弹力和弹性的区别
弹力是初中物理力学的一个重要概念,在学习这部分内容时,不仅要求学生知道弹力的性质,会判断弹力的方向,还要求学生能够计算弹力的大小。经常遇到有同学会混淆弹力和弹性两个概念,这两个概念有什么区别吗?
弹力和弹性的区别
弹性是物体的一种特性;弹力是属于力的一种。
弹力的定义:
物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫做形变。在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫做弹性形变。发生弹性形变的物体,会对跟它接触且阻碍它恢复原来形状的物体产生力的作用,这种力叫弹力。即,在弹性限度范围之内,物体对使物体发生形变的施力物产生的力叫弹力。
弹力的计算公式:
弹力公式是F=-kx。
弹力,顾名思义,是压缩或者拉伸弹簧时受到的力,它由胡克定律描述。如果弹簧的弹性系数为k,弹簧被压缩或拉伸了x的长度,那它受到的弹力F可以表示为:F=-kx。
弹力大小的计算公式:F=kx,k称为弹簧的劲度系数(也作倔强系数或弹性系数),在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。单位是牛顿每米,符号是N/m。
k值与其材料的性质有关,弹簧软硬之分,指的就是它们的劲度系数不同。而且不同的弹簧的劲度系数一般是不同的。上述表达式中的负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。
弹性的定义:
在物理学上,弹性是指物体在外力作用下发生形变,当外力撤消后能恢复原来大小和形状的性质。在固体力学中弹性是指:当应力被移除后,材料恢复到变形前的状态。物体所受的外力在一定的限度以内,外力撤消后物体能够恢复原来的大小和形状;在限度以外,外力撤消后不能恢复原状,这个限度叫弹性限度(见弹性体的拉伸压缩形变)。同一物体的弹性限度不是固定不变的,它随温度升高而减小。线性弹性材料的形变与外加的载荷成正比。
有关弹力的例题:
1、在弹性限度内,弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比,即F=kx,其中F为弹力大小,x为伸长量,k为弹簧的劲度系数。已知某弹簧劲度系数为100N/m,原始长度为10cm,则在弹力为5N时,弹簧长度可能为()
A、10cm
B、15cm
C、20cm
D、25cm
2、几位同学用同一弹簧拉力器测臂力,结果每个人都能把双臂伸直。关于他们对拉力器的拉力,下列说法中正确的是()
A、几位同学的拉力一样大
B、双臂长的同学拉力大
C、臂力大的同学拉力大
D、强壮的同学拉力大
3、小星和小华分别购买了两只不同品牌的乒乓球,为了比较两只乒乓球的弹性大小,他们设计了几种方案,你认为能够解决这个问题的最好方案是()
A、把两球向墙掷去,比较它们反弹后离墙的距离
B、让两球置于乒乓桌面上方同一高度自由落下,比较它们反弹的高度
C、用乒乓球拍分别击打两球,比较两球飞出去的距离
D、用手捏乒乓球,比较它们的硬度