資源簡(jiǎn)介

7.2彈力 力的測(cè)量
【基礎(chǔ)知識(shí)清單】
1． 叫做彈性。
2． 叫做范性，又叫 。
3． 叫做形變。
4． 叫做彈性形變。
5． 叫做范性形變。
6． 叫做彈力。
7．壓力和支持力的方向總是 于接觸面指向 或 的物體。
8．懸線對(duì)物體拉力的方向總是沿著 指向懸線 的方向。
9．彈簧測(cè)力計(jì)的工作原理是： 。
【知識(shí)深層理解】
一、彈力
1．彈性：物體發(fā)生形變后，能恢復(fù)原來(lái)形狀的特性叫做彈性。例如，彈簧被壓縮后，撤去外力，彈簧又能恢復(fù)原來(lái)的形狀，所以彈簧具有彈性。
2．范性：物體發(fā)生形變后，不能恢復(fù)原來(lái)形狀的特性做作范性，又稱塑性。例如，橡皮泥被壓縮后，撤去外力，橡皮泥就不能恢復(fù)原來(lái)的形狀，所以橡皮泥沒有彈性。
3．形變：物體形狀的變化叫做形變，物體受力后會(huì)發(fā)生形變。例如，彈簧被壓縮或拉伸后，彈簧會(huì)發(fā)生形變；橡皮泥被壓縮或拉伸后，也會(huì)發(fā)生形變。
(
圖7-2-1
圖7-2-2
彈性形變
范性形變
)4．彈性形變：外力撤銷后，物體能完全恢復(fù)原狀的形變叫做彈性形變。如圖7-2-1所示，彈簧在一定范圍內(nèi)被壓縮或拉伸后都能恢復(fù)原狀，所以彈簧的形變就是彈性形變。
5．范性形變：外力撤銷后，物體不能完全恢復(fù)原狀的形變叫做范性形變。如圖7-2-2所示，橡皮泥被壓縮后，不能恢復(fù)原狀，所以橡皮泥的形變是范性形變。
(
圖7-2-3
)6．彈力：發(fā)生了彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原來(lái)的形狀，對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。如圖7-2-3所示，拉開的弓箭由于發(fā)生了彈性形變，要恢復(fù)原來(lái)的形狀，就會(huì)對(duì)阻礙它恢復(fù)原來(lái)形狀的箭有彈力的作用；被壓縮的彈簧由于發(fā)生了彈性形變，要恢復(fù)原來(lái)的形狀，就會(huì)對(duì)阻礙它恢復(fù)原來(lái)形狀的小球有彈力的作用。
二、彈力的方向
1．壓力和支持力的方向：把木塊放在水平桌面上，由于二者相互擠壓，使二者都會(huì)發(fā)生形變。雖然二者形變很小，我們看不到，但確實(shí)都發(fā)生了形變。如圖7-2-4所示
，桌面被壓后，會(huì)向下彎曲，發(fā)生彈性形變，由于桌面要恢復(fù)原來(lái)的形狀，會(huì)對(duì)阻礙它恢復(fù)原來(lái)形狀的木塊有彈力的作用，這個(gè)彈力就是桌面對(duì)木塊的支持力，方向垂直于接觸面向上；由于擠壓，木塊也會(huì)發(fā)生彈性形變（變薄），由于木塊要恢復(fù)原來(lái)的形狀，會(huì)對(duì)阻礙它恢復(fù)原來(lái)形狀的桌面有彈力的作用，這個(gè)彈力就是木塊對(duì)桌面的壓力，方向垂直于接觸面向下；壓力的方向都是垂直于接觸面并且指向被壓的物體；支持力的方向都是垂直于接觸面并且指向被支持的物體，如圖7-2-5所示。木塊受到的彈力是由于對(duì)方（桌面）發(fā)生形變后，要恢復(fù)原來(lái)的形狀產(chǎn)生的，桌面受到的彈力是由于對(duì)方（木塊）發(fā)生形變后，要恢復(fù)原來(lái)的形狀產(chǎn)生的，所以某物體受到的彈力都是對(duì)方發(fā)生形變產(chǎn)生的。
(
F
支持
F
壓
F
壓
F
支持
彎曲
變薄
效果
放大
圖7-2-4
圖7-2-5
壓力和支持力產(chǎn)生的原因
壓力和支持力的方向
F
支持
F
壓
)
2．懸線拉力的方向： (
效果
放大
變長(zhǎng)
變凸
F
圖7-2-6
圖7-2-7
懸線拉力產(chǎn)生的原因
懸線拉力方向
)用懸線吊起一個(gè)小球，由于二者相互拉伸，使二者都會(huì)發(fā)生變形。雖然二者變形很小，我們看不到，但確實(shí)都發(fā)生了形變，如圖7-2-6所示。懸線被拉后，會(huì)變長(zhǎng)，發(fā)生彈性形變，由于懸線要恢復(fù)原來(lái)的形狀，會(huì)對(duì)阻礙它恢復(fù)原來(lái)形狀的小球有彈力的作用，這個(gè)彈力就是懸線對(duì)小球的拉力，方向沿著繩向上；由于相互拉伸，小球也會(huì)發(fā)生彈性形變，由于小球要恢復(fù)原來(lái)的形狀，會(huì)對(duì)阻礙它恢復(fù)原來(lái)形狀的懸線有彈力的作用，這個(gè)彈力就是小球?qū)揖€的拉力；懸線拉力的方向總是沿著懸線指向懸線收縮的方向（如果把懸線下的物體撤去后，懸線收縮的方向）, 如圖7-2-7所示。小球受到的彈力是由于對(duì)方（懸線）發(fā)生形變后，要恢復(fù)原來(lái)的形狀產(chǎn)生的，懸線受到的彈力是由于對(duì)方（小球）發(fā)生形變后，要恢復(fù)原來(lái)的形狀產(chǎn)生的，所以某物體受到的彈力都是對(duì)方發(fā)生形變產(chǎn)生的。
【總結(jié)】
（1）某物體受到的彈力都是對(duì)方發(fā)生形變產(chǎn)生的；
（2）壓力的方向都是垂直于接觸面并且指向被壓的物體；支持力的方向都是垂直于接觸面并且指向被支持的物體。
（3）懸線拉力的方向總是沿著懸線指向懸線收縮的方向。
(
圖7-2-8
)三、彈力的特點(diǎn)
只有兩個(gè)物體相互接觸，并且相互擠壓或拉伸，使物體發(fā)生彈性形變才會(huì)有彈力的產(chǎn)生，如圖7-2-8所示。當(dāng)兩個(gè)物體雖然相互接觸，但沒有相互擠壓或拉伸時(shí)，就沒有發(fā)生彈性形變，兩個(gè)物體間就沒有彈力。
四、彈簧測(cè)力計(jì)
1．彈簧測(cè)力計(jì)：如圖7-2-9所示。
2．原理：在一定范圍內(nèi)，拉力或壓力越大，彈簧的形變量就越大，如圖7-2-10所示。
(
5N
10N
圖7-2-9
圖7-2-10
)
對(duì)于彈簧，受到的拉力越大，伸長(zhǎng)量越大，反過來(lái)，彈簧的伸長(zhǎng)量越大，說(shuō)明拉力也越大。根據(jù)這個(gè)原理人們?cè)O(shè)計(jì)了一種彈簧測(cè)力計(jì)，用彈簧的伸長(zhǎng)量來(lái)表示拉力或壓力的大小。
3．量程：彈簧測(cè)力計(jì)所能測(cè)量的最大的力叫做彈簧測(cè)力計(jì)的量程。如圖7-2-9所示的彈簧測(cè)力計(jì)的量程為5N。
4．分度值：彈簧測(cè)力計(jì)的刻度面板上的最小格所表示的力叫做彈簧測(cè)力計(jì)的分度值。如圖7-2-9所示的彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N。
5．常見的彈簧測(cè)力計(jì)：如圖7-2-11所示。
(
圖7-2-11
)
五、彈簧測(cè)力計(jì)的使用方法
1．使用前：
（1）估計(jì)被測(cè)力的大小，目的是選擇合適量程的彈簧測(cè)力計(jì)；
（2）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程，確定能否用該測(cè)力計(jì)測(cè)量；
（3）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，以便測(cè)量時(shí)快速準(zhǔn)確讀出讀數(shù)；
（4）指針調(diào)零；
（5）多次拉動(dòng)彈簧，檢查拉桿或彈簧是否與外殼摩擦，有摩擦則不能用。
2．正確使用：
（1）拉力應(yīng)沿著彈簧的中心軸線方向拉動(dòng)，如圖7-2-12所示；
（2）讀數(shù)時(shí)視線要垂直刻度面板。
(
正確使用方法
圖7-2-12
)
3．錯(cuò)誤使用：利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力時(shí)，只能豎直向上、水平或沿著力的方向斜向上拉動(dòng)。由于彈簧測(cè)力計(jì)本身重力的影響，向下或斜向下拉，指針無(wú)法調(diào)零，所以向下或斜向下拉動(dòng)都是不正確的，如圖7-2-12所示。
(
錯(cuò)誤使用方法
)
(
圖7-2-13
)
六、彈簧測(cè)力計(jì)的測(cè)量對(duì)象
(
1N
圖7-2-14
)如圖7-2-14所示，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)鉤碼的拉力時(shí)，如果鉤碼的重力為1 N，則彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為1 N，雖然此時(shí)手對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)另一端也有力的作用，但是，我們發(fā)現(xiàn)，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)只等于鉤的力，而不是兩端所施加力的和。所以彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)的只是拉鉤的力。
【例題1】甲、乙兩同學(xué)各用10 N的拉力在水平方向上同時(shí)向相反的方向拉一彈簧測(cè)力計(jì)，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為（　 ）
A．10N B．20N C．0 D．無(wú)法判斷
解析：雖然甲、乙兩同學(xué)各用10 N的拉力，但彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)的只是拉鉤的力，所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)為10 N，故選A。答案：A
七、未調(diào)零彈簧測(cè)力計(jì)的測(cè)量方法
(
甲
乙
丙
圖7-2-15
)如圖7-2-15所示，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)未調(diào)零，但指針指在某一刻度時(shí)，也能進(jìn)行測(cè)量。例如，當(dāng)指針指在0.4 N處時(shí)，如圖甲所示，不調(diào)零就進(jìn)行力的測(cè)量，指針指在3N刻度處，如圖乙所示，此時(shí)拉力的大小應(yīng)為：。也就是說(shuō)，被測(cè)力的大小等于指針?biāo)傅目潭葴p去初始刻度。
但當(dāng)指針指在零刻度線上方時(shí)，就無(wú)法進(jìn)行測(cè)量了，因?yàn)榱憧潭染€上方?jīng)]有刻度，不知道用多大的力能把指針拉到零刻度線處，如圖丙所示。
【總結(jié)】
（1）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)未調(diào)零，但指針指在某一刻度時(shí)，被測(cè)力的大小等于指針?biāo)傅目潭葴p去初始刻度；
（2）當(dāng)指針指在零刻度線上方時(shí)，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。
【哲理故事】
車胤囊螢
晉代時(shí)，車胤從小好學(xué)不倦，但因家境貧困，父親無(wú)法為他提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。為了維持溫飽，沒有多余的錢買燈油供他晚上讀書，為此，他只能利用白天時(shí)間背誦詩(shī)文。夏天的一個(gè)晚上，他正在院子里背一篇文章，忽然見許多螢火蟲在低空中飛舞。一閃一閃的光點(diǎn)，在黑暗中顯得有些耀眼。他想，如果把許多螢火蟲集中在一起，不就成為一盞燈了嗎？于是，他去找了一只白絹口袋，隨即抓了幾十只螢火蟲放在里面，再扎住袋口，把它吊起來(lái)。雖然不怎么明亮，但可勉強(qiáng)用來(lái)看書了。從此，只要有螢火蟲，他就去抓一把來(lái)當(dāng)作燈用。由于他勤學(xué)好問，后來(lái)終有成就，官至吏部尚書。

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