2021年新课标版物理必修一-典例分析-3-2-相互作用.docx

一、弹力有无的推断方法典例1如图所示，小球A系在竖直拉紧的细绳的下端，球恰好与斜面接触并处于静止状态，则小球受到的力是()A. 重力和线的拉力B. 重力、线的拉力和斜面对球的弹力C. 重力、斜面对球的弹力D. 以上说法都不对解析方法一：小球肯定受到重力，线的拉力和斜面对球的弹力的有无可用假设法来推断假设线不存在，则小球将沿斜面滚下，故线应施加拉力；假设斜面不存在，小球在竖直方向的线的拉力作用下仍旧能静止，故斜面的弹力不存在方法二：假设细绳与斜面对球均有弹力作用，如图所示由图可知，F2的存在破坏了小球的静止状态，与题意冲突，故斜面的弹力不存在答案A巩固练习1推断图中小球是否受到A、B两个接触面的弹力作用解析题图中将接触面B去掉，球仍能处于平衡，故球不受B面的弹力作用，而受到A面的弹力作用题图中小球同时受到A、B两面的弹力作用答案见解析二、弹力方向的推断典例2如图、所示，画出物体A受到的弹力示意图解析图中，A球与容器壁及容器底部是球面与平面接触，弹力方向分别垂直于容器壁、底部指向A球(必通过球心)；A和B是球面与球面接触，弹力方向垂直于过接触点的切面，在两球连线上，如图所示图中，杆下端与球面接触点与球面接触，弹力方向垂直于球面过接触点的切面，即沿半径方向指向球心；杆与碗边接触为点与直线(平面)接触，故弹力垂直于杆斜向上，如图所示图中，两绳对A产生的弹力为拉力，由绳子形变而产生，故弹力必沿绳子且指向绳子收缩方向如图所示答案见解析图巩固练习2画出图、中物体A受到的弹力的示意图解析弹力是一种接触力，弹力的方向垂直于接触点处的切面，方向跟施力物体恢复原状的趋势全都，指向被支持物体，如图答案见解析图三、弹力大小的计算典例3竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时，弹簧长度为12 cm；挂重为6 N的物体时，弹簧长度为13 cm，则弹簧原长为_ cm，劲度系数为_ N/m.解析弹簧上悬挂重物时弹簧要伸长，由胡克定律知：弹簧上的弹力与弹簧的伸长量成正比，即Fkx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，数值上等于伸长后的总长度减去原长L0，即xLL0.转变悬挂重物的重量，伸长量变化，这样可以列出两个方程，可通过方程组求出弹簧原长和劲度系数设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G14 N重物时弹簧的长度为L1，挂G26 N的重物时弹簧的长度为L2，则L112 cm，L213 cm，由胡克定律得G1k(L1L0)G2k(L2L0)代入数据解得L010 cm，k200 N/m.即弹簧原长为10 cm，劲度系数为200 N/m.答案10200名师点拨(1)弹力的大小与形变程度有关，具体问题中可由物理规律求解.如静止在桌面上的物体受到桌面对上的弹力和自身的重力作用，由二力平衡知，弹力的大小等于物体重力的大小.(2)对弹簧的弹力有胡克定律：发生弹性形变的弹簧在弹性限度内，弹力的大小与弹簧的长度变化量成正比，即Fkx.式中F表示弹力，k表示劲度系数，与弹簧自身性质有关，由弹簧的材料、长度、粗细、匝数打算，与F或x的大小无关，单位符号是N/m；x表示弹簧长度的变化量，单位符号是m.留意：若x的给出单位为“cm”时，要先化为“m”才能代入公式计算巩固练习3量得一只弹簧测力计3 N和5 N两刻线之间的距离为2.5 cm，求：(1)弹簧测力计3 N刻线与零刻线之间的距离；(2)测力计所用弹簧的劲度系数解析设3 N刻线到零刻线之间的距离为x，劲度系数为k.(1)依据胡克定律有F1kx，F2k(x2.5)由题意知F13 NF25 N解得x3.75 cm.(2)k N/m80 N/m.答案(1)3.75 cm(2)80 N/m