北 京 四 中
责 编：郭金娟
弹力 胡克定律
基本知识：
一、形变
1.形变：物体在外力作用下发生形状和体积的变化叫做形变。如吹胀气球，有的微小，有的可观察。
2.弹性形变：撤去外力后，物体能够完全恢复原状的形变叫做弹性形变。
如果形变过大，超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度。
二、弹力
1.弹力：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。例如物体受到拉力或压力等作用时要发生形状的改变，因此物体就有恢复形变的趋势，于是产生了弹力。
弹力作用在使它发生形变的物体上，方向与物体间接触面垂直。例如，杂技演员走钢丝，人站在钢丝上，钢丝发生形变从而产生弹力，对该弹力来说，施力物体是钢丝，受力物体是人。
2.产生条件：接触、发生形变
3.方向：弹力的方向垂直于支持面并和形变的方向相反。
如人站在木板上，木板形变产生弹力，弹力垂直于木板，作用在人上；灯把电线拉紧，OA、OB产生弹力，作用在灯上O点。弹力指向电线收缩的方向，即T1、T2的方向。
压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向垂直于支持面而指
向被支持的物体。绳的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
总之，弹力作用在使之发生形变的物体上，方向与接触面垂直（点接触时，垂直于过接触点的切面）指向物体恢复形变的方向。
三、胡克定律
① 弹簧受到外力作用发生弹性形变，从而产生弹力。在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。即
F= kx
② 劲度系数k的意义是弹簧每伸长（或缩短）单位长度产生的弹力，其单位为N/m。它的大小由制作弹簧的材料、弹簧的长短和弹簧丝的粗细决定。
x则是指形变量，应为形变（包括拉伸形变和压缩形变）后弹簧的长度与弹簧原长的差值。
③ 胡克定律在弹簧的弹性限度内适用。
例题分析：
例1、沿竖直墙面自由下滑的物体，只是跟墙面接触，并没有发生挤压，物体和墙都没有发生形变，所以墙对物体没有支持力的作用。（如下左图）
例2、静止在斜面上的物体，斜面对物体的支持力垂直斜面向上。（如下右图）
例3、筷子放在半球形的碗里，分析筷子受到的弹力（如图所示）
说明：
其中O点为圆心。
例4、分析光滑球受到的弹力。
例5、画出以下各物体A受到的弹力并指出施力物体。
施力物体：斜面 施力物体：球和地面 施力物体：水平地面
例6、一根弹簧原长为10cm，下端挂一个40N的重物,平衡时其长度为12cm。那么当弹簧受到多大的拉力时，它的长度为13cm？
解答：
设所受拉力为F2
∵物体平衡 ∴弹簧的弹力F1和重物重力G大小的关系为F1=G
∴ F1=kx1=k(l1 - l0)=G
F2=kx2=k（l2 - l0）
两式相除
F2=60N
练习题：
1．（1）_______________叫做弹力，弹力产生的条件是__________,弹力的大小与____________有关，方向指向______________。
（2）研究弹簧弹力大小的胡克定律的内容是_________________.它的数学表达式为____________________。
2．有一条弹簧原长10cm，挂上重20N的砝码时长11cm，当弹簧长13cm时，弹簧受到的拉力是多大？
3．某弹簧的劲度系数k=5×103N/m，当它伸长2.5cm时，产生的弹力是多大？
在受到100N的拉力作用时，它要伸长多少？
4．某弹簧原长10cm，作用力是10N时长12cm，求这弹簧的劲度系数。
5．有一条弹簧的劲度系数是50N/m，要使它伸长4cm，需要加多大的作用力？当拉力是8N时，弹簧伸长多少？要使弹簧伸长30cm，需要加多大的拉力？
参考答案：
1．
（1）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的力的作用、接触并发生形变、形变大小、与形变方向相反
（2）弹簧弹力的大小跟弹簧弹性形变成正比，F=kx.
2．60N，
3．125N； 2cm
4．5N/cm
5．2N； 16cm； 15N.