弹性形变和弹力定义

教师辅导讲义学员编号：1 年级：高一年级课时数：学员姓名：辅导科目：物理学科教师：授课类型授课日期及时段教学内容T同步——弹力同步知识梳理一.弹性形变和弹力1．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．①弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变．②非弹性形变：外力撤去后不能完全恢复原状的形变．(2)弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度．(3)弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力．2．弹力产生的条件：(5)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.同步题型分析1．(弹力的产生)下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是()A．有弹力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后，形变完全消失B．有弹力作用在物体上，物体不一定发生形变C．弹力作用在硬物体上，物体不发生形变；弹力作用在软物体上，物体才发生形变D．一切物体受到弹力都要发生形变，撤去弹力后，形变不一定完全消失答案D2．(弹力的产生)杂技演员有高超的技术，能轻松地顶住从高处落下的坛子．如图所示，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是()A．坛的形变B．头的形变C．坛子受到的重力D．人受到的重力答案A1．下列各种情况中，属于弹性形变的有()A．撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变B．当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变C．细钢丝被绕制成弹簧D．铝桶被砸扁答案AB2．关于弹性形变，下列说法正确的是()A．物体形状的改变叫弹性形变B．一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形变C．物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变D．物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变答案C3.在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图1所示的跳水运动就是一个实例．请判断下列说法正确的是()A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B．跳板和运动员的脚都发生了形变C．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的D．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的答案BC4．体育课上一学生将足球踢向斜台，如图2所示，下列关于足球和斜台作用时斜台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．沿垂直于斜台斜向左上方的方向答案D6．一杆搁在矮墙上，关于杆受到的弹力的方向，图中画得正确的是()答案D8．关于弹簧的劲度系数k，下列说法中正确的是()A．与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k值也越大B．由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关C．与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k值越小D．与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变程度都无关答案B9．如图4甲、乙所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G＝1N，则弹簧测力计A和B的示数分别为()A．1N,0B．0,1NC．2N,1ND．1N,1N答案D10．一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.F 2－F 1l 2－l 1B.F 2＋F 1l 2＋l 1C.F 2＋F 1l 2－l 1D.F 2－F 1l 2＋l 1答案 C一、单选题1．如图所示，下列物体所受力的示意图不正确的是（ ）A ．斜面上小球受到的重力B ．足球在空中飞行受到的重力C ．平面上木块受到的支持力D ．物块A 对斜面的压力2．如图所示一质量分布均匀的金属球静止在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）A ．球对桌面的压力就是球所受到的重力B ．桌面受到压力是因为球发生了形变课堂达标检测C．球受到支持力是因为球发生了形变D．在金属球上只有球心处受到重力作用其余部分不受重力3．如图所示，质量均为m的木块A和B，用一个劲度系数为k的轻质弹簧连接，最初系统静止，现在用力缓慢拉A 直到B刚好离开地面，则这一过程A上升的高度为()A．mgkB．2mgkC．3mgkD．4mgk4．如图所示，力F把一物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列有关力的相互关系叙述正确的是（）A．作用力F和物体对墙壁的压力是一对平衡力B．墙壁对物体的弹力是由于墙壁发生弹性形变而产生的C．作用力F和墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力D．作用力F增大,墙壁对物体的静摩擦力也增大5．如图所示，轻弹簧竖直固定于水平地面上，将一小球从弹簧的上端处由静止释放，在小球第一次下落到最低点的过程中，下列关于小球的速度v、小球所受弹力的大小F随小球运动时间t，小球的重力势能E P、小球的机械能E随小球下落位移x的图像关系正确的是（取最低点处小球的重力势能为0）（）A．B．C．D．6．如图所示，静止的小球m分别与一个物体（或面）接触，设各接触面光滑，小球m受到两个弹力的是（）A ．B ．C ．D ．7．如图所示，两根轻弹簧AC 和BD ，它们的劲度系数分别为k 1和k 2，它们的C 、D 端分别固定在质量为m 的物体上，A 、B 端分别固定在支架和正下方地面上，当物体m 静止时，上方的弹簧处于原长；若将物体的质量变为4m ，仍在弹簧的弹性限度内，当物体再次静止时，其相对第一次静止时位置下降了（ ）A ．12123k k mgk k + B ．12124k k mgk k + C ．1213mgk k +D ．1214mgk k +8．如图所示，质量均为m 的物块A 、B 压在置于地面上的竖直轻弹簧上，上端弹簧弹性系数为k 1，下端弹簧的弹性系数为2k ，弹簧与地面、弹簧与物块间均没有栓接，A 、B 处于静止状态，现给A 一个竖直向上的拉力F ，F 的大小自0开始缓慢增大，物块B 自初始位置能上升的最大高度为（ ）A ．1mg kB ．2mg kC ．1211mg k k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭D ．1212mg k k ⎛⎫+⎪⎝⎭9．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，两边所挂物重G=1N，则弹簧测力计的示数为（）A．1N B．0 C．2N D．不确定10．图示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像，根据图像判断，下列结论正确的是( )。

第三节弹力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改变的现象．(2)弹性形变：物体在形变后，撤去作用力时能够恢复原状．(3)弹力：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的作用．如图所示的情景中，运动员、箭、小车的运动状态为什么能发生变化？提示：因为受到弹力的作用，分别是跳板、弦和弹簧发生弹性形变产生的弹力．知识点二几种弹力(1)常见弹力：平时所说的压力、支持力和拉力都是弹力．(2)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面．(3)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向．试画出图中甲和乙所示的棒和球所受的弹力的方向．提示：弹力方向如图所示．知识点三胡克定律(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＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位：牛顿每米，符号N/m.在弹性限度之内，一轻弹簧受到10 N的拉力时，它的伸长量是4 cm，则该弹簧劲度系数是250 N/m，当弹簧不受拉力时，该弹簧劲度系数是250 N/m，当弹簧两端受到拉力为7.5 N时，弹簧的伸长量是3 cm.考点一弹力的方向【例1】分别画出图中的物体A所受弹力的示意图．本题中，画示意图的基本步骤为：确定研究对象A →确定接触面→弹力垂直于接触面→指向受力物体【解析】分析此类问题的关键是确定接触面，对于点—面接触、面—面接触类问题，其中的面即为接触面；对于点—弧面接触类问题，过接触点的弧面的切面即为接触面．根据弹力垂直于接触面，可判断物体A所受的弹力方向，作出的示意图如图所示．【答案】见解析总结提能弹力的方向可根据弹力作用的类型进行判断．1．面面接触：弹力垂直于接触面(或切面)指向受力物体．2．点面接触：弹力过点垂直于接触面(或切面)指向受力物体．3．轻绳：绳对物体的拉力沿绳并指向绳收缩的方向．4．轻弹簧：弹簧对物体的弹力可能为支持力，也可能为拉力，但一定沿弹簧的轴线方向．如图所示是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”．为满足破冰船航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度．则船体对冰块的弹力示意图正确的是(C)解析：船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，A、B、D错误．考点二物体间弹力有无的判断方法方法思路例证假设法假设将与研究对象接触的物体解除接触，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图中细线竖直、斜面光滑，因为去掉斜面体，小球的运动状态不变，故小球只受细线的拉力，不受斜面的支持力替换法用细绳替换装置中的杆，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则图中轻杆AB、AC.用绳替换AB，原装置状态不变，说明AB对物说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力体施加的是拉力；用绳替换AC，原状态不能维持，说明AC对物体施加的是支持力状态法由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律，后面将学到)列方程，求解物体间的弹力图中各接触面均光滑，小球处于静止状态，由二力平衡条件可知，地面对小球的支持力和重力可使小球处于平衡，但没有与墙面对小球的弹力相平衡的力，因此竖直墙面对小球不产生弹力的作用【例2】在下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是()本题可按以下思路进行分析：【解析】在A图中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B 间没有挤压，即A、B间没有弹力．在B图中，若拿去A球，则B球将向左运动，故A、B间存在相互挤压，即A、B间存在弹力．在C 图中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B 间没有弹力．在D图中，不能判断A、B间有没有弹力．故选项B正确．【答案】 B总结提能弹力的产生条件中接触是前提，挤压是关键，相互接触的物体是否发生弹性形变是弹力存在与否的标志．但是，实际上除弹簧、橡皮条等物体产生弹力时形变较明显外，大部分物体产生弹力时形变是微小的，肉眼很难观察出来．因此，弹力有无的判断主要有以下两种方法：(1)条件法，(2)假设法．如图所示，将一个钢球分别放在烧杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球在各容器的底部与侧壁相接触，处于静止状态．若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是(A)A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C．烧杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D．口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用解析：钢球与容器的侧壁接触，是否有弹力作用，就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以觉察，可借助假设法判断．假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容器底部对它的支持力作用，钢球仍将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，即容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立．也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图如图所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以该假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用．考点三弹力大小的计算1．胡克定律及其应用胡克定律表明，弹力的大小与弹簧的形变量成正比，而不是与弹簧的长度成正比．即胡克定律表达式F＝kx中的x是弹簧的形变量，而不是弹簧的原长或变化后的长度．应用胡克定律时应注意下列问题：(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，不是弹簧的原长，也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，弹簧上弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比关系．2．一般弹力的计算对于除弹簧外的其他弹性体的弹力大小的计算，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解．比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时，物体受绳向上的拉力和竖直向下的重力作用，根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小．关键：弹簧弹力用胡克定律，一般弹力用二力平衡．特别提醒：胡克定律只能计算弹簧的弹力大小，而弹簧的弹力方向，要根据是被拉伸，还是被压缩来确定，其方向总是与弹簧恢复原状的方向相同．【例3】(多选)如图所示，A、B两物体的重力分别是G A＝3 N，G B＝4 N．A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧的弹力F＝2 N，则细线中的张力F T及B对地面的压力FN的可能值分别是()A．5 N和6 N B．5 N和2 NC．1 N和6 ND．1 N和2 N本题的解题思路为：确定弹簧的伸缩状态→⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫弹簧压缩→弹力方向：对A向上，对B向下弹簧伸长→弹力方向：对A向下，对B向上对A、B受力分析【解析】如果弹簧处于被拉伸的状态，它将有收缩到原状的趋势，会向下拉A，向上提B，则对物体A、B，有F T＝G A＋F＝5 N，F N＝G B－F＝2 N，选项B正确；如果弹簧处于被压缩的状态，它将有向两端伸长恢复原状的趋势，会向上推A，向下压B，则F T′＝G A－F＝1 N，F N′＝G B＋F＝6 N，选项C正确．【答案】BC总结提能应用胡克定律F＝kx解题时，必须注意：(1)弹簧的形变必须在弹性限度内；(2)x是弹簧的形变量，不是弹簧形变后的实际长度．如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重G，平衡时球在A 处，今用力F压球使弹簧缩短x球至B处，则此时弹簧的弹力为(B)A．kx B．kx＋GC．G－kx D．以上都不对解析：设球在A处时弹簧已压缩了Δx，球平衡时弹力F A＝G＝kΔx，球在B处时，弹簧又压缩x，球再达到平衡时弹力F B＝k(Δx＋x)＝G ＋kx.故选项B是正确的．1．(多选)下列各种情况中，属于弹性形变的有(AB)A．撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变B．当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变C．细钢丝被绕制成弹簧D．铝桶被砸扁解析：本题考查对弹性形变的理解．“撑竿的形变”“椅面发生的微小形变”均能恢复原状，是弹性形变；“细钢丝被绕制成弹簧”不能恢复成“钢丝”，“铝桶被砸扁”不能恢复成“桶”，是非弹性形变，故选项A、B正确，C、D错误．2．体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示．下列关于斜台对足球的弹力的方向，说法正确的是(D)A．沿v1的方向B．先沿v1的方向后沿v2的方向C．沿v2的方向D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向解析：支持力是弹力，方向总是垂直于接触面，并指向被支持物，所以斜台对足球的弹力方向为垂直于斜台斜向左上方，故D正确．3．一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是(C)A．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力B．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C．汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变D．以上说法都不正确解析：汽车停在水平地面上，汽车受到的弹力是因为地面发生了形变而又要恢复原状从而对阻碍其恢复的物体产生的作用力；地面受到的弹力是由于汽车发生了形变又要恢复原状从而对阻碍其恢复的地面产生的作用力，故选项C正确，A、B、D错误．4．如图所示，用两根轻绳将一小球悬挂于天花板上，小球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有(B)A．1个B．2个C．3个D．4个解析：可以用假设法判断，绳1中没有弹力，小球受重力和绳2的拉力．5．请在下图中画出杆或球所受的弹力．(a)杆靠在墙上；(b)杆放在半球形的槽中；(c)球用细线悬挂在竖直墙上；(d)点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，点1、2、3在同一竖直线上．答案：图见解析解析：本题考查对弹力方向的判定，关键是熟悉各种接触中的弹力方向．(a)杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两处对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直．如上图(a)所示．(b)杆对C、D两处都有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于其切面指向球心，D处弹力垂直于杆斜向上．如上图(b)所示．(c)球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子斜向上．如上图(c)所示．(d)当重心不在球心处时，弹力作用也必通过球心点2，如上图(d)所示．应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心．学科素养培优精品微课堂——思想方法系列(十)弹力有无及方向的判断方法开讲啦弹力是物体间的基本相互作用之一，也是力学中经常遇到的一种力，几乎所有涉及力学的问题中都会出现两个问题：一是两个接触面之间有弹力吗？二是弹力的方向如何？1．弹力有无的判断方法弹力产生的条件是：①两物体相互接触；②接触面发生弹性形变，这两个条件缺一不可．弹力是接触力，但相互接触的物体间不一定存在弹力，还要看两者之间有没有因挤压而发生弹性形变．对于形变明显的情况(如弹簧)可由形变直接判断，形变不明显时通常用下面的三个“妙招”进行分析判断．第一招：用“撤离法”分析物体间的弹力欲分析一物体的某一接触处是否有弹力作用，可先假设没有所接触的物体(即撤离所接触的物体)，看看被研究的物体有怎样的运动趋势．①若被研究的物体倒向原接触物的一边，则两者之间有挤压的弹力作用．如图1所示，撤去斜面，小球将向右摆，说明斜面与小球间有弹力作用．②若被研究的物体倒向远离接触物的一边，则两者之间只可能产生拉伸的弹力．如图2所示，撤去细绳，小球将向下运动，说明细绳与小球间有弹力作用．③若被研究的物体仍不动，则两者之间无弹力．如图3所示，撤去斜面，小球仍保持静止，说明斜面与小球间无弹力作用．第二招：用“替换法”分析物体间的弹力用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力．如右图所示，把轻杆换成细绳，可以发现小球下落，说明轻杆对小球提供支持力．第三招：根据“物体的运动状态”分析弹力由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡列方程，求解物体间的弹力．如上图所示，小球处于平衡状态，小球的重力竖直向下，根据二力平衡可知，杆对小球的支持力竖直向上．2．弹力方向的判断方法弹力的方向与物体的形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上．常见的几种情况如下：(1)两物体接触面上的弹力，包括压力和支持力．这种弹力与物体间的接触方式有关．①当两物体为“面与面”或“点与面”接触时，如下图所示，弹力的方向垂直于接触面，并指向受力物体．②当两物体是“点与点”接触时，如下图所示，弹力的方向过接触点且垂直于过接触点的切面，指向受力物体．(2)线的拉力①细线的重力可忽略时，拉力沿线的方向．如图1所示，T1和T2分别表示两细线对O点的拉力．②粗线的重力一般不能忽略，粗线可能是弯曲的，拉力的方向沿接触点的切线方向．如图2所示，T1和T2分别表示线对A、B两点的拉力．(3)弹簧的拉力弹簧的弹力方向总与弹簧的中心轴线重合，拉力指向原长方向．如图3所示．(4)轻杆的弹力轻杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，其弹力方向较复杂．当只有两端受力时，弹力方向将沿杆的轴线方向；如果杆的中间部分受力，其弹力方向不一定沿杆的轴线方向，这种情况需要根据平衡条件或物体的运动状态来确定．如下图所示．。

弹力和弹性形变弹力和弹性形变是物体在外力作用下发生变形后能够恢复原状的特性。

弹力是指物体恢复原状的能力，而弹性形变则是物体在外力作用下发生的可逆变形。

本文将讨论弹力和弹性形变的基本原理以及应用。

1. 弹力的原理弹力是物体恢复原状的能力，其产生与原子和分子之间的相互作用有关。

当物体受到外力时，原子和分子之间的距离发生变化，原子间的化学键会发生弹性形变。

这些原子和分子之间的弹性力使物体恢复原状。

2. 弹性形变的定义和分类弹性形变是物体在外力作用下发生的可逆变形。

根据物体恢复原状的速度和程度，弹性形变可分为弹性恢复和塑性恢复两种情况。

2.1 弹性恢复：当物体受到外力作用后，恢复到原始状态的速度和程度非常快，并且没有残余形变。

这种形变被称为完全弹性形变，常见于弹簧的伸缩和橡胶的拉伸等情况。

2.2 塑性恢复：当物体受到外力作用后，恢复到原始状态的速度较慢，并且会有残余形变。

这种形变被称为塑性形变，常见于金属的加工和可塑物的变形等情况。

3. 弹力和弹性形变的应用弹力和弹性形变在日常生活和工业生产中有广泛的应用。

3.1 弹簧：弹簧是一种具有弹性形变特性的装置。

弹簧的弹性恢复能力使其被广泛应用于悬挂系统、减震系统、测力仪器等领域。

3.2 橡胶：橡胶是一种具有高度弹性的材料。

其弹性形变能力使橡胶广泛应用于轮胎、弹簧减震器、密封件等领域。

3.3 金属材料：金属材料具有较高的强度和韧性，其塑性恢复特性使其适用于各种加工工艺，如压铸、锻造和拉伸等。

3.4 医疗器械：弹力和弹性形变在医疗领域也有重要应用。

例如，支架和植入物的设计利用了弹性形变的原理，以达到适应人体的需求。

总结：弹力和弹性形变是物体在外力作用下发生变形后能够恢复原状的特性。

弹力是物体恢复原状的能力，其与原子和分子之间的相互作用有关。

弹性形变可分为弹性恢复和塑性恢复两种情况，前者是完全可逆的，后者具有残余形变。

弹力和弹性形变在弹簧、橡胶、金属材料和医疗器械等领域有广泛的应用。

弹性力与弹性形变弹性力与弹性形变是物理学中的重要概念，用以描述材料在外力作用下发生的形变和恢复原状的能力。

本文将从基本概念、物理模型以及实际应用等方面来探讨弹性力与弹性形变。

一、弹性力的概念与特征弹性力是指当物体受到外力作用时，产生的使其形状产生变化，但当外力消失后，物体能够恢复原来形状的力。

弹性力具有以下几个特征：1.1 弹性恢复力弹性恢复力是指物体在发生形变后，由于初始状态与变形状态之间的能量差异而产生的力。

当外力作用结束时，弹性恢复力将使物体恢复到初始状态。

1.2 弹性势能在产生形变的过程中，物体会储存弹性势能。

当外力不再作用时，弹性势能将转化为机械能，使物体恢复到初始状态。

1.3 弹性常数弹性力的大小与物体的弹性常数有关。

弹性常数反映了物体对形变的抵抗程度，即物体的刚度。

常见的弹性常数有弹簧常数、杨氏模量和剪切模量等。

二、弹性形变的原理与物理模型弹性形变是指物体由于外力作用而发生的可逆性形变。

根据物体的形状和外力的施加方式，弹性形变可分为线性弹性形变和非线性弹性形变。

2.1 线性弹性形变线性弹性形变是指物体在受到外力作用下，其形变与外力成正比，并且能够恢复到原来的形状。

根据胡克定律，线性弹性形变可以通过弹性系数和形变量之间的关系来描述。

2.2 非线性弹性形变非线性弹性形变是指物体在受到外力作用下，形变与外力非线性相关的情况。

在非线性弹性形变情况下，物体的形变量不仅与外力作用的大小有关，还与物体的初始状态、形状和材料特性相关。

三、弹性力与弹性形变的实际应用弹性力与弹性形变的概念和原理在日常生活中有许多实际应用。

以下是一些例子：3.1 弹簧弹簧是最常见的利用弹性力和弹性形变原理制作的物品之一。

弹簧可以用于悬挂物体、减震缓冲、测力和传感器等方面。

3.2 橡胶橡胶是一种非常有弹性的材料。

橡胶制品如弹簧橡胶、弹力圈等利用橡胶材料的弹性力与形变特性，广泛应用于汽车、机械、电子等行业。

3.3 骨骼系统人体骨骼系统利用骨骼和软骨的弹性力与形变能力，使得人体可以在运动和负重时保持稳定。

高中物理教案：《弹力》高中物理教案：《弹力》高中物理教案：《弹力》1 教学目的知识目的1、理解形变的概念，理解弹力是物体发生弹性形变时产生的.2、可以正确判断弹力的有无和弹力的方向，正确画出物体受到的弹力.3、掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法.才能目的1、可以运用二力平衡条件确定弹力的大小.2、针对实际问题确定弹力的大小方向，进步判断分析^p 才能.教学建议一、根本知识技能：(一)、根本概念：1、弹力：发生形变的物体，由于要回复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力.2、弹性限度：假设形变超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度.3、弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大.4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和改变形变.(二)、根本技能：1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小.2、根据不同接触面或点画出弹力的图示.二、重点难点分析^p ：1、弹力是物体发生形变后产生的，理解弹力产生的原因、方向的判断和大小确实定是本节的教学重点.2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点.教法建议一、关于讲解弹力的产生原因的教法建议1、介绍弹力时，一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好，可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化，也可以演示其它明显的形变实验，如矿泉水瓶的形变，握力器的形变，钢尺的形变，也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法.通过演示，介绍我们在做科学研究时，通常将微小变化“放大”以利于观察.二、关于弹力方向讲解的教法建议1、弹力的方向判断是本节的重点，可以将接触面的关系详细为“点——面(平面、曲面)”接触和“面——面”接触.举一些例子，将问题简单化.往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准.如所示的简单图示：2、注意在分析^p 两物体之间弹力的作用时，可以分别对一个物体进展受力分析^p ，确切说明，是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用.配合教材讲解绳子的拉力时，可以用详细的例子，画出示意图加以分析^p .第三节弹力教学方法：实验法、讲解法教学用具：演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物(钩码).教学过程设计(一)、复习提问1、重力是的产生原因是什么?重力的方怎样?2、复习初中内容：形变;弹性形变.(二)、新课教学由复习过渡到新课，并演示说明1、演示实验1：捏橡皮泥，用力拉压弹簧，用力弯动钢尺，它们的形状都发生了改变，教师总结形变的概念.形变：物体的形状或体积的变化叫做形变，形变的原因是物体受到了力的作用.针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念：可以恢复原来形状的形变叫做弹性形变.不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变.2、将钩码悬挂在弹簧上，弹簧另一端固定，弹簧被拉长，提问：(1)钩码受哪些力?(重力、拉力、这二力平衡)(2)拉力是谁加给钩码的?(弹簧)(3)弹簧为什么对钩码产生拉力?(弹簧发生了弹性形变)由此引出弹力的概念：3、弹力：发生弹性形变的物体，会对跟它直接接触的物体产生力的作用.这种力就叫弹力.就上述实验继续提问：(1)弹力产生的条件：物体直接接触并发生弹性形变.(2)弹力的方向提问：课本放在桌子上.书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力?其受力物体、施力物体各是什么?方向如何?与学生讨论，然后总结：4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被压物体).5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被支持物体).继续提问：电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力?其受力物体、施力物体各是谁?方向如何?分析^p 讨论，总结.6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.7、胡克定律弹力的大小与形变有关，同一物体，形变越大，弹力越大.弹簧的弹力，与形变的关系为：在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧的伸长(或缩短)的长度成正比，即：式中叫弹簧的倔强系数，单位：N/m.它由弹簧本身所决定.不同弹簧的倔强系数一般不一样.这个规律是英国科学家胡克发现的，叫胡克定律. 胡克定律的适用条件：只适用于伸长或压缩形变.8、练习使用胡克定律，注意强调为形变量的大小.弹力高中物理教学反思本节课注意了对学生开放性、创新性思维的培养。

物体的弹力和弹性形变弹力是物体受到外力作用后能够产生弹性形变并具有恢复原状的性质。

当外力作用于物体上时，物体会发生形变，但在外力去除后，物体将会恢复到原来的形状和大小，这种恢复能力就是物体的弹力。

弹性形变是物体受到外力作用后发生的可逆变形。

在物体受力时，其分子或原子之间的相对位置发生改变，从而导致物体整体形状的改变。

当外力去除时，物体内部的分子或原子重新排列，使物体恢复到原来的形状。

物体的弹力和弹性形变可以通过胡克定律来描述。

胡克定律指出，物体弹性形变量与其受力成正比，与物体的形变方向一致。

它的数学表达式为F=kΔx，其中F是物体受力的大小，k是弹性系数，Δx是物体的形变量。

弹性系数k反映了物体恢复能力的大小，它与物体的材料和形状有关。

对于弹簧，弹力和弹性形变的关系可以通过胡克定律来分析。

当外力作用于弹簧上时，弹簧会发生弹性形变，长度增加或缩短。

根据胡克定律，弹簧的弹力与其形变量成正比。

当外力去除后，弹簧会恢复到原来的长度，弹力也会消失。

除了弹簧，其他物体也具有弹力和弹性形变的特性。

例如，橡胶是一种具有良好弹性的材料。

当外力作用于橡胶上时，橡胶会发生弹性形变，然后恢复到原来的形状和大小。

这是因为橡胶分子的链状结构可以在外力作用下发生重新排列，从而实现形变和恢复。

物体的弹力和弹性形变在日常生活中有很多应用。

例如，弹簧的弹力可以用于制造弹簧秤、弹簧缓冲器等；橡胶的弹力可以用于制作橡胶弹子、橡皮筋等。

此外，弹力还可以应用于力学、工程学等领域，如设计弹簧悬挂系统、弹性体的力学模型等。

总结起来，物体的弹力和弹性形变是物体受到外力作用后产生的形变和恢复现象。

胡克定律描述了弹力和弹性形变的数学关系，弹簧和橡胶等材料都具有弹性特性。

物体弹力和弹性形变的研究不仅在日常生活中有实际应用，也在科学和工程领域具有重要意义。

通过深入了解物体的弹力和弹性形变，我们可以更好地理解和应用这一现象。

相互作用 第2讲 弹力（教师版）一、弹性形变和弹力弹簧形变，撤去力后能否恢复原状？ 超过弹簧的弹性限度，弹簧还能恢复原状吗？物体发生形变，在恢复原状的过程中，会对与它接触的物体产生一个力的作用。

这个力是什么力？ 1.弹性形变(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变的现象。

(2)弹性形变：物体在形变后撤去作用力能够恢复原状的形变。

2.弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用。

3.弹性限度：如果形变过大，形变超过一定的限度，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。

[理解概念]判断下列说法是否正确。

(1)接触的物体间一定有弹力。

(×)(2)弹力可以发生在没有接触的物体之间。

(×)(3)有些物体的形变是明显的，有些物体的形变是微小的。

(√)二、几种弹力及方向压缩的弹簧，要恢复原状，对小明的作用力方向怎样？运动员起跳时，向下压跳板，跳板向下弯曲，跳板在恢复原状时对运动员的力方向怎样？1.弹力的方向弹力总是与作用在物体上使物体发生形变的外力的方向相反或与物体发生形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上。

2.三种常见弹力的方向[理解概念]判断下列说法是否正确。

(1)支持力的方向一定指向被支持的物体。

(√)(2)杆的弹力方向只能沿着杆。

(×)(3)弹簧的弹力方向一定沿着弹簧的轴线方向。

(√)三、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，即F＝kx。

2.劲度系数：其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号N/m，是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。

[理解概念]判断下列说法是否正确。

(1)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。

(×)(2)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。

(×)(3)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。

形变与弹力一、形变1、定义：物体在作用下发生的改变叫做形变。

2、分类( 1 )弹性形变：撤去外力后，物体的形变，称为弹性形变。

( 2 )范性形变：撤去外力后，物体的形变，称为弹性形变。

3、弹性限度：当弹性物体形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也___________________, 这个值叫弹性限度。

二、弹力1、概念：产生的物体由于要恢复原状, 对产生作用,这种力称为弹力.2、方向：弹力的方向总是与物体形变的趋向相反3、胡克定律（1）内容：在弹性限度内，对于发生弹性形变的弹簧而言，弹力与弹簧的形变量（伸长或缩短的长度）成正比 .（2）公式：（3）适用条件：在弹簧的弹性限度内。

三、弹力产生的条件、弹力是否存在及弹力方向的判断1、弹力产生的条件：（1）（2）2、弹力是否存在的判断方法（1）根据弹力产生的条件来判断：该方法适用于对发生明显形变的物体的弹力的判断，如弹簧，橡皮条，海绵等。

（2）假设法：可假设改物体所接触的某接触面被撤去，看物体所出的状态是否发生变化，从而确定是否受该接触面的弹力；该方法适用于判断处于平衡状态的物体受到的弹力。

（3）由二力平衡进行判断3、弹力方向特点及判断方法（1）弹力的特点：物体所受的弹力方向总是指向该物体形变的方向，弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。

（2）判断方法a：绳子只能承受拉力，因此绳子的拉力方向总是沿着绳子指向其收缩的方向。

b：物体放在支持物上时常见的几种情形：平面与平面接触, 弹力方向垂直于平面；平面与曲面接触, 弹力方向垂直于平面,也垂直于曲面的切线；曲面与曲面接触, 弹力方向垂直于公切线；点与平面接触,弹力方向垂直于平面；点与曲面接触,弹力方向垂直与曲面的切线方向。

c：杆的弹力不一定沿杆的方向。

四、探究弹簧的形变量与弹力的关系随堂演练1：下列关于弹力产生的条件的说法中正确的是（ D ）A.只要两个物体接触就一定产生弹力B.只要两个物体相互吸引就一定产生弹力C.只要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能产生弹力2、关于弹性形变的概念，下列说法中正确的是（D）A.物体形状的改变叫弹性形变B.物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变C.一根铁线用力弯折后的形变就是弹性形变D.物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变3、一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中，正确的是（ B ）A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变C.物体受到向下的弹力是因为地面发生了形变D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变4．如图3-2-1所示，一个球形物体静止于光滑水平面，并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点是球跟墙和地面的接出点，则下列说法正确的是（ B ）A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用B.物体受重力、B点的支持力作用C.物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用5、关于弹力下列说法正确的是( B)A.静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力B.压力、支持力、绳中的张力都属于弹力C.弹力的大小与物体的形变程度有关,形变程度越大,弹力越大D.弹力的方向总是与施力物体形变的方向相同6、一弹簧测力计的量程是10 N，刻度的总长度是5 cm，该弹簧测力计上弹簧的劲度系数是（ A ）A.200 N/mB.2 N/mC.50 N/mD.5 000 N/m7、如图3－2－5所示,物体A静止在斜面B上.下列说法正确的是( C )A.斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的B.物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的C.斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的D.物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相反的8．如图3－2－6所示,小球A系在坚直拉紧的细绳下端,球恰又与斜面接触并处于静止状态,则小球A所受的力是( A )A.重力和绳对它的拉力B.重力、绳对它的拉力和斜面对它的弹力C.重力和斜面对球的支持力D.绳对它的拉力和斜面对它的支持力9、物体A受到外力作用发生弹性形变时,发生形变的物体A对使它发生形变的物体B产生弹力作用,下列说法中正确的是( CD )A.物体A先发生形变,后产生弹力B.物体A先产生弹力,后发生形变C.弹力和形变是同时产生同时变化的D.物体A由于形变而对物体B产生了弹力作用10、下列说法正确的是（）A.木块静止地放在水平桌面上要受到一个竖直向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的B.拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于木头发生形变而产生的C.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，这是因为电线发生微小的形变而产生的D.绳对物体拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向11、画出下列物体（物块或球）受到的弹力。