伸长量x=20 cm-10 cm=10 cm，根据胡克定律F=kx，代入数据可以得到F=20 N.答案：(1)10 cm (2)200 N/m (3)20 N
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