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本節(jié)知識要點
1、彈力的定義
物體在力的作用下發(fā)生的形狀或容積改變稱作形變。在外力停止作用后,才能恢復原狀的形變稱作彈性形變。發(fā)生形變的物體,因為要恢復原狀彈力的方向和大小,要對跟它接觸的物體形成力的作用。這些作用叫彈力。即,在彈性限度范圍之內,物體對使物體發(fā)生形變的施力物形成的力叫彈力。
日常生活中觀察到的互相作用,無論是推、拉、提、舉,還是牽引火車、鍛打錐面、擊球、彎弓射擊等,都是在物體與物體接觸時就會發(fā)生的,這些互相作用可稱為接觸力。
彈力是接觸力,彈力只能存在于物體的互相接觸處,但互相接觸的物體之間,并不一定有彈力的作用。由于彈力的形成除了要接觸,還要有互相作用。如下邊甲圖中的小球與兩側接觸面雖互相接觸,但并沒有彈力作用,而丙圖中的物體與兩側接觸面之間有彈力作用。
彈力形成在直接接觸而發(fā)生彈性形變的物體之間。一般所說的壓力、支持力、拉力都是彈力。彈力的方向總是與物體形變的方向相反。壓力或支持力的方向總是垂直于支持面而指向被壓或被支持的物體。
2、彈力的形成條件
1.兩物體相互接觸
2.物體發(fā)生彈性形變(包括人眼不能觀察到的微小形變)
須要注意的是:任何物體只要發(fā)生了彈性形變,就一定會對與它接觸的物體形成彈力。一旦超出彈性形變范圍,都會徹底喪失彈力。
3、彈力的方向
彈力的方向與物體形變方向相反,具體情況有以下幾種。
①輕繩的彈力方向沿繩指向繩收縮的方向。
②壓力、支持力的方向總跟接觸的面垂直,面與面接觸,點與面接觸,都是垂直于面;點與點的接觸要找兩接觸點的公切面,彈力垂直于這個公切面指向被支持物。
③桿:彈力方向是任意的,由它所受外力和運動狀態(tài)決定。
4、彈力的大小
彈力的大小跟形變的大小的關系:在彈性限度內,形變越大,彈力也越大;形變消失,彈力就隨著消失。對于拉伸形變(或壓縮形變)來說,伸長(或減短)的厚度越大,形成的彈力就越大。對于彎曲形變來說,彎曲的越厲害,形成的彈力就越大。對于扭轉形變來說,扭轉的越厲害,形成的彈力就越大。
彈性與彈性形變
彈性:受力時發(fā)生形變,不受力時,又恢復到原先的形狀的性質叫彈性,此類形變稱作彈性形變。
圖中的彈簧具有彈性,彈簧的形變是彈性形變。
塑性與塑性形變
塑性:受力時發(fā)生形變,形變后不能恢復到原先的形狀的性質叫塑性,此類形變稱作塑性形變。
圖中的橡皮泥具有塑性,橡皮泥的形變是塑性形變。
觀察微小形變
物體受力時會發(fā)生形變,但有些形變我們用肉眼很難直接觀察到,比如桌面發(fā)生的微小形變,這時我們可以利用上圖所示的裝置探究。當桌面發(fā)生形變時會造成鏡面傾斜,因而使光線最終照射到刻度尺的位置發(fā)生改變。我們可以通過光線的偏轉來觀察桌面的形變,這兒運用了放大的思想。
這個動漫詳盡模擬了觀察微小形變的過程
彈性限度
物體的彈性有一定的限度,超過了這個限度,物體就不能恢復到原先的形狀,這個限度就是彈性限度。圖中的彈簧在力的作用下因為超過了它的彈性限度彈力的方向和大小,所以沒有恢復到原先的形狀。
彈力的形成
以跳水為例
運動員向上壓跳板時,跳板彎曲發(fā)生形變,向下彈起運動員。
彈力的形成
以撐桿跳遠為例
運動員壓下?lián)螚U時,撐桿彎曲發(fā)生形變,向下彈起運動員,使運動員跳過橫桿。
彈力
(1)概念:物體因為發(fā)生彈性形變而形成的力稱作彈力。
(2)形成條件:
①兩個物體必須直接接觸
②物體必須發(fā)生了彈性形變
圖片中演示了蹦極時橡皮繩對人的彈力、射箭時弓對箭的彈力、減震器里彈簧的彈力。
彈力到底是怎樣發(fā)生的?下邊這個實驗全程慢動作告訴你答案!
化學科普:彈力測試
彈力的大小跟形變的大小有關系,形變越大,彈力也越大,形變消失,彈力就隨著消失。我國明朝人鄭玄在研究弓箭熱學性能時,發(fā)覺帶動弓弦所需的力與弓的變型有一定比列關系,這是彈性定理的一個特例,彈性定理是日本人胡克提出來的,又叫胡克定律。
胡克定律實驗
胡克定律:在彈性限度內,物體的形變跟造成形變的外力成反比。
這兩個動漫實驗是借助彈簧來驗證胡克定律的。
推論:在彈性限度內,彈簧的伸長量跟遭到的拉力成反比。
彈簧測力計
原理:在彈性限度內,彈簧遭到的拉力越大,彈簧的伸長量就越長(成反比)。
借助這個原理制成的測力計叫彈簧測力計
使用彈簧測力計的
“五步一注意”
前兩步
1、看:觀察彈簧測力計的阻值、分度值和表針位置是否在零刻度線。
2、拉:來回輕輕帶動彈簧測力計,避免卡殼、摩擦。
后三步
3、測:所測的力不能超過測力計的阻值,而且彈簧軸線方向應與所受拉力的方向一致。
4、讀:讀數(shù)時,視線應與刻度板垂直,待表針穩(wěn)定后再讀數(shù)。
5、記:記錄數(shù)據(jù)要帶單位。
注意事項
彈簧測力計讀數(shù)時不須要估讀。
練習使用彈簧測力計
生活數(shù)學:彈力景區(qū)