第二節　彈力的認識

課標導航

1. 了解彈性形變和塑性形變的區別。

2. 知道彈力的產生原因。

3. 定性了解測力計的工作原理。

4. 能正確使用彈簧測力計測量力的大小。

知識精講

1. 對彈力概念的初步理解。

（1）形變：物體形狀的變化叫做形變，形變分為彈性形變和塑性形變。

彈性形變——當物體所受外力撤銷后，物體能自動恢復到原來形狀。例如：用力壓彈簧，彈簧發生形變；撤掉力，彈簧又恢復到原來形狀。

塑性形變——當物體所受外力撤銷后，物體不能自動恢復到原來形狀。例如：用力捏橡皮泥，橡皮泥發生了形變；撤掉力，橡皮泥不能自動恢復原來形狀。

（2）彈力：物體由于發生彈性形變而產生的力.

注：① 當發生了彈性形變的物體要恢復原來的形狀時，就會對跟它接觸的物體產生的力的作用，這個力就是彈力。

② 彈力產生的條件：接觸、擠壓和彈性形變。

③ 物體的彈性有一個限度，超過這個限度就不能恢復到原來形狀，這個限度叫做彈性限度。

（3）彈力方向：與發生彈性形變的方向相反，例如用手壓彈簧時彈簧對手的彈力（如圖1-2-1甲所示）；跳水時，跳板對跳水運動員的彈力（如圖1-2-1乙所示）

注：壓力和拉力屬于彈力，它們的方向總是垂直于接觸面指向被壓方向或者懸線收縮方向。

2. 彈簧測力計。

（1）工作原理：在彈性限度內，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量就越長（如圖1-2-2所示）。

2. 彈簧測力計的正確使用方法（如圖1-2-3所示）。

① 看量程（測量范圍）：加在彈簧測力計上的力不許超過它的最大測量值，否則就會損壞彈簧測力計。

② 明確分度值：了解彈簧測力計的刻度。每一大格表示多少牛，每一小格表示多少牛。

③ 調零：測力計要使指針對準零刻度線，如果沒有對齊，要調節到兩者對齊為止，或者記下零點誤差。

④ 掛物體：掛上物體測量力的大小時，要使所測力的方向跟測力計內的彈簧軸線方向一致，彈簧盡量不要與刻度盤摩擦。

⑤ 讀數：讀數時，視線與指針所對的刻度值垂直，指針靠近哪條刻度線，就取哪條刻度線的值（初中不要求估讀）。

注：彈簧測力計的正確使用是要將物體掛在掛鉤端，不能倒掛在拉環端。

方法提煉

1. 對形變不明顯的情況下判斷物體與物體之間是否有彈力的方法——假設法。

先假設與物體接觸的另一物體消失，然后看此物體是否還能在原處保持原來的運動狀態不變。若此物體仍保持原來的運動狀態不變，則說明物體之間沒有彈力；若此物體不能保持原來的運動狀態，則說明物體之間有彈力

2. 正確使用彈簧測力計。

圖1-2-4中前3幅圖是正確的使用方法，后2幅圖的錯誤分別是彈簧測力計倒拉（鉤碼掛在拉環端）和力的方向跟測力計內的彈簧軸線方向不共線。

典例精析

例題1. 下列說法正確的是（　）。

A. 兩個物體相互接觸，就一定有彈力

B. 兩個物體不接觸，一定沒有力的作用

C. 兩個物體接觸，但不一定有力的作用

D. 彈力就是指彈簧產生的力

E. 彈力是指發生彈性形變的物體產生的力

F. 彈力的方向是豎直向下的

G. 一個物體也可以產生彈力

H. 實驗室測量力的儀器是彈簧測力計

【思路分析】　彈力產生的條件：接觸、擠壓、彈性形變，不接觸就不會有彈力，接觸了無擠壓也不會有彈力，彈力不單指彈簧產生的力，我們平常所說的壓力、拉力、支持力等都屬于彈力。

【答案】　CEH

例題2. 學習了彈力知識后，小萱發現：給彈簧施加拉力，當拉力越大時，彈簧的伸長量就越大。于是小萱提出猜想：彈簧的伸長量跟所受拉力成正比。實驗桌上已經備有如下器材：一只滿足實驗要求的彈簧、一個鐵架臺、一把刻度尺、六個質量均為50g的鉤碼。請你利用上述實驗器材，設計一個實驗：探究“彈簧的伸長量（ΔL）跟所受拉力（F）是否成正比”。要求：（1）請寫出實驗步驟（可畫示意圖輔助說明）；（2）畫出實驗數據記錄表格；（3）請寫出判斷彈簧的伸長量（ΔL）跟所受拉力（F）是否成正比的方法。

【思路分析】

（1）本題要探究（證明）的規律是：彈簧的伸長量（ΔL）跟所受拉力（F）是否成正比。

（2）要控制的變量是：彈簧為同一個彈簧，且在彈性限度內。

（3）要改變的物理量（自變量）是：拉力的大小（通過改變彈簧下鉤碼數量改變拉力的大小）。

（4）要測量的物理量是彈簧的原長和掛上鉤碼后的長度；用刻度尺測長度。

設計實驗題步驟的表述要規范、完整、注意抓得分點：一組裝；二測量；三改變；四仿照；五計算。

【答案】　實驗步驟：

① 將彈簧懸掛在鐵架臺的支架上，用刻度尺測量彈簧的長度L0，將數據記錄在表1-2-1中。

② 將一個鉤碼掛在彈簧下面的掛鉤上，用刻度尺測量彈簧此時的長度L，將鉤碼的質量m和彈簧的長度L記錄在表格中。

③ 仿照步驟②，依次在彈簧下面掛2個、3個、4個、5個、6個鉤碼（不超出彈性限度），每次用刻度尺測量彈簧的長度L，并將每次鉤碼的總質量m和相應的彈簧長度L記錄在表格中。

④ 利用公式F=G=mg，分別計算出6次彈簧所受拉力F，分別記錄在表格中。

利用公式ΔL=L-L0，分別計算出6次彈簧的伸長量ΔL，分別記錄在表格中。

（2）實驗數據記錄表格：

（3）每一次彈簧受到的拉力F與每一次對應彈簧的伸長的長度ΔL的比值是否相等，相等說明彈簧的伸長量（ΔL）跟所受拉力（F）成正比；反之，不成正比。

鞏固提高

1. 如圖1-2-5所示的彈簧測力計的最小刻度是_____N，它的測量范圍是_____N，用這個彈簧秤不能測量超過_____N的力。圖中彈簧秤對物體A的拉力為_____N。

2. 如圖1-2-6所示，把重物放在平直的塑料板上，塑料板變彎曲，這個現象說明：力可以使物體發生_____。

3. 如圖1-2-7所示蘋果靜止在水平桌面上，請畫出它受到支持力的示意圖。

4. 如圖1-2-8所示，利用彈簧測力計測量一塊秒表的重力時，使測力計內彈簧伸長的力是（　）。

A. 秒表的重力

B. 秒表和測力計的總重力

C. 秒表對彈簧的拉力

D. 彈簧對秒表的拉力

5. 關于彈力產生的條件，下列說法中正確的是（　）。

A. 只要物體發生形變就一定產生彈力

B. 只要兩個物體接觸就一定產生彈力

C. 只要兩個物體相互吸引就一定產生彈力

D. 只有發生彈性形變的物體才產生彈力

6. 在使用彈簧測力計的過程中沒有必要的是（　）。

A. 彈簧測力計必須豎直放置，不得歪斜

B. 使用前指針要“校零”

C. 使用過程中，彈簧、指針不得與外殼有摩擦

D. 拉力不得超過彈簧測力計的最大刻度值

7. 閱讀短文，回答問題。

無處不在的彈簧

彈簧在生活中隨處可見，它在不同的領域發揮著重要作用。

彈簧的特點就是在拉伸或壓縮時都要產生反抗外力作用的彈力，而且形變越大，產生的彈力越大；一旦外力消失，形變也消失。物理學家胡克研究得出結論；在彈性限度內，彈簧的形變量與它受到的拉力（或壓力）成正比。

彈簧具有測量功能、緊壓功能、復位功能和緩沖功能，以及儲存能量的功能。彈簧在生產和生活中有許多應用，例如，制作彈簧測力計、鋼筆套上的夾片、機械鐘表的發條等。

（1）彈簧被拉伸或壓縮時都產生反抗外力作用的彈力，這說明__________。

（2）胡克的結論是__________。

（3）表1-2-2是小明研究彈簧長度與所受拉力大小關系時記錄數據表格，空格中的數據是__________。

（4）舉一個生活中應用彈簧的實例：__________。（短文中實例除外）

8. 小華在課外探究彈簧的長度跟外力的變化關系，利用如圖1-2-9甲所示實驗裝置記錄了相應實驗數據如下表1-2-3：

（1）這項研究在實際中的應用是__________（舉一例即可）

（2）分析實驗數據你可以得到的結論是__________

（3）小華作出了如圖1-2-9乙三個圖像，其中正確的是__________

9. 2012年5月27日，“長征三號乙”運載火箭一級殘骸落到湖南綏寧縣砸壞了民宅。這引起了某校科技小組的關注：豎直下落的物體與地面碰撞時對地面的作用力大小與哪些因素有關呢？某同學猜想與物體的質量、開始下落時離地面的高度有關。

（1）你猜想還與__________有關；

（2）該同學為驗證他的猜想，設計了如下實驗方案：在水平地面上平鋪一些報紙：將涂滿紅色顏料的同一籃球從不同高度由靜止釋放，籃球會在報紙上留下大小不同的圓形紅色印跡；通過比較印跡的大小即可比較籃球對地面作用力的大小。該方案所用到的實驗方法有__________

__________

（3）另一同學將留有紅色印跡的報紙放在如圖1-2-10所示電子測力計上，再將籃球放在印跡中央，用力下壓籃球，當籃球恰好將__________覆蓋時，此時測力計示數即為籃球留下該印跡時對地面作用力的大小。

中考真題

真題1. （河南中考）如圖1-2-11所示，圓球在水平地面上滾動，請畫出球對地面壓力的示意圖。

真題2.

（云南中考）小明觀察發現，彈簧測力計的刻度是均勻的，由此他猜想彈簧的伸長量與它受到的拉力成正比。為了驗證猜想，小明決定進行實驗。

（1）要完成實驗，除了需要如圖1-2-12中所示的一根兩頭帶鉤的彈簧、若干相同的鉤碼（每個鉤碼重力已知）、鐵架臺以外，還需要的測量儀器是________。進行實驗后小明記錄數據如表1-2-4，表中數據明顯錯誤的是第________次實驗。

（2）去除錯誤的一組數據，在圖1-2-13中作出彈簧伸長量與所受拉力的關系圖線。

（3）由圖像可驗證小明的猜想是________的（填“正確”或“錯誤”）。

（4）小華認為實驗中可以用彈簧測力計代替鉤碼。他的做法是：用彈簧測力計掛鉤勾住彈簧下端向下拉來改變力的大小，力的數值由彈簧測力計讀出。你認為用彈簧測力計好，還是用鉤碼更好一些？

答：________；理由是：__________。