第一章 · 第二节
弹力
弹性与塑性 · 弹力定义 · 弹簧测力计

📖 知识点学习

🎯 学习目标

  • 知道弹性和塑性的区别
  • 理解弹力产生的原因和条件
  • 掌握弹簧测力计的原理
  • 会正确使用弹簧测力计测量力
知识点一:弹性和塑性
📐 弹性与塑性
弹性:物体受力时发生形变,撤去外力后能自动恢复原来形状的性质。
塑性:物体受力时发生形变,撤去外力后不能自动恢复原来形状的性质。
💡 常见例子
  • 弹性:弹簧、橡皮筋、气球
  • 塑性:橡皮泥、面团、铁丝弯曲
知识点二:弹力
🔍 弹力定义
物体发生弹性形变时,由于要恢复原来的形状,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力
弹力的方向:与物体形变的方向相反,指向恢复原状的方向。
💡 弹力产生的条件
  • ① 两物体直接接触
  • ② 发生弹性形变
  • 常见弹力:拉力、压力、支持力都属于弹力
知识点三:弹簧测力计原理
⚖️ 原理
弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比
即拉力越大,弹簧伸长越长。
F = k · ΔL
F为拉力,k为劲度系数,ΔL为弹簧伸长量
⚠️ 注意
超过弹性限度后,弹簧的伸长量不再与拉力成正比,撤去外力后弹簧也不能恢复原长。因此使用测力计不能超过其量程。
知识点四:弹簧测力计的使用
📏 使用步骤
① 调零:使用前先检查指针是否指在零刻度线上,如不对应调零
② 认清量程:测量的力不能超过测力计的最大量程
③ 认清分度值:弄清每一小格代表多少N
④ 测量:拉力方向与弹簧轴线方向一致
⑤ 读数:视线与刻度盘垂直,记录数值和单位

🎬 动画讲解

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🧪 互动实验:弹簧测力计模拟

💡 拖动滑块改变拉力大小,观察弹簧伸长量的变化,练习读数
⚙️ 实验参数
拉力 F 2.0 N
伸长量 ΔL 4.0 cm
是否超量程
📋 实验结论
在弹性限度内,弹簧伸长量与拉力成正比。拉力越大,伸长越长。当拉力超过量程(5N)时,弹簧可能损坏。这就是弹簧测力计的工作原理。

📝 例题精讲

💡 提示:点击「下一步」按钮,逐步查看详细解题过程
例题 1 弹力判断
下列关于弹力的说法中,正确的是?
A. 只有弹簧才能产生弹力
B. 物体发生弹性形变时才会产生弹力
C. 弹力方向与形变方向相同
D. 弹力方向与恢复原状的方向相反
🔍 解题过程
1 分析各选项:
A错误:不只弹簧,任何发生弹性形变的物体都能产生弹力,如橡皮筋、桌面等
B正确:弹力的产生条件就是物体发生弹性形变
2 继续分析:
C错误:弹力方向与形变方向相反
D错误:弹力方向与恢复原状的方向相同
✅ 正确答案为B。弹力是物体发生弹性形变时产生的力,方向指向恢复原状的方向。
例题 2 弹簧测力计读数
某弹簧测力计的量程为0~5N,分度值为0.2N。如图所示,指针指在2N到2.2N之间偏向2.2N一侧的位置(约偏4小格中的3格)。请读出测力计的示数。
🔍 解题过程
1 确定准确值:指针在2N和2.2N之间,准确值为 2.0N
2 确定分度值:分度值为 0.2N,2N到2.2N之间有1个小格
3 读数:指针偏向2.2N一侧约3/4格处
示数 = 2.0N + 0.2N × 0.75 ≈ 2.15N
(注:实际读数时一般估读到分度值的下一位)
✅ 弹簧测力计示数约为 2.15N(读数时需要估读到分度值的下一位)

🚀 拓展提升

🔬 弹力的本质

弹力的本质是物体内部分子之间的作用力。当物体发生弹性形变时,分子之间的距离发生改变,分子力要使分子恢复到原来的平衡位置,宏观上就表现为弹力。

  • 拉力:绳子或弹簧被拉伸时产生的弹力,方向沿绳/弹簧指向收缩方向
  • 压力:物体压在支持面上时产生的弹力,方向垂直于支持面指向被压物体
  • 支持力:支持面对被支持物体产生的弹力,方向垂直于支持面指向被支持物体

📏 弹簧测力计的原理探究

弹簧测力计的制作原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。

ΔL = F / k    或    F = k · ΔL
  • k 叫做劲度系数,由弹簧本身的材料、粗细、长度决定
  • k 越大,弹簧越"硬",同样拉力下伸长越短
  • 不同弹簧的 k 值不同,因此不同测力计的量程和分度值不同

⚠️ 弹性限度

每种弹性材料都有一定的弹性限度。当外力超过弹性限度后:

  • 弹簧的伸长量不再与拉力成正比
  • 撤去外力后弹簧不能恢复原长(产生永久形变)
  • 测力计会损坏,读数不准确
  • 因此使用测力计前必须认清量程,测量不能超量程

✏️ 练习巩固

💡 提示:每道题作答后会立即显示解析,请认真思考后再作答
第 1 题 ★☆☆ 基础
下列物体具有弹性的是?
A橡皮泥
B弹簧
C面团
D弯曲后的铁丝
第 2 题 ★☆☆ 基础
弹簧测力计的工作原理是什么?
A弹簧的伸长量与拉力平方成正比
B在弹性限度内,弹簧伸长量与拉力成正比
C弹簧的伸长量与拉力成反比
D弹簧的伸长量与拉力无关
第 3 题 ★★☆ 巩固
使用弹簧测力计前需要进行的操作是 ______ 。
第 4 题 ★★☆ 巩固
下列关于弹力产生条件的说法,正确的是?
A只要两物体接触就一定有弹力
B两物体接触并发生弹性形变
C只要发生形变就一定有弹力
D任何形变都会产生弹力
第 5 题 ★★★ 拓展
一根弹簧原长10cm,在弹性限度内受到2N拉力时伸长2cm。若受到5N拉力,弹簧长度变为多少?(设仍在弹性限度内)
第 6 题 ★★☆ 巩固
关于弹力的方向,下列说法正确的是?
A弹力方向总是竖直向下
B弹力方向总是与物体发生弹性形变的方向相反
C弹力方向总是与物体运动方向相同
D弹力方向总是与接触面平行

🧠 知识点问答

老师来考考你!下面的问题都来自本节课的知识点,看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦!
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课程完成!

恭喜你完成了「弹力」的学习!

📌 本节核心要点回顾:
① 弹性:撤力后能恢复原状;塑性:撤力后不能恢复
② 弹力:物体发生弹性形变时产生的力
③ 弹簧测力计原理:弹性限度内,伸长量与拉力成正比
④ 使用测力计:先调零,认清量程和分度值
⑤ 测量不能超过量程,否则弹簧会损坏