一、根据平衡法分析求解弹力
1.如果一个物体受两个力的作用而处于平衡状态(静止或匀速直线运动),这两个力即为一对平衡力。
(1)根据一对平衡力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、同一直线上即可求解某些情况下的力的问题。
(2)需要注意的是必须正确分析弹力的方向。常见的有:
【随堂】如图所示,倾角为30°、重为80 N的斜面体静止在水平上.一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上,杆的另一端定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是 ( )
A.斜面有向左运动的趋势
B.地面对斜面的支持力为80 N
C.球对弹性轻杆的作用力为2 N,方向竖直向下
D.弹性轻杆对小球的作用力为2 N,方向垂直斜面向上
二、弹簧的弹力可根据胡克定律计算
1.胡克定律内容:在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx。
(1)胡克定律的成立是有条件的,就是弹簧发生形变时,必须在弹性限度内。如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。
(2) F=kx中的x是弹簧的形变量,是弹簧伸长(或缩短) 的长度,而不是弹簧的的原长,也不是弹簧形变后的长度。
(3)表达式中k为弹簧的劲度系数,单位为牛顿每米,符号是N/m,劲度系数是表示弹簧“软”、“硬”程度的物理量,大小由弹簧本身的性质决定,与弹力大小无关。
(3)其F-x图像为一条经过原点的倾斜直线,图像斜率表示弹簧的劲度系数。同一根弹簧,劲度系数不变。
(4)一个有用的推论:ΔF=kΔx。
【随堂】如图所示,是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图: