求真百科歡迎當事人提供第一手真實資料,洗刷冤屈,終結網路霸凌。

弹力查看源代码讨论查看历史

跳转至: 导航搜索
弹力
  

“弹力”亦称“弹性力”。物体受外力作用发生形变后,若撤去外力,物体能恢复原来形状的力,叫作“弹力”。它的方向跟使物体产生形变的外力的方向相反。

因物体的形变有多种多样,所以产生的弹力也有各种不同的形式。例如,一重物放在塑料板上,被压弯的塑料要恢复原状,产生向上的弹力,这就是它对重物的支持力。将一物体挂在弹簧上,物体把弹簧拉长,被拉长的弹簧要恢复原状,产生向上的弹力,这就是它对物体的拉力。不仅塑料、弹簧等能够发生形变,任何物体都能够发生形变,不发生形变的物体是不存在的。不过有的形变比较明显,能直接见到;有的形变相当微小,必须用仪器才能觉察出来。

基本信息

中文名称:弹力

外文名称:elastic force

表达式;FN=KX

应用学科:物理学

符号:F

单位:N

定义

物体在的作用下发生的形状或体积改变叫做形变。在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫做弹性形变。发生形变的物体,由于要恢复原状,要对跟它接触的物体产生力的作用。这种作用叫弹力。即,在弹性限度范围之内,物体对使物体发生形变的施力物产生的力叫弹力。

日常生活中观察到的相互作用,无论是推、拉、提、举,还是牵引列车、锻打工件、击球、弯弓射箭等,都是在物体与物体接触时才会发生的,这种相互作用可称为接触力。接触力按其性质可归纳为弹力和摩擦力,它们本质上都是由电磁力引起的。

弹力是接触力,弹力只能存在于物体的相互接触处,但相互接触的物体之间,并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触,还要有相互作用。

弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间。通常所说的压力、支持力、拉力都是弹力。弹力的方向总是与物体形变的方向相反。压力或支持力的方向总是垂直于支持面而指向被压或被支持的物体。

通常所说的拉力也是弹力。绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。

弹簧发生弹性形变时,在弹性限度内,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比(或弹簧的伸长和所受拉力成正比),即F=-kx(或△F=-k△x)。其中,k称为弹簧的劲度系数(也作倔强系数或弹性系数),在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。单位是牛顿每米,符号是N/m。k值与其材料的性质有关。弹簧软硬之分,指的就是它们的劲度系数不同。而且不同的弹簧的劲度系数一般是不同的。上述表达式中的负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律

产生条件

1.两物体互相接触

2.物体发生弹性形变(包括人眼不能观察到的微小形变)

需要注意的是:任何物体只要发生了弹性形变,就一定会对与它接触的物体产生弹力。一旦超出弹性形变范围,就会彻底失去弹力,这种超过了其弹性承受范围的形变就被称为“范性形变”。(即是超过了弹性限度,塑性物体除外) 举例:木块A靠在墙壁上,若作用一个推力,在木块A上,则木块对墙壁有挤压,发生形变,此时A与墙壁间有弹力作用。 [1]

方向

弹力的方向与物体形变方向相反,具体情况有以下几种。

①轻绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。

②压力、支持力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个公切面指向被支持物。

二力杆件(即只有杆的两端受力,中间不受力(包括杆本身的重力也忽略不计),叫二力杆件),弹力必沿杆的方向。一般杆件,受力较为复杂,应根据具体条件分析。

④杆:弹力方向是任意的,由它所受外力和运动状态决定。

弹力的大小跟形变的大小的关系。在弹性限度内,形变越大,弹力也越大;形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸形变(或压缩形变)来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。对于弯曲形变来说,弯曲的越厉害,产生的弹力就越大。对于扭转形变来说,扭转的越厉害,产生的弹力就越大。

本质

弹力的本质是分子间的作用力。当物体被拉伸或压缩时,分子间的距离便会发生变化,使分子间的相对位置拉开或靠拢,这样,分子间的引力与斥力就不会平衡,出现相吸或相斥的倾向,而这些分子间的吸引或排斥的总效果,就是宏观上观察到的弹力。如果外力太大,分子间的距离被拉开得太多,分子就会滑进另一个稳定的位置,即使外力除去后,也不能再回到复原位,就会保留永久的变形。这便是弹力的本质。

判定方法

利用弹力的条件进行判定

微小形变的弹力可以用假设法判定:假设与它接触的物体不存在,判断物体的运动状态是否会发生改变。

假设与它接触的物体不存在,判断物体的运动状态是否会发生改变。

运动状态改变,说明物体受到弹力作用;运动状态不改变,说明物体不受弹力作用。[2]

常见的几种弹力

1、压力与支持力(FN):方向与接触面垂直而指向受力物,与施力物形变的方向相反。

2、绳子的拉力(FT):方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向。

绳子内部的张力:同一段轻绳其内部张力处处相等,对于理想轻绳,绳子内部张力等于绳子每一端受到的拉力。

3、杆的弹力:

带轴杆:可拉可撑,力的方向与杆共线。

固定杆:可拉可撑,力的方向可沿任意方向。

4、弹簧的弹力:

对于理想轻弹簧:可拉可撑,力的方向与弹簧共线。

大小满足胡克定律:F=kx

K—劲度系数,大小与弹簧的性质有关。

X—形变量(伸长量或者压缩量)大小等于弹簧原长与受力后新长度差值的绝对值。[3]

相关视频

好玩的弹力

參考來源

  1. 弹力是怎么定义的?,快资讯网,2019-10-24
  2. 高中物理八大性质力—弹力,学科网,2019-11-05
  3. 高中物理八大性质力—弹力,学科网,2019-11-05