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第2節(jié) 形變與彈力

預(yù)習(xí)：
一、形變
1．定義：物體發(fā)生的_______、_______、_______等變化稱(chēng)為形變。
注意：任何物體在外力的作用下都能發(fā)生形變。只是形變的明顯程度不同。有的形變比較明顯(如彈簧的伸長(zhǎng)或縮短)，可以直接看出；有的形變微小，需要采用特殊方法才可觀(guān)察到．如利用激光反射法演示堅(jiān)硬桌面的微小形變，利用細(xì)管中液面的升降顯示硬玻璃瓶的形變，都是把微小形變放大以利于觀(guān)察。把微小變化放大以利于觀(guān)察或測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方法，叫“微量放大法”，這是物理學(xué)中研究問(wèn)題的一種重要方法。

2．原因：__________________________________________
3．類(lèi)型：彈性形變：撤去外力后，物體_________________________的形變
范性形變：撤去外力后，物體_________________________的形變
4．彈性限度：當(dāng)彈性形變達(dá)到某一值時(shí)，即使撤去外力，物體也不能恢復(fù)原狀，這個(gè)值叫______________。
二、彈力
1．定義：物體發(fā)生彈性形變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種使物體______________的力，這種力叫做彈力。
2．產(chǎn)生條：______________、______________
3．大�。焊�物體發(fā)生的_____________________程度有關(guān)
4．方向：總是與物體_____________________相反，即跟物_____________________一致。
說(shuō)明：支持力、壓力、拉力都是________________。
注意：互相接觸的物體之間是否存在彈力，取決于是否存在形變。有些物體形變明顯，如彈簧的伸長(zhǎng)或縮短，很容易判斷出是否有彈力；有些接觸物體間形變不明顯，判斷有無(wú)彈力可用假設(shè)法。即假設(shè)把相接觸的某個(gè)物體撤去，看研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有無(wú)改變：若無(wú)改變，則無(wú)彈力作用；若發(fā)生改變，則有彈力存在。

常見(jiàn)彈力的方向
1．凡是支持物對(duì)物體的支持力，都是支持物因______________而對(duì)物體產(chǎn)生的彈力，方向總是______________支持面并______________被支持的物體。
2．凡是一根線(xiàn)(或繩)對(duì)物體的拉力，都是這根線(xiàn)(或繩)因?yàn)開(kāi)_____________而對(duì)物體產(chǎn)生的彈力，方向總是指向______________的方向。

四、胡克定律
1．內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈性體彈力的大小跟彈性體______________（或______________）的長(zhǎng)度成______________
2．公式： F = kx
x——伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度，與彈性體本身長(zhǎng)度不同。
k——為勁度系數(shù)，跟彈性體的粗細(xì)、材料、長(zhǎng)度等因素有關(guān)，這個(gè)量反映了彈性體本身的特性，與F和x_______關(guān)。

練習(xí)：
1．關(guān)于彈性形變的概念，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．物體形狀的改變叫彈性形變。
B．物體在外力停止作用后的形變，叫彈性形變。
C．一根鐵桿用力彎折后的形變就是彈性形變。
D．物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原形狀的形變，叫彈性形變。
2．關(guān)于彈力的說(shuō)法，正確的是( )
A．只要兩個(gè)物體接觸就一定產(chǎn)生彈力。
B．看不出有形變的物體間一定沒(méi)有彈力。
C．只有發(fā)生彈性形變的物體才產(chǎn)生彈力。
D．發(fā)生形變的物體有恢復(fù)原狀的趨勢(shì)，對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生彈力。
3．關(guān)于彈力方向的有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A．放在斜面上的物體受到斜面給的彈力方向是豎直向上的。
B．放在水平地面上的物體受到的彈力方向是豎直向下的。
C．將物體用繩吊在天花板上，繩受物體給的彈力方向是向上的。
D．彈力的方向垂直于接觸面或接觸點(diǎn)的切線(xiàn)而指向受力物體。
4．下列說(shuō)法正確的是( )
A．水杯放在水平桌面上受到一個(gè)向上的彈力，這是因?yàn)樗�杯發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的。
B．拿一細(xì)竹桿撥動(dòng)水中漂浮的木塊，木塊受到的彈力是由于木塊發(fā)生形變而產(chǎn)生的。
C．繩對(duì)物體的拉力方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。
D．掛在電線(xiàn)下的電燈受到向上的拉力，是因?yàn)殡娋�(xiàn)發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的。
5．如圖示，一個(gè)重600N的人用300N的力通過(guò)繩子和定滑輪拉一個(gè)靜止在地面上重1 000N的物體，則人受到_______力、________力和重力的作用，其大小分別為_(kāi)______N、_______N、_______N。對(duì)地面的正壓力大小為_(kāi)______N。
6．按下列要求畫(huà)出下圖中物體所受的彈力的示意圖。
(1)圖：斜面對(duì)物塊的支持力
(2)圖：墻壁對(duì)球的支持力
(3)圖：大球面對(duì)小球的支持力
(4)圖：半球形碗內(nèi)壁對(duì)桿下端的支持力和碗邊緣對(duì)桿的支持力
(5)圖；墻和地面對(duì)桿的彈力

7．兩條勁度系數(shù)均為k的輕彈簧，連接后豎直懸掛。在其中點(diǎn)和下
端同時(shí)掛上一個(gè)重G的小球，則兩彈簧的伸長(zhǎng)之和為( )
A．2G／k B．G／k C．3G／k D．G/2k

8.兩長(zhǎng)度相同的輕彈簧，其勁度系數(shù)分別為k1=1500N/m，k2=2000N/m，在它們下面掛上同樣重物時(shí)，它們的伸長(zhǎng)量之比x1：x2=________；當(dāng)它們伸長(zhǎng)同樣長(zhǎng)度時(shí)，所掛重物的重力之比G1：G2=__________。

閱讀材料：羅伯特•胡克(Hooke Robert 1635—1703)是17世紀(jì)英國(guó)最杰出的科學(xué)家之一。
他在力學(xué)、光學(xué)、天學(xué)等諸多方面都有重大成就。他所設(shè)計(jì)和發(fā)明的科學(xué)儀器在當(dāng)時(shí)是無(wú)與
倫比的。他本人被譽(yù)為是英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的“雙眼和雙手”。
1653年，胡克進(jìn)入牛津大學(xué)里奧爾學(xué)院學(xué)習(xí)。在這里，他結(jié)識(shí)了一些頗有才華的科學(xué)界人士。這些人后大都成為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的骨干。1655年，胡克被推薦給玻意耳當(dāng)助手，在玻意耳的實(shí)驗(yàn)室工作。1663年，胡克獲得了學(xué)碩士學(xué)位，并且被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1665年，胡克擔(dān)任格列夏姆學(xué)院幾何學(xué)、地質(zhì)學(xué)教授，并從事天觀(guān)測(cè)工作。1676年，胡克發(fā)表了著名的彈性定律。1677年至1683年就任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)秘書(shū)并負(fù)責(zé)出版會(huì)刊。早在1663年，胡克就起草了皇家學(xué)會(huì)程草案，規(guī)定學(xué)會(huì)的宗旨是“靠實(shí)驗(yàn)改進(jìn)有關(guān)自然界諸事物的知識(shí)，以及一切有關(guān)的藝術(shù)、制造、實(shí)用機(jī)械、發(fā)動(dòng)機(jī)和新發(fā)明(不牽涉神學(xué)、形而上學(xué)、道德、政治、語(yǔ)法修辭或邏輯)”。胡克作為該學(xué)會(huì)的實(shí)驗(yàn)工作與日常事務(wù)探辦人，在長(zhǎng)達(dá)20多年的學(xué)會(huì)活動(dòng)中，接觸并深入到當(dāng)時(shí)自然科學(xué)活躍的前沿領(lǐng)域，且均做出了自己的貢獻(xiàn)。
胡克在力學(xué)方面貢獻(xiàn)尤為卓著。他從1661年開(kāi)始積極參加了皇家學(xué)會(huì)研究重力本質(zhì)的專(zhuān)門(mén)委員會(huì)的活動(dòng)。為了確定物體重力與地心距離的關(guān)系，他用一架精密天平放在威斯特敏斯特
教堂的塔尖上，稱(chēng)量一塊鐵和一段很長(zhǎng)的繩子的重量，然后將這塊鐵掛在繩子的末端再稱(chēng)，看
是否因?yàn)殍F塊十分接近地面而改變重量，結(jié)果并無(wú)測(cè)出明顯的改變。后他又在舊圣保羅教堂
重作了這一實(shí)驗(yàn)。1674年，胡克發(fā)表了《從觀(guān)察角度證明地球周年運(yùn)動(dòng)的嘗試》的論，
申根據(jù)修正的慣性原理，從行星受力平衡觀(guān)占’出發(fā)，提出了行星運(yùn)動(dòng)的三條假設(shè)：l.一切天
體都具有傾向其中心的吸引作用或重力，它不僅吸引其本身各部分，并且還吸引其作用范圍內(nèi)
的其它天體；2．每一物體都保持平直、簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)而且繼續(xù)沿直線(xiàn)前進(jìn)，直到受到其它作用
力影響，因而改變?yōu)閳A、橢圓或其他曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)為止；3．受到吸引力作用的物體，越靠近吸引
中心，其吸引力也越大。胡克在1679年給牛頓的信中正式提出了引力與距離平方成反比的觀(guān)
點(diǎn)，但他并沒(méi)有將自己的引力思想如牛頓所作的那樣用數(shù)學(xué)式子表示出，并用太陽(yáng)、地-球、
月亮、行星和地球上物體的運(yùn)動(dòng)實(shí)倒采加以驗(yàn)證。因此，把發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的殊榮被牛頓獨(dú)
占，但胡克的某些想法對(duì)牛頓完成萬(wàn)有引力的研究是起著積極的啟示作用的。彈性定律是胡
克最重要的發(fā)現(xiàn)之一，也是力學(xué)最重要基本定律之一．胡克的彈性定律指出：在彈性限度內(nèi)，
彈簧的彈力f和彈簧的長(zhǎng)度x成正比，即f=kx。k是物質(zhì)的彈性系數(shù)，它由材料的性質(zhì)所決
定，負(fù)號(hào)表示彈簧所產(chǎn)生的彈力與其伸長(zhǎng)(或壓縮)的方向相反。為了證實(shí)這一定律，胡克做
了大量實(shí)驗(yàn)，制作了各種材料構(gòu)成的各種形狀的彈性體。
胡克在儀器的制造和改進(jìn)方面的特長(zhǎng)；早在其作為玻意耳的助手時(shí)就顯露出．他協(xié)助
玻意耳三次改進(jìn)了真空泵。第三次改進(jìn)后的抽氣機(jī)已具有現(xiàn)代真空泵的雛形。利用這—設(shè)備，
玻意耳和胡克完成了氣體的玻意耳定律實(shí)驗(yàn)。胡克改進(jìn)的儀器有復(fù)式顯微鏡和用指針讀數(shù)的輪
式氣壓計(jì)等．他還建議用液體的凝固點(diǎn)及膨脹或收縮程度作為溫標(biāo)刻度的根據(jù)。胡克曾經(jīng)設(shè)
計(jì)過(guò)一架大型的。氣候鐘”，用以測(cè)量和記錄風(fēng)力、風(fēng)向、溫度、壓強(qiáng)、和濕度、降雨量等。
由于胡克和玻意耳對(duì)皇家學(xué)會(huì)起著積極的作用，因而人們稱(chēng)頌他們：“如果說(shuō)玻意耳是皇家學(xué)
會(huì)幕后的靈魂，那么胡克提供學(xué)會(huì)的就是雙眼和雙手了”。胡克熱愛(ài)科學(xué)事業(yè)，并為此奉獻(xiàn)了
一生。他研究的面十分廣泛，如建筑、化石、氣象等，他都有所涉獵和貢獻(xiàn)。但作為科學(xué)家的
素養(yǎng)，胡克還缺少熟練雄厚的數(shù)學(xué)與邏輯推理功力作為進(jìn)行研究和思維的武器，這樣便不容易
從理論和實(shí)踐的結(jié)合上透徹地分析與解決問(wèn)題。這也是胡克與牛頓相比的遜色之處。

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.douzifanli.com/gaoyi/50877.html

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