定义 物体因发生弹性形变而产生的,试图恢复原状并作用于使其形变物体的力。
从哪来 建立在“2.1 重力与万有引力”之上。理解重力是地球对物体的万有引力,从而区分“施力物体是地球”的重力与“施力物体是接触面”的弹力,明确二者性质不同但常共存。
为什么 从微观角度看,固体由分子(或原子)通过化学键连接。当物体受外力发生形变时,分子间距偏离平衡位置 $r_0$。若间距变大,分子间表现为引力;若间距变小,表现为斥力。宏观上,这种微观分子间相互作用力的合力,就是试图让物体恢复原状的弹力。因此,弹力本质是电磁相互作用,其方向总是阻碍相对形变,指向恢复原状的方向。
讲法
适合:形象思维强、喜欢动手实验的学生
讲法:橡皮筋拉伸实验
1. 让学生拉伸橡皮筋,感受手受到的拉力。
2. 问:这个力是谁给的?(橡皮筋)
3. 问:橡皮筋为什么给手力?(因为它被拉长了,想缩回去)
4. 总结:只要物体发生弹性形变,就会对接触它的物体产生一个“反抗”形变的力,这就是弹力。强调“形变”是产生弹力的前提,“恢复原状”是弹力的方向。
讲法
适合:逻辑推理能力强、喜欢抽象概念的学生
讲法:力的相互作用与施力物体辨析
1. 回顾牛顿第三定律:力是物体间的相互作用。
2. 分析“书放在桌上”:书受重力(施力者:地球),书受支持力(施力者:桌子)。
3. 追问:桌子的支持力从哪来?桌子被书压得发生了微小形变(虽然肉眼不可见),桌子要恢复原状,所以向上推书。
4. 结论:弹力是接触力,源于施力物体的弹性形变。区分重力(非接触、源于质量)和弹力(接触、源于形变)。
讲法
适合:空间想象力好、喜欢几何分析的学生
讲法:几何法判断弹力方向
1. 强调弹力方向总是垂直于接触面(或沿轴线)。
2. 演示:
- 平面与平面接触:弹力垂直于平面。
- 球与平面接触:弹力过球心,垂直于平面。
- 球与球接触:弹力沿两球心连线。
- 杆与面接触:弹力垂直于面。
3. 核心口诀:“面点垂,球心连,绳杆沿轴”。通过几何关系直接确定力的方向,避免凭感觉画错。