關(guān)于彈力方向的判斷（經(jīng)驗(yàn)技巧）

1、關(guān)于彈力方向的判斷陜西洛南縣職教中心 雷 郵編 726100高中學(xué)生在學(xué)習(xí)彈力時(shí)，對(duì)彈力產(chǎn)生的條件很容易理解，對(duì)形變明顯時(shí)彈力的方向的判斷也容易掌握，但對(duì)形變不明顯時(shí)相互接觸的物體之間是否有彈力以及彈力的方向如何，普遍感到有困難。對(duì)此問(wèn)題，通過(guò)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我總結(jié)出如下解決方法，供大家借鑒。一 形變明顯時(shí)可由形變直接判斷形變明顯時(shí)彈力方向的判斷方法,可以概括為四句話：面面接觸垂直面；點(diǎn)面接觸垂直面；點(diǎn)線接觸垂直線；彈簧(繩的)彈力向恢復(fù)。如下圖：F2。F1F2F1二 對(duì)于形變不明顯時(shí)通常用以下三種方法來(lái)判斷：1 “假設(shè)法”分析物體間的彈力也就是說(shuō)，假設(shè)研究對(duì)象的約束物（與之接觸的物體）不存在

2、，看其是否發(fā)生形狀變化或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化。若變化則有彈力，否則沒(méi)有。去掉約束物后，若研究對(duì)象側(cè)向約束物一邊，則兩者之間是擠壓的彈力，其方向與接觸面垂直，且指向研究對(duì)象內(nèi)部；若研究對(duì)象側(cè)向遠(yuǎn)離約束物一邊，則兩者之間可能產(chǎn)生拉伸的彈力，倘若僅是細(xì)繩連接，其方向必定沿繩而指向各自的外部。如下圖，甲圖中，若將約束物B去掉，A不動(dòng)；而將約束物C去掉后，A要向C運(yùn)動(dòng)。所以B對(duì)A無(wú)彈力，C對(duì)A有彈力，且為擠壓的彈力，其方向垂直于接觸面指向A內(nèi)部。乙圖中，將斜面去掉，小球不動(dòng)；丙圖中，斜面去掉后，小球?qū)[動(dòng)。所以乙圖中斜面對(duì)小球無(wú)彈力，丙圖中斜面對(duì)小球有彈力，其方向垂直于斜面向上。另外乙圖、丙圖中細(xì)繩對(duì)小球有拉伸

3、的彈力，方向沿繩而指向繩收縮的方向(指向小球的外部)。B AA甲乙丙C A 2 根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析彈力若物體處于平衡狀態(tài)，則由平衡條件來(lái)確定。若為非平衡狀態(tài)，則由牛頓第二定律列方程或方程組求解確定。下面舉例說(shuō)明：如圖，小車(chē)上固定著一根彎成角的曲桿，桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，試分析下列情況中桿對(duì)球的彈力的大小和方向？ 小車(chē)靜止；小車(chē)以加速度a水平向右運(yùn)動(dòng)。分析： 接觸面間的彈力方向一定垂直于接觸面，但固定在桿上的物體受到的彈力大小和方向都是可變的，其方向可能沿桿，也可能不沿桿，故需利用平衡條件或牛頓第二定律分析。小車(chē)靜止時(shí)，受力平衡，即彈力和重力平衡，彈力方向豎直向上，大小等于mg。

4、 選小車(chē)為研究對(duì)象，小車(chē)以加速度a向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球所受合力也一定向右，即重力和彈力的合力一定向右。而重力的方向是向下的，那么彈力的方向只能向右上方，才能保證合力向右。豎直方向受力平衡，如下圖，由牛頓第二定律得：mgF Fsin=ma Fcos=mg解得： F=m(g2+a2)1/2 tan =a/g由此可見(jiàn)，桿的彈力方向F不一定沿著桿。若tan=tan=a/g即a=gtan時(shí)，F(xiàn)才沿著桿。由tan =a/g可知，的大小由加速度a的大小決定，也就是說(shuō)，a大小不同，F(xiàn)的方向就會(huì)不同。同時(shí)a的方向也會(huì)影響彈力F的方向。比如小車(chē)向右減速時(shí)，a的方向向左，合外力的方向向左，則彈力F的方向應(yīng)該向左上方。也

5、就是說(shuō)，彈力F的方向由a的大小和方向決定。3 “替換法”分析物體間的彈力用細(xì)繩替換裝置中的桿，看能否維持原來(lái)的力學(xué)狀態(tài)。如果能維持，則說(shuō)明這個(gè)桿提供的是拉力，否則提供的是支持力。如下圖，分析甲圖中裝置AB、AC桿對(duì)A的彈力方向時(shí)，將AB、AC用細(xì)繩代替。代替AB后，裝置狀態(tài)不變，說(shuō)明AB對(duì)A施加的是拉力；替換AC后，原狀態(tài)不能維持，說(shuō)明AC對(duì)A施加的是支持力。如圖乙所示。ABCFACFAB甲乙以上所所說(shuō)的彈力方向的判斷方法也不是彼此孤立的，遇到具體問(wèn)題，要靈活、交叉運(yùn)用。有時(shí)候，隨著物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，彼此接觸的物體間的彈力也在變化，所以在上邊所談方法的基礎(chǔ)上，具體問(wèn)題具體分析，這樣才能達(dá)到融會(huì)貫通、舉一反三的境界。附：關(guān)鍵詞：彈力方向 判斷 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)內(nèi)容摘要：對(duì)于彈力方向的判斷，形變明顯時(shí)，可由形變直接判斷。形變不明顯時(shí)，有三種方法可以判斷彈力的方向： “假設(shè)法”； “替換法”； 根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判斷。本文通過(guò)圖示、舉例、分析、總結(jié)的方法對(duì)上述方法進(jìn)行