彈力一定是彈簧產(chǎn)生的力嗎

作者簡介

王麗平，蘇州工業(yè)園區(qū)星灣學(xué)校中學(xué)物理高級教師，從事物理教學(xué)30多年，全國中學(xué)生物理競賽優(yōu)秀輔導(dǎo)員，曾獲蘇州市試題“命、解、評”競賽一等獎，多篇論文在省市刊物上發(fā)表.

走進(jìn)大型游樂場，我們可以感受到各種運(yùn)動帶來的驚險(xiǎn)和刺激，過山車、旋轉(zhuǎn)木馬、蹦床、蹦極……在享受運(yùn)動帶來的樂趣之余.同學(xué)們是否想過這些奇特的運(yùn)動和變化都離不開力？可以說，力無處不在，今天，我們來學(xué)習(xí)一種力——彈力.那么，彈力就是彈簧產(chǎn)生的力嗎？

什么是彈力

首先我們來理解幾個概念：

形變：形變是物體形狀或體積的改變.用手壓氣球，氣球發(fā)生形變：用手拉彈簧，彈簧會伸長：用手捏橡皮泥，可以捏出不同的形狀，

兩種形變：根據(jù)物體形變后，撤去外力物體能否恢復(fù)原狀，我們將形變分為兩種——彈性形變和塑性形變，

當(dāng)物體發(fā)生形變后.撤去外力物體能恢復(fù)原來形狀的形變.稱為彈性形變.如圖1所示，健身愛好者用力將彈簧拉力器拉開，彈簧受力時(shí)伸長，發(fā)生形變，停止用力時(shí)彈簧恢復(fù)到原來的形狀.

當(dāng)物體發(fā)生形變后.撤去外力物體不能恢復(fù)原來形狀的形變.稱為塑性形變，如日常生活中的和面，它跟小朋友玩的橡皮泥一樣，可以做出各種各樣的形狀.面團(tuán)受力時(shí)發(fā)生形變，不受力時(shí)不能恢復(fù)到原來的形狀，就可以做成包子、花卷等各種面食，

彈性和塑性：物理學(xué)中把物體受力時(shí)發(fā)生形變.撤去外力后恢復(fù)到原來形狀的性質(zhì)叫作彈性;把物體受力時(shí)發(fā)生形變，撤去外力后形變不能自動恢復(fù)到原來形狀的性質(zhì)叫作塑性.

彈力：物體受力時(shí)發(fā)生彈性形變，由于物體要恢復(fù)原來的形狀對接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫作彈力.在彈性限度內(nèi)，彈性形變程度越大，彈力越大;當(dāng)外力超出一定的限度時(shí)，發(fā)生形變的物體，即使撤去外力也不能恢復(fù)原狀.

例1 下列結(jié)果中.不是由彈力引起的是（

）.

A.撐竿跳高運(yùn)動員跳起并躍過橫桿

B.手中的石塊釋放后自由下落

C.玩具手槍用彈簧將“子彈”射出去

D.蹦極運(yùn)動中落到低處的人被繩拉起

解析：撐竿跳高運(yùn)動員對竿施加力的作用，使竿發(fā)生彈性形變，由于竿要恢復(fù)原狀，因此對運(yùn)動員施加一個彈力，故A不符合題意;手中的石塊釋放后自由下落，是由于受到重力的作用，石塊并沒有發(fā)生形變，不是由彈力引起的，故B符合題意：玩具彈簧手槍中的彈簧被壓縮，扣動扳機(jī)后，彈簧要恢復(fù)原狀對子彈施加一個彈力，將子彈射出.故C不符合題意;蹦極運(yùn)動中人落到低處時(shí)，繩子被拉長，繩子要恢復(fù)原狀，會對人施加一個彈力使人向上彈起，故D不符合題意，

答案：B

彈力產(chǎn)生的條件及判斷彈力的方法

由上面彈力產(chǎn)生的原因可知彈力產(chǎn)生的條件有兩個：一是兩個物體相互接觸，二是物體發(fā)生彈性形變.這兩個條件缺一不可.同時(shí)具備才能產(chǎn)生彈力.

我們判斷有無彈力產(chǎn)生的方法通常有三種：（1）看物體是否接觸，若不接觸一定沒有彈力.（2）接觸處是否發(fā)生擠壓或者拉伸，只有接觸且相互擠壓或拉伸，物體發(fā)生彈性形變時(shí)，才能產(chǎn)生彈力.（3）可以假設(shè)將與研究對象接觸的物體撤去.判斷研究對象是否能維持現(xiàn)狀.若能維持現(xiàn)狀，則接觸物體對研究對象沒有彈力;若不能維持現(xiàn)狀，則有彈力.

例2手壓桌面，桌面是否發(fā)生形變？此時(shí)桌面有彈力產(chǎn)生嗎？

解析：手壓氣球，氣球會變形;手拉橡皮筋，橡皮筋會伸長：手壓彈簧，彈簧會縮短.這些物體受力后的形變是明顯的，肉眼能直接觀察到形變.其實(shí)大多數(shù)物體受力后的形變是微小的，肉眼不能直接觀察到，如手壓桌面，我們可以采用以下方法，將形變進(jìn)行放大后再進(jìn)行觀察.

圖2是用實(shí)驗(yàn)手段觀察微小形變的一種方法，在桌面兩端固定兩個平面鏡.讓一束激光通過平面鏡的反射照在墻面上.當(dāng)用力F向下壓桌面時(shí).雖然我們?nèi)庋壑苯佑^察不到桌面發(fā)生了形變，但我們能看到墻面上的光斑發(fā)生了移動.這正是由于桌面發(fā)生微小形變.引起平面鏡微小的角度改變.從而使光斑發(fā)生移動.由此可見.桌面受壓后發(fā)生了形變.此時(shí)桌面產(chǎn)生了彈力，即桌面對手有向上的支持力.

答案：見解析，

例3如圖3所示，判斷甲、乙兩圖中斜面是否對小球產(chǎn)生彈力？

解析：判斷相互接觸的小球與斜面之間有無彈力，我們可以假設(shè)撤去斜面，判斷小球能否維持現(xiàn)狀，甲圖中，假設(shè)撤去斜面，小球就要向右運(yùn)動.不能停留在原來的位置.因?yàn)樾泵娉啡ィS之撤去了斜面的彈力，小球不能維持現(xiàn)狀，故斜面對小球有彈力，乙圖中，假設(shè)撤去斜面，小球仍維持現(xiàn)狀，保持原來位置不動.此時(shí)斜面對小球形同虛設(shè)。故斜面對小球沒有彈力，

答案：見解析.

綜上所述，彈力是物體發(fā)生彈性形變時(shí)，由于要恢復(fù)原來的形狀而對接觸的物體產(chǎn)生的力的作用，彈力并不僅僅是彈簧所產(chǎn)生的力，通常我們所說的推力、拉力、壓力、支持力等都屬于彈力.

責(zé)任編輯 蔡華杰