高中物理:弹力的方向怎么判断?弹力方向的判定方法
弹力是力学中三种重要的性质力之一,很多物体往往受弹力作用。受力分析时弹力方向的确定是学习的一个难点。下面就如何确定弹力的方向做一简要介绍,供参考。
1、根据物体形变的方向判定。
物体受到的弹力的方向与施力物体的形变方向相反。
例1、如图1所示,分析物块所受弹簧弹力F的方向。
图1
解析:弹簧在物块重力作用下竖直向下被拉长(形变方向竖直向下),则木块(受力物体)所受弹簧(施力物体)的弹力F方向竖直向上(与弹簧形变的方向相反)。
2、根据使物体发生形变的外力方向判定。
弹力的方向与作用在施力物体上,使物体发生形变的外力方向相反。
例2、如图1所示,分析物块所受弹簧弹力的方向。
解析:使弹簧发生形变的外力是物块的重力G(方向竖直向下),则物块受到的弹簧的弹力F的方向与物块所受重力G的方向相反,即竖直向上。
3、根据物体的运动情况,利用物体的平衡条件(或动力学规律)判定。
例3. 如图2所示,一轻质杆架固定在水平地面上,一端固定一重力为G的球,并处于平衡状态。分析球受到的杆的拉力。
图2
解析:对球受力分析知球受到竖直向下的重力,因球处于平衡状态,由二力平衡条件知,球必定受到斜杆对它的竖直向上的弹力。
4、判定弹力方向时常见的几种典型情况:
(1)轻质弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线相重合,指向弹簧恢复原状的方向。
(2)轻绳对物体的弹力(即绳对物体的拉力)方向,总是沿着绳指向绳收缩的方向。
(3)轻质杆对物体的拉力或支持力的方向,不一定沿着杆的方向。
注:例3就能说明这个问题。
(4)面与面接触的弹力方向,垂直于接触面指向受力物体。如图3所示。
图3
(5)点与面接触的弹力方向,过接触点垂直于接触面(或接触面的切线),指向受力物体。如图4甲、乙所示。
图4
(6)球与面接触的弹力方向,过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上),而指向受力物体。如图5所示。
图5
(7)球与球相接触的弹力方向,垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上),而指向受力物体。如图6所示。
图6