楊振林
摘 要:發生彈性形變的物體由于要恢復原狀會對與它接觸的物體產生彈力。物體發生形變后不能恢復原狀的稱為塑性形變,塑性形變能否產生彈力?就此問題進行了思考。
關鍵詞:彈性形變;塑性形變;形變;彈力
一、彈力的定義
首先說一下彈力的定義,在人教版第二版的教材中對彈力的定義是這樣的:發生彈性形變的物體由于要恢復原狀,對與它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫做彈力。而在人教版第三版的教材中對彈力的定義作了修正,改為“發生形變的物體由于要恢復原狀,對與它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫做彈力”那么為什么會有此修改呢?由原來的彈性形變改為現在的形變,這里有值得探討的地方。
二、彈性形變
這里說一個教學過程中的疑惑,在一道選擇題中有這么一句話,“只有發生彈性形變的物體才能產生彈力”,這句話對嗎?如果參照第二版的教材,那么這句話無疑是正確的,可是現在的教材中做了修改,那是否這句話已經不對了呢?經過備課組仔細討論得出,這句話仍然是對的,為什么呢?按照新教材的理解,是發生形變的物體由于要恢復原狀,才對與它接觸的物體產生彈力。
而教材對彈性形變的定義是:有些物體在形變后能夠恢復原狀,
這種形變叫做彈性形變。那么就好理解了,“是發生形變的物體由于要恢復原狀”跟“物體發生彈性形變”應該是一個意思,所以這句話仍然是正確的。
三、塑性形變
教材中由原來的“彈性形變”改為現在的“形變”,為什么要做這樣的修改呢?教材編寫者一定有他的道理,由這兩個概念中,我想到了另一種形變—塑性形變。何為塑性形變,在外力的作用下,物體發生形變,當外力撤去后,物體不能恢復原狀,則稱這樣的形變叫做塑性形變。
四、彈性形變與塑性形變的關系
對于一個物體,能否說它發生的就一定是彈性形變或者塑性形變呢?我認為這里也有值得討論的地方,比如彈簧發生的就一定是彈性形變嗎?我認為不一定,因為彈簧超過彈性限度就會發生塑性形變,但它不是完全不能恢復原狀,只是部分不能恢復原狀了。還有橡皮泥,是不是橡皮泥發生形變后就完全不能恢復原狀了?我認為也不是,它總有一小部分還是可以恢復的。所以我認為,任何一個物體都應該存在兩種形變,即彈性形變和塑性形變是共存的,只不過有的物體發生彈性形變比較明顯,有的物體發生塑性形變明顯而已。
五、發生形變的過程
塑性形變能否產生彈力呢?如果根據我們對定義的理解,肯定是不能的。那么這里我提出一個問題:手壓橡皮泥,橡皮泥受到的力是不是彈力?這個問題以前也有人討論過,一般有兩種答案:
1.橡皮泥對手的力是彈力,根據牛頓第三定律得,作用力與反作用力是相同性質的力,手壓橡皮泥,手對橡皮泥的力是壓力,屬于彈力,那么根據牛頓第三定律我們可以得出橡皮泥對手的力也應該是彈力。
2.橡皮泥對手的力不是彈力,因為橡皮泥發生的是塑性形
變,而且也不能恢復原狀,無論是新教材還是舊教材中對彈力的定義,它都不符合,因此橡皮泥對手的力不是彈力。
對于觀點一,我認為,橡皮泥在發生形變的過程中是有彈力的,首先我認為橡皮泥也會有很小的部分發生彈性形變的,其次,即使是塑性形變,也屬于形變,那么按照力的作用效果來說,有形變就應該有力的作用,所以說手對橡皮泥是有力的作用的,根據牛頓第三定律可得橡皮泥在形變過程中對手也是有力的作用的,而且這個力應該與手對橡皮泥的壓力屬于同一性質的力,是彈力。所以觀點一是正確的。而對于觀點二,我認為橡皮泥發生的不完全是塑性形變,因此觀點二是錯誤的。
六、對彈力定義的再認識
教材中對彈力的定義是這樣的“發生形變的物體由于要恢復原狀,對與它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫做彈力”。由以上分析可知,不只在物體發生形變要恢復原狀的時候才能產生彈力,在物體發生形變的過程中,也是有彈力的產生的,如果定義中只強調已經發生形變要恢復原狀時才產生彈力,而忽略了發生形變的過程中產生的彈力,是否有點片面呢?以上內容僅代表我的個人觀點,如有不同意見,歡迎批評指正,謝謝大家。
參考文獻:
[1]肖鵬.彈力究竟應如何定義.物理教師,2011(7).
[2]張海東.芻議范性形變過程中產生的力是否為彈力.新課程:上旬,2011(10).
(作者單位 山西省呂梁市離石區江陰高級中學)
編輯 劉青梅endprint