三、弹力

被拉长或压缩的弹簧对跟它接触的小车发生力的作用,可以使小车运动起来(图1-5)。被弯曲的细木棍或细竹竿对跟它接触的圆木发生力的作用,可以把圆木推开(图1-6)。物体的伸长、缩短、弯曲等等,总之物体的形状或体积的改变,叫做形变。上面的例子说明,发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力

图1-5
图 1-5

地球对物体产生重力,并不需要地球和物体直接接触。弹力则不同,它只有在物体直接接触并产生形变的时候才能产生。把一本书放在泡沫塑料上(图1-7),书把泡沫塑料压弯。被压弯的泡沫塑料要恢复原状,产生向上的弹力,这就是它对书的支持力。

图1-6
图 1-6
图1-7
图 1-7

把一个物体挂在弹簧上,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。 不仅泡沫塑料、弹簧等能够发生形变,任何物体都能够发生形变,不能发生形变的物体是不存在的。不过有的形变比较明显,直接可以看得见;有的形变极其微小,要用仪器才能显示出来。把书放在桌面上,书压桌面,使桌面和书都发生极其微小的形变。发生形变的书要恢复原状,对桌面产生向下的弹力,这就是书对桌面的压力。发生形变的桌面要恢复原状,产生向上的弹力,这就是桌面对书的支持力。凡是支持物对物体的支持力,都是支持物因为发生形变而对物体产生的弹力;支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体(图1-8)。把电灯挂在电线上,电灯拉紧电线,使电灯和电线都发生极其微小的形变,发生形变的电灯要恢复原状,对电线产生向下的弹力,这就是电灯对电线的拉力,发生形变的电线要恢复原状,产生向上的弹力,这就是电线对电灯的拉力。凡是一根线(或绳)对物体的拉力,都是这根线(或绳)因为发生形变而对物体产生的弹力;拉力的方向总是指向线收缩的方向(图1-9)。

图1-8
图 1-8
图1-9
图 1-9

阅读材料:显示微小形变的装置

图1-10是一种显示微小形变的装置,它可以把微小形变“放大”到可以直接看出来。在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光线依次被这两面镜子反射,最后射到一个刻度尺上,形成一个光点。只要用力压桌面,镜子就要向箭头所示的方向倾斜。由于两面镜子之间的距离较大,光点就会在刻度尺上有明显的移动,而把桌面的形变显示出来。

图1-10
图 1-10 显示微小形变的装置

这个实验并不难做,希望同学们在教师指导下做一做,用手压一下桌面,或者在桌面上放一个物体,看看光点是否发生明显的移动。这个实验可以使你看到放在桌面上的一本书确实会使桌面发生形变。

在物理学实验中常常需要把微小的效应“放大”而显示出来。在今后的学习中,希望同学们注意这一类实验的设计。

练习一

(1)举出几个实例来说明力是物体对物体的作用。

(2)放在水平面上的物体(图1-8甲)受到几个力的作用?各是什么物体对它的作用,是哪种力?画出物体受力的示意图。

(3)用一根绳子把小球挂在天花板上(图1-9甲),小球受到几个力的作用?各是什么物体对它的作用,是哪种力?画出小球受力的示意图。

(4)用两根绳子把物体挂在天花板上(图1-9乙),这个物体受到几个力的作用?各是什么物体对它的作用,是哪种力?画出物体受力的示意图。

(5)找一个薄板状的物体,用书中所讲的悬挂方法求出这个物体的重心。

(6)放在水平桌面上的两个小球,它们靠在一起但不互相挤压,它们之间有弹力作用吗?为什么?

(7)用下面的简单装置也可以显示微小形变。找一个大玻璃瓶,装满水,塞上中间插有细管的瓶塞。用手按压玻璃瓶,细管中的水面就上升;松开手,水面又降回原处,这说明玻璃瓶受到按压时发生弹性形变。实际做一下这个实验。

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发布时间:2015/6/16 下午1:46:33  阅读次数:1304

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