基本要求 1.知道形變和彈性形變，能識(shí)別常見(jiàn)的形變.
2.知道彈力產(chǎn)生的條件，知道常見(jiàn)的彈力種類.
3.會(huì)判斷彈力的有無(wú)及彈力的方向.
4.知道胡克定律的表達(dá)式，了解勁度系數(shù)的單位、符號(hào)，能運(yùn)用胡克定律進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.
5.知道胡克定律的圖象表示，掌握利用圖象計(jì)算勁度系數(shù)的.
發(fā)展要求 1.會(huì)用簡(jiǎn)單器材顯示微小形變，體會(huì)放大法的實(shí)驗(yàn)思想.
2.理解勁度系數(shù)的意義.
說(shuō)明 多個(gè)彈簧的串、并聯(lián)問(wèn)題不作要求.
學(xué)法指導(dǎo)
對(duì)于常見(jiàn)的形變，應(yīng)該通過(guò)生活中的實(shí)例來(lái)直觀地認(rèn)識(shí)并得到其特點(diǎn);對(duì)于彈力的有無(wú)及彈力的方向，應(yīng)該掌握兩種方法：利用假設(shè)法判斷及根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷;對(duì)于壓力、支持力、拉力，應(yīng)該多結(jié)合實(shí)例分析.對(duì)于胡克定律，這是從實(shí)驗(yàn)中探究出來(lái)的規(guī)律，在實(shí)際生活中有廣泛的應(yīng)用，在解題時(shí)，關(guān)鍵是對(duì)形變量的理解.
自主學(xué)習(xí)
梳理 自主探究
1.彈性形變和彈力
(1)物體在力的作用下____________發(fā)生改變叫做形變，有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫做____________.
(2)發(fā)生彈性形變的物體由于要____________對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫____________.如果形變過(guò)大，超過(guò)一定的限度，撤去作用力后，物體就不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度就叫____________.
2.常見(jiàn)彈力的方向
彈力的方向總是與施力物體形變的方向____________，具體如下：
(1)壓力和支持力的方向都____________物體的接觸面，指向被壓和被支持的物體.
(2)繩的拉力方向是沿著繩而____________.
3.胡克定律
(1)彈力的大小與___________有關(guān)，形變?cè)酱�，彈力____________，形變消失，彈力____________，但定量關(guān)系一般比較復(fù)雜.
(2)彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧____________(或____________)的長(zhǎng)度x成____________.
(3)公式：____________，其中k為彈簧的____________，表示彈簧的軟硬程度. 1.彈力是怎樣產(chǎn)生的?
2.彈力的產(chǎn)生條件是什么?
3.如何理解“彈力的方向與施力物體形變方向相反”這句話?
4.彈簧秤可以測(cè)力，它是依據(jù)什么原理制成的?
理解升華
重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)解析
1.彈力的產(chǎn)生
彈力是由于物體發(fā)生彈性形變要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力，因此彈力的產(chǎn)生必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件：①兩物體要相互接觸，②要有彈性形變.
如圖3-2-1所示，放在水平地面上的物體與地面相互擠壓，物體和地面都會(huì)發(fā)生微小的彈性形變.物體的下表面發(fā)生了向上的壓縮形變，為恢復(fù)原狀，它就對(duì)地面產(chǎn)生了向下的彈力F1，這就是物體對(duì)地面的壓力;地面發(fā)生了向下凹陷的形變，為了恢復(fù)原狀，它對(duì)物體產(chǎn)生了向上的彈力F2，這就是地面對(duì)物體的支持力.
圖3-2-1
又如圖3-2-2所示，掛在繩子上的物體與繩子都會(huì)發(fā)生微小的彈性形變.物體發(fā)生了向上凸起的形變，為了恢復(fù)原狀，它就對(duì)繩子產(chǎn)生了向下的彈力F1，這就是物體對(duì)繩子的拉力;繩子發(fā)生了向下伸長(zhǎng)的形變，為了恢復(fù)原狀，它就對(duì)物體產(chǎn)生了向上的彈力F2，這就是繩子對(duì)物體的拉力.
圖3-2-2
特別提醒：物體因發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的彈力，是作用在使它發(fā)生形變的另一物體上，而不是對(duì)自身產(chǎn)生了彈力.
彈力可產(chǎn)生在發(fā)生彈性形變的不同物體間，也可以產(chǎn)生在發(fā)生彈性形變的同一物體的不同部分之間.例如，張緊的繩子發(fā)生了彈性形變，繩子各部分之間也會(huì)產(chǎn)生相互作用的彈力.這種繩子內(nèi)部各部分間的彈力又叫做繩子的張力.
2.彈力方向的判定方法
彈力的方向總是跟其施力物體形變的方向相反.而對(duì)于幾種常見(jiàn)的彈力，如壓力、支持力、拉力等彈力的方向判斷又有幾種具體的方法：
類型
方向
接觸方式 面與面 垂直公共接觸面
點(diǎn)與面 過(guò)點(diǎn)垂直于面
點(diǎn)與點(diǎn) 垂直于切面
輕繩 沿繩收縮方向
輕桿 可沿桿
可不沿桿
彈力方向的判定步驟：明確產(chǎn)生彈力的物體→找出該物體發(fā)生的形變的方向→確定該物體產(chǎn)生的彈力的方向.
3.“假設(shè)法”判斷彈力是否存在
相互接觸是產(chǎn)生彈力的首要條件，但相互接觸物體間不一定存在彈力，只有兩物體在接觸處發(fā)生彈性形變時(shí)，兩物間才能有彈力產(chǎn)生.當(dāng)形變不明顯難以直接判斷時(shí)，可用“假設(shè)法”判定.所謂“假設(shè)法”就是假設(shè)與研究對(duì)象接觸的物體施加了彈力(或者沒(méi)施加彈力)，畫(huà)出假設(shè)狀態(tài)下的受力圖，判定受力情況與原有狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，說(shuō)明假設(shè)不正確，則兩者間無(wú)彈力(或者有彈力);若不矛盾，說(shuō)明假設(shè)正確.
在如圖3-2-3所示的情況下，光滑球靜止在水平面AC且和AB面接觸，若AC面和AB面對(duì)球都有彈力，這兩個(gè)彈力的方向分別垂直AC面和AB面，則球所受的力如圖所示，由于AB面對(duì)球的彈力F2，使球不能靜止在原來(lái)的位置，與球處于靜止?fàn)顟B(tài)的實(shí)際情況不相符，故AB面對(duì)球的彈力F2不存在.
圖3-2-3
4.對(duì)胡克定律的進(jìn)一步理解
胡克定律的內(nèi)容是：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比，即F=kx.
應(yīng)用胡克定律時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
(1)定律的成立是有條件的，這就是彈簧發(fā)生“彈性形變”，即必須在彈性限度內(nèi).
(2)表達(dá)式中的x是彈簧的形變量，是彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度，而不是彈簧的原長(zhǎng)，也不是彈簧形變后的實(shí)際長(zhǎng)度.
(3)表達(dá)式中的k是彈簧的勁度系數(shù)，它反映了彈簧的“軟”、“硬”程度，大小由彈簧本身的性質(zhì)決定，與彈力大小無(wú)關(guān)，在國(guó)際單位制中k的單位為“N/m”.
(4)由于彈簧的形變量x通常以“cm”為單位，而勁度系數(shù)k又往往以“N/m”為單位，因而在應(yīng)用上式時(shí)要注意將各物理量的單位統(tǒng)一到國(guó)際單位制中.
例題剖析
應(yīng)用點(diǎn)一：對(duì)形變和彈力的理解
例1：關(guān)于彈力，下列說(shuō)法中正確的是( )
A.形變微小時(shí)，彈力很小
B.形變量越大，彈力就越大，彈力大小總是與形變量成正比的
C.放在水平桌面上的書(shū)對(duì)桌面的壓力就是物體所受的重力
D.通常所說(shuō)的壓力、支持力和繩的拉力都是彈力
試解：____________.(做后再看答案，效果更好.)
解析：彈力的大小與形變量有關(guān)，形變量越大，彈力就越大，但彈力和形變量的定量關(guān)系一般都很復(fù)雜，不一定是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，故B錯(cuò);彈力的大小是相對(duì)而言的，有的物體容易發(fā)生形變，雖形變量很大，但產(chǎn)生的彈力可能很小，而有的物體不容易發(fā)生形變，雖形變量微小，但產(chǎn)生的彈力可能很大，故A錯(cuò);通常所說(shuō)的壓力、支持力和繩的拉力都是由彈性形變而產(chǎn)生的，因此都是彈力，故D對(duì);放在水平桌面上的書(shū)對(duì)桌面的壓力在大小和方向上都與重力相同，但它們不是同一性質(zhì)的力，壓力是彈力.而且它們的產(chǎn)生也不相同，壓力是書(shū)發(fā)生形變對(duì)桌面產(chǎn)生的力，它發(fā)生在書(shū)與桌面之間;而重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引產(chǎn)生的，它發(fā)生在書(shū)與地球之間，故這兩個(gè)力不是同一個(gè)力，即C錯(cuò).故選D.
誤區(qū)警示：①接觸面處形變微小，不能因此說(shuō)產(chǎn)生的彈力就很小.
②觀察不到接觸面的形變，不能因此否認(rèn)形變的存在.
③物理量之間的同增同減的關(guān)系，不一定是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，有的是一次函數(shù)關(guān)系，有的是其他關(guān)系.
拓展練習(xí)1-1：一輛拖拉機(jī)停在水平地面上，下列說(shuō)法中正確的是( )
A.地面受到了向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變;拖拉機(jī)沒(méi)有發(fā)生形變，所以拖拉機(jī)不受彈力
B.地面受到了向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變;拖拉機(jī)受到了向上的彈力，是因?yàn)橥侠瓩C(jī)也發(fā)生了形變
C.拖拉機(jī)受到向上的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變;地面受到向下的彈力，是因?yàn)橥侠瓩C(jī)發(fā)生了形變
D.以上說(shuō)法都不正確
應(yīng)用點(diǎn)二：彈力方向的判斷
例2：請(qǐng)?jiān)趫D3-2-4中按要求畫(huà)出桿和球所受彈力的方向.
圖3-2-4
(1)桿靠在墻上;(2)桿放在半球形的槽中;(3)球用細(xì)線懸掛在豎直墻上.
解析：(1)桿在重力作用下對(duì)A、B兩處都有擠壓作用，故A、B兩點(diǎn)處對(duì)桿有彈力、彈力方向與接觸點(diǎn)的平面垂直，如圖3-2-5(1)所示.
(2)桿對(duì)C、D兩處有擠壓作用，因C處為曲面，D處為支撐點(diǎn)，所以C處彈力垂直其切面指向球心，D處彈力垂直桿斜向上，如圖3-2-5(2)所示.
(3)球擠壓墻壁，拉伸繩子，所以墻對(duì)球的彈力與墻垂直;繩子產(chǎn)生的彈力沿繩斜向上，如圖3-2-5(3)所示.
圖3-2-5
答案：如圖3-2-5所示
點(diǎn)評(píng)：彈力方向與施力物體的形變方向相反，與受力物體的形變方向相同.如果是點(diǎn)面接觸則彈力垂直于面;如果是點(diǎn)與曲面接觸則彈力方向垂直于過(guò)點(diǎn)的曲線的切線;如果是曲面與曲面接觸則彈力方向垂直于公切線.
拓展練習(xí)2-1：三個(gè)相同的支座上分別放著三個(gè)質(zhì)量和直徑都相同的光滑圓球a、b、c，支點(diǎn)P、Q在同一水平面上，a的重心位于球心O，b、c的重心分別位于球心O的正上方和正下方，如圖3-2-6所示，三球皆靜止，試分析三種情況下支點(diǎn)P、Q對(duì)球的彈力的方向是怎樣的.
圖3-2-6
應(yīng)用點(diǎn)三：彈力有無(wú)的判斷
例3：如圖3-2-7所示，用彈簧懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的球，使彈簧保持在豎直方向上，并使球與光滑斜面接觸.試問(wèn)球受幾個(gè)力作用.
圖3-2-7
解析： 因?yàn)榍蛱幱谄胶鉅顟B(tài)，其受豎直向下的重力與彈簧豎直向上的拉力作用，如果斜面對(duì)球有彈力，這個(gè)力應(yīng)垂直于斜面方向，如圖3-2-8所示.
圖3-2-8
那么球不可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，故球只受重力G和彈簧拉力FT的作用，斜面對(duì)球無(wú)彈力.
答案：2個(gè)
誤區(qū)警示：錯(cuò)誤地認(rèn)為斜面對(duì)小球有彈力的作用，產(chǎn)生這種錯(cuò)誤的原因是不能正確理解彈力的概念，實(shí)際上僅因接觸并不能肯定它們之間一定有彈力存在，還要看接觸處是否有形變.
拓展練習(xí)3-1： 如圖3-2-9所示，一小球放在兩塊固定的光滑夾板之間，板1傾斜，板2恰好水平，球靜止，試分析小球的受力情況.
圖3-2-9
應(yīng)用點(diǎn)四：胡克定律及其應(yīng)用
例4：如圖3-2-10所示，彈簧的勁度系數(shù)為k，小球重力為G，平衡時(shí)球在A位置.今用力F將小球向下拉長(zhǎng)x至B位置，則此時(shí)彈簧的彈力為( )
圖3-2-10
A.kx B.kx+G C.G-kx D.以上都不對(duì)
試解：____________.(做后再看答案，效果更好.)
解析：對(duì)此題，同學(xué)們易選A項(xiàng)，但是錯(cuò)了.其原因是：x不是彈簧變化后的長(zhǎng)度與原長(zhǎng)的差值.球在A位置時(shí)彈簧已經(jīng)伸長(zhǎng)了(令它為Δx)，這樣FB=k(Δx+x)=k•Δx+kx，因球在A位置平衡即：G=k•Δx，所以FB=G+kx，故B正確.
點(diǎn)評(píng)：用胡克定律計(jì)算彈力時(shí)要注意F=kx中x為形變量;與物體位移區(qū)別.
拓展練習(xí)4-1：如圖3-2-11所示，GA=100 N，GB=40 N，彈簧的勁度系數(shù)為500 N/m，不計(jì)繩重和摩擦，求：物體A對(duì)支持面的壓力和彈簧的伸長(zhǎng)量.
圖3-2-11
自我反饋
自主學(xué)習(xí)
1.形狀或體積 彈性形變 恢復(fù)原狀 彈力 彈性限度
2.相反 垂直于 指向繩收縮的方向
3.形變的程度 越大 消失 伸長(zhǎng) 縮短 正比 F=kx 勁度系數(shù)
例題評(píng)析
拓展練習(xí)1-1：C
拓展練習(xí)2-1：略
拓展練習(xí)3-1：略
拓展練習(xí)4-1：60 N 8 cm
演練廣場(chǎng)
夯實(shí)基礎(chǔ)
1.關(guān)于形變，下列說(shuō)法正確的是( )
A.物體形狀的改變叫彈性形變
B.物體受到外力作用后發(fā)生的形狀改變叫做彈性形變
C.物體在外力去掉后能夠恢復(fù)原狀的形變叫彈性形變
D.任何物體在外力的作用下都發(fā)生形變，不發(fā)生形變的物體是不存在的
2.關(guān)于彈力產(chǎn)生的條件下列說(shuō)法正確的是( )
A.只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生
B.產(chǎn)生彈力的物體一定發(fā)生了形變
C.只要兩個(gè)物體接觸就一定產(chǎn)生彈力
D.只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力
3.下列說(shuō)法正確的是( )
A.木塊放在桌面上受到向上的支持力，這是木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
B.用一根細(xì)竹竿撥動(dòng)水中的木頭，木頭受到竹竿的推力，這是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的
C.繩對(duì)物體的拉力方向總是豎直向上
D.掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是由于電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
4.關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)k，下列說(shuō)法中正確的是( )
A.與彈簧所受的拉力有關(guān)，拉力越大，k值也越大
B.與彈簧發(fā)生的形變有關(guān)，形變?cè)酱�，k值越小
C.由彈簧本身決定，與彈簧所受的拉力大小及形變程度無(wú)關(guān)
D.與彈簧本身特征、所受拉力大小、形變的大小都有關(guān)
5.將一根原長(zhǎng)為40 cm、勁度系數(shù)為100 N/m的彈簧拉長(zhǎng)為45 cm，則此時(shí)彈簧的彈力大小為( )
A.45 N B.40 N C.85 N D.5 N
6.如圖3-2-12所示各種情況下，小球靜止時(shí)a、b兩者之間一定有彈力的是( )
圖3-2-12
7.關(guān)于放在水平桌面上靜止的物體受力的說(shuō)法中，正確的是( )
A.重力、桌面對(duì)它的支持力和彈力 B.重力、桌面對(duì)它的支持力
C.重力、它對(duì)桌面的壓力 D.桌面對(duì)它的支持力和它對(duì)桌面的壓力
8.(2006年貴陽(yáng)一模)如圖3-2-13所示，彈簧秤和細(xì)線的重力及一切摩擦不計(jì)，重物G=1 N，則彈簧秤A和B的示數(shù)分別為( )
圖3-2-13
A.1 N，0 B.0，1 N C.1 N，2 N D.1 N，1 N
提升
9.一條輕繩的一端固定，在另一端加上一個(gè)水平力，當(dāng)力達(dá)到1 000 N時(shí)就會(huì)被拉斷，若用此繩拔河，兩邊的水平拉力大小都是800 N，繩子會(huì)不會(huì)斷?為什么?
10.一根輕質(zhì)彈簧，當(dāng)它受到10 N的拉力時(shí)長(zhǎng)度為12 cm，當(dāng)它受到25 N的拉力時(shí)長(zhǎng)度為15 cm，問(wèn)彈簧不受力時(shí)的自然長(zhǎng)度為多少?該彈簧的勁度系數(shù)為多少?
11.如圖3-2-14是某彈簧的彈力F和它的長(zhǎng)度x的關(guān)系圖象，該彈簧的勁度系數(shù)k等于____________，該彈簧的原始長(zhǎng)度是____________m.
圖3-2-14
12.(2006年廣東珠海)如圖3-2-15所示，A、B兩物體的重力分別是GA=3 N，GB= 4 N.A用細(xì)線懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧中的彈力F=2 N，則細(xì)線中的張力FT及B對(duì)地面的壓力FN的可能值分別是( )
圖3-2-15
A.5 N和6 N B.5 N和2 N C.1 N和6 N D.1 N和2 N
拓展閱讀
橡皮筋的彈性
橡皮筋拉長(zhǎng)后又能縮回去，這是橡膠分子的作用.橡膠分子愛(ài)動(dòng)，它們手拉手地排列著.因?yàn)槊總�(gè)分子總在活潑運(yùn)動(dòng)，所以它們的隊(duì)伍總是彎彎曲曲，不成樣子.如果用力拉橡皮筋，那么橡膠分子就失去了任意活動(dòng)的“自由”，所排列的隊(duì)伍便整整齊齊，外形上看就是被拉長(zhǎng)了.但是，這些橡膠分子不甘寂寞，它們要求恢復(fù)“自由”，于是就會(huì)產(chǎn)生一種恢復(fù)原狀的力，這就是橡膠的彈力.這種橡膠，實(shí)際上是一種生膠.如果把它拉長(zhǎng)到一定程度，分子之間“打滑”了，就再也不能恢復(fù)原狀.要使橡膠分子之間不發(fā)生“滑移”現(xiàn)象，必須把橡膠分子互相聯(lián)結(jié)起來(lái)，變成立體的網(wǎng)，這種辦法，叫做交聯(lián)，好像鐵條做的網(wǎng)狀門(mén)一樣具有彈性.
1839年，古德伊爾發(fā)現(xiàn)的硫化橡膠，就是用硫磺做交聯(lián)劑，使生膠中的橡膠分子之間也有幾個(gè)地方拉起手來(lái)，變成性能優(yōu)異的、有彈性的橡膠了.現(xiàn)在的橡皮筋，就是這種有彈性的橡膠做的.
參考答案：
演練廣場(chǎng)
1.CD 2.B 3.D 4.C 5.D 6.B 7.B 8.D
9.解析：繩子不會(huì)斷.因?yàn)閮蛇吀饔?00 N的水平拉力，拉輕繩的兩端，輕繩上的彈力為800 N，這時(shí)未超過(guò)其限度，所以不會(huì)被拉斷.
答案：見(jiàn)解析
10.解析：設(shè)彈簧的自然長(zhǎng)度為x0，由胡克定律得：
當(dāng)F1=10 N，x1=12 cm時(shí)，F(xiàn)1=k(x1-x0)
當(dāng)F2=25 N，x2=15 cm時(shí)，F(xiàn)2=k(x2-x0)
兩式相比有：
解得x0=0.1 m=10 cm.
再由F1=k(x1-x0)得：
k= N/m=500 N/m.
答案：10 cm 500 N/m
11.解析：由圖可知，F(xiàn)=0時(shí)，彈簧應(yīng)處于原長(zhǎng)，故原始長(zhǎng)度為x1，力為F1時(shí)，彈簧的形變量為x2-x1，故勁度系數(shù)k= .
答案： x112.BC
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