第2节 形变与弹力
1.了解形变和弹性限度的概念,理解弹力是物体发生弹性形变时产生的。
2.知道什么是弹力及弹力产生的条件,能够正确判断弹力的有无和弹力的方向。
3.掌握胡克定律的内容和适用条件,会利用胡克定律求弹力。
4.了解弹力的应用。
1.形变
(1)我们把物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化称为形变。
(2)形变产生的原因是物体受到了外力作用。
(3)形变的分类: 弹性形变、范性形变。
(4)弹性体的形变不能无限增大,当弹性体形变达到某一值时,即使撤去外力,物体也不能再恢复原状,这个值叫弹性限度。
2.弹力
(1)定义:物体发生弹性形变时,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。通常所说的压力、支持力、拉力都是弹力。
(2)弹力的"三要素"
①大小(胡克定律):在弹性限度内,弹性体(如弹簧)弹力的大小与弹性体伸长(或缩短)的长度成正比,其表达式为F=kx。其中比例系数k叫做弹性体的劲度系数,简称劲度,单位是N/m;x为弹性体的形变量,单位是m。
②方向:弹力的方向总是与物体形变的方向相反,以恢复原状。
③作用点:在接触点或面上。
3.弹力的应用
(1)拉伸或压缩的弹簧可以储存弹性势能。
(2)弹簧具有弹性,可以缓冲减震、自动复位。
探究一 弹力的产生
弹力产生的条件:在图中用手向右拉弹簧,弹簧因形变(伸长)而产生弹力F,它作用在手上,方向向左。因此,弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是使它发生形变的其他物体。由于弹力是一种被动力,通常情况下物体的形变往往难以直接察觉,因此判断是否产生弹力可依据以下两点:①物体间是否直接接触;②接触处是否有相互挤压或拉伸。要注意这两个条件是缺一不可的。