弹力是继力学基础后的第一大性质力,弹力的相关习题有一定难度,常考查弹力的相关定义、性质类辨析以及弹力相关计算。无论什么题型都要从弹力的三要素角度入手分析,即弹力的大小、方向、作用点。从基础出发,将复杂的问题简单化,避免想多、想复杂是规避错误的关键。
考点1:弹力产生原因相关概念的辨析
弹力是物体由于发生弹性形变产生的力。当想到弹性形变时,同学们会优先想到皮筋、弹簧等带有弹性的物体,往往会忽视类似桌子、墙面等硬物体。推力、拉力、压力、支持力的本质其实都是弹力,明确这类物体弹力的产生原因是我们接下来攻克问题的重难点。
例1 如图1所示,将足球放在一块长木板上,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们弹力的情况,以下说法正确的是( )。
A. 木板受到的压力就是木板产生的弹力
B. 足球产生的弹力作用在足球上
C. 木板形变是由于木板产生弹力造成的
D. 木板产生的弹力就是木板对足球的支持力
解析:木板受到的压力是足球施加的,木板产生的弹力是木板发生弹性形变产生的,前者中木板是受力物体,后者中木板是施力物体,因此这两个力不是同一个力,故A错误;足球产生的弹力是作用在木板上的,故B错误;木板形变是由于受到外力引起的,不是自身的弹力造成的,故C错误;木板产生的弹力是木板发生弹性形变产生的,这个力就是木板对足球的支持力,故D正确。答案:D。
例2 如图2,一茶杯放在桌面上,下列关于茶杯和桌面的受力论述中,正确的是( )。
A. 茶杯和桌面之间有弹力作用,其原因是桌面发生了形变,茶杯并未发生形变
B. 桌面受到向下的弹力,是由于桌面发生了形变
C. 桌面受到向下的弹力,是由于茶杯发生了形变
D. 茶杯受到向上的弹力,是由于茶杯发生了形变
解析:茶杯和桌面之间有相互作用的弹力,是由于桌面和茶杯都发生了形变,故A错误;桌面受到向下的弹力,是茶杯施加的,是由于茶杯发生了形变,故B错误,C正确;茶杯受到桌面向上的弹力,是由于桌面发生了形变,故D错误。答案:C。
考点2:弹力的大小及方向相关问题
分析这类问题始终要贯穿“受力分析”这四个字,尤其在应对单个物体或多个物体的叠加问题时,受力分析的对象和顺序的选择至关重要。另外在分析过程中,要始终对形变程度和方向保持敏感,避免掉入出题者设置的陷阱,必要时可以分阶段讨论。总之,解题重点是从受力最简单、最少的物体出发,逐一击破。
例3 两个人沿相反方向拉一个弹簧测力计,且两个力在同一直线上,指针静止时,弹簧测力计的示数为3 N,则每个人拉力的大小为( )。
A. 3 N " " " " " " B. 1.5 N " " " " C. 6 N " " " " " D. 0 N
解析:用两个大小均为3 N、方向相反的力向两端拉弹簧测力计,与只拉一端的效果是相同的。(因为物体间力的作用是相互的)拉弹簧测力计的一端时,另一端也必须有力的作用,由于测力计处于静止状态,此时的情况与弹簧测力计的另一端固定是一样的。因此,弹簧测力计不可能显示两边的拉力之和,而只会显示所拉的那一端的拉力,故每个人拉力的大小是3 N。答案:A。
例4 如图3所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置,开始时通过小球压缩弹簧到A位置(已知AO = OB),释放小球,研究小球在水平方向上所受弹力的大小和方向,则( )。
A. 从A运动到O,弹力方向向右,弹力逐渐增大
B. 从A运动到O,弹力方向向左,弹力逐渐减小
C. 从O运动到B,弹力方向向左,弹力逐渐增大
D. 从O运动到B,弹力方向向右,弹力逐渐减小
解析:小球从A运动到O的过程中,弹簧处于压缩状态,弹簧对小球的弹力的方向指向其形变恢复的方向,则此时小球所受弹力的方向向右。由于弹簧在逐渐恢复原状,压缩量在减小,根据在弹性限度内,物体的形变量越大,产生的弹力越大(反之越小),则弹簧对小球的弹力在逐渐减小。故从A运动到O的过程中,小球所受弹力方向向右,弹力逐渐减小,故A、B均错误。小球从O运动到B的过程中,弹簧处于伸长状态,弹簧对小球的弹力的方向指向其形变恢复的方向,则此时小球所受弹力的方向向左。由于弹簧在逐渐被拉长,伸长量在逐渐增大,根据在弹性限度内,物体的形变量越大,产生的弹力越大,则弹簧对小球的弹力在逐渐增大。故小球从O运动到B的过程中,小球所受弹力方向向左,弹力逐渐增大,故C正确,D错误。答案:C。
(作者单位:沈阳市第一三四中学)