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物理弹力总结(推荐3篇)

时间:2024-03-14 12:11:23 总结报告

物理弹力总结 第1篇

如下图所示,一个轻绳悬挂着一个重物。重物由于重力的作用会把绳子往下扯,所以,绳子会受到一个向下的拉力 F_1 。这个拉力 F_1 的施力物体是重物,受力物体是绳子。与此同时,绳子也会把重物往上拽,所以,重物会受到一个向上的拉力 F_2 。这个拉力 F_2 的施力物体是绳子,受力物体是重物。

绳子张力的方向沿着绳子并指向绳子收缩的方向。

① 无结点的轻绳:悬挂点左右视为一条绳子,同一条绳子上的拉力大小一定相等

(其实呢,严格来说,同一根绳子上的拉力大小也不一定相等,两端的拉力差提供绳运动的加速度, F_合=ma 。但是为了方便起见,由于绳的质量 m 一般不大,致使 F_合 趋于 0 。所以,合外力 F_{合} 就近似等于零,故高中阶段可以认为同一根绳子上的拉力大小都相等 。)

② 有结点的轻绳:结点左右视为两条绳子,两条绳子上的拉力大小未必相等

(如果轻绳上有结点,那么就已经不是一根轻绳了,而要把它当作两根轻绳来看。而轻绳的拉力处处相等是针对同一根轻绳而言。因等同于是结点连接了两根轻绳,所以可以力的大小可以不等 。)

物理弹力总结 第2篇

钢尺在手的作用下弯曲,弹簧被拉长或者压短,纸张被揉成纸团,海绵被压扁等等。它们的形状发生了变化或者体积发生了变化。

把物体发生形状或者体积的变化,称之为形变( deformation )。

一切物体在受力的情况下都可以发生形变,有些形变比较明显可以直接观察到,有些形变并不明显可以把微小变化放大以有利于观察或者测量。

① 弹性形变

有些形变,停止用力后物体能够完全恢复原状的形变叫作弹性形变( elastic deformation )。形变不能超过一定限度,如果超过了这个i辛安渡,物体的形状不能完全恢复,这个限度被称为弹性限度。比如,弹簧秤不能称质量过大的物体。

② 范性形变

有些形变,停止用力后,物体不能恢复原状的形变叫作范性形变( plastic deformation )。

物理弹力总结 第3篇

如下图所示,一本书放在水平的桌面上时,由于重力的作用,书会向下压迫桌面,书就会给桌面一个向下的压力。这个压力 F_1 的施力物体是书,受力物体是桌子。与此同时,桌子对书也会施加一个向上的支持力 F_2 。这个支持力 F_2 的施力物体是桌子,受力物体是书。根据牛顿第三定律, F_1 和 F_2 是一对作用力和反作用力,作用力和反作用力大小相等、方向相反。

在桌子和书之间的接触面上,由于物体的形状和材料的不同,会产生不同的形变。桌子通常由木材或金属等材料制成,具有一定的弹性,当受到向下的重力作用时,会发生向下的弹性形变,即桌子向下凹。而书通常由纸张等材料制成,没有弹性,当受到向上的支持力时,会发生向上的塑性形变,即书向上凸。但是,由于书的塑性形变相对较小,不易被观察到,而桌子的弹性形变相对明显,所以在日常生活中我们更常见到桌子向下凹的现象。

要点:垂直于接触面(切面),指向受力物体。

解释:

① 如果接触面是平面,那么压力和支持力就垂直于平面,指向受力物体;

② 如果接触面是曲面,那么压力和支持力就垂直于曲面的切面,指向圆心。(数学知识告诉我们,垂直于圆的切线的直线过圆心。)

理解:

从微观的角度来理解,弹力的方向与接触面一定垂直。 弹力是分子间作用力的宏观表现,设想表面上的一个分子,受到挤压时,周围分子对其作用力相互抵消,下层分子对它的作用力“向上”,整体表现为垂直于接触面。

从反证法的角度来理解,一个物体静止放置在一个光滑的水平面上。物体受到水平面的弹力一定垂直于水平面。为什么呢?如果弹力不垂直于水平面与重力相平衡,那么我们将弹力给正交分解,弹力就会有偏左或者偏右的分力,那么物体就会向左动或者向右动。可是物体却是静止的,说明弹力没有偏左或者偏右的分力,弹力必须垂直于水平面。

例1:如下图所示,以物块作为研究对象,物块的接触面就是斜面,所以物块受到斜面的支持力 F_1 垂直于斜面,指向物块。所以,物块受到的支持力 F_1 垂直于斜面斜向上。以斜面作为研究对象,斜面的接触面就是物块的底面,所以斜面受到物块的压力 F_2 垂直于物块的地面,指向斜面。所以,斜面受到的压力 F_2 垂直于物块底面斜向下。

例2:如下图所示,以木棒作为研究对象,木棒的接触面有两个,一个接触面是水平面,一个接触面是竖直面。先来看水平面,木棒受到水平面的支持力 F_A 垂直于水平面,指向木棒。所以,木棒受到水平面的支持力 F_A 竖直向上。再来看竖直面,木棒受到竖直面的支持力 F_B 垂直于竖直面,指向木棒。所以,木棒受到竖直面的支持力 F_B 水平向右。

再根据牛顿第三定律,就能够轻松分析出水平面受到木棒的压力 F_A' 和竖直面受到木棒的压力 F_B' 了。

例3:如下图所示,以木棒作为研究对象,木棒的接触面有两个。一个是下面圆弧的曲面,一个是右侧的接触点。先来看下面圆弧的曲面,木棒受到的支持力 F_C 垂直于接触点处曲面的切面,指向圆心 O 。再来看右侧的接触点,木棒受到的支持力 F_D 垂直于接触面指向木棒,而此时的接触面正好是木棒面。所以,木棒受到的支持力 F_D 垂直于木棒面向上。

例4:如下图所示,以小球作为研究对象,小球受到竖直面的支持力垂直于竖直面,指向小球。所以,小球受到竖直面的支持力 F_2 水平向右。另外,以球作为研究对象时,往往将弹力画在球的中心处。

例5:如下图所示,两个球 A 和 B 放在一个框里面,两个球之间相互挤压。两个球接触点所在的切面就是我们要找的接触面。以 A 球作为研究对象, A 球受到 B 球的支持力 F_1 垂直于接触面,指向 A 球,沿着 A 球的半径方向。以 B 球作为研究对象, B 球受到 A 球的支持力 F_2 垂直于接触面,指向 B 球,沿着 B 球的半径方向。

例6:如下图所示,一个球放在两个等高的支座上,球与两点接触并且互相挤压。球面上接触点的切面就是我们要找的接触面。以小球作为研究对象,小球受到左侧支座的弹力 F_1 与小球受到右侧支座的弹力 F_2 垂直于各自的接触面,沿着半径方向指向球心。

例7:(03·全国)如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平, O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为 m_1 和 m_2 的小球,当它们处于平衡状态时,质量为 m 的小球与 O 点的连线与水平线的夹角为 \alpha=60° 。两小球的质量比 \frac{m_2}{m_1} 为( )

A.\frac{\sqrt{3}}{3} B.\frac{\sqrt{2}}{3} C.\frac{\sqrt{3}}{2} D.\frac{\sqrt{2}}{2}

以小球作为研究对象,小球受到碗的支持力 N 垂直于接触面。那么,这个接触面是什么呢?这个接触面就是接触点所在的切面(线)。切线的垂线一定过圆心。所以,小球受到碗的支持力 N 垂直于切面,指向圆心。

正压力是指作用线与作用面垂直的压力,或称法向压力。在中学力学中,两个物体在表面相互接触时,使物体接触面发生形变的弹力(压力)的方向和作用面(物体表面的切面)垂直,是正压力 。