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彈力

(科學名詞)

鎖定
亦稱“彈性力”。物體受外力作用發生形變後,若撤去外力,物體能恢復原來形狀的力,叫作“彈力”。它的方向跟使物體產生形變的外力的方向相反。因物體的形變有多種多樣,所以產生的彈力也有各種不同的形式。例如,一重物放在塑料板上,被壓彎的塑料要恢復原狀,產生向上的彈力,這就是它對重物的支持力。將一物體掛在彈簧上,物體把彈簧拉長,被拉長的彈簧要恢復原狀,產生向上的彈力,這就是它對物體的拉力。不僅塑料、彈簧等能夠發生形變,任何物體都能夠發生形變,不發生形變的物體是不存在的。不過有的形變比較明顯,能直接見到;有的形變相當微小,必須用儀器才能覺察出來。
中文名
彈力
外文名
elastic force
表達式
F=-kx
應用學科
物理學
符    號
F
單    位
N(牛頓)

彈力詞語信息

【名稱】:彈力
【拼音】:tán lì
【英文】:elastic force [1] 

彈力基本解釋

彈力
(1) [elastic force;resilence]:彈性體形變產生的
(2) [life]:物質的彈跳性或彈性
弓的彈力
(3) [stretch]:延伸的能力;彈性
彈力或粘性不受損失
彈力尼龍
(4) [spring]:彈跳之力

彈力詳細解釋

(1).彈射之力。
唐段成式《酉陽雜俎·詭習》:“張芬曾為 韋南康親隨行軍,曲藝過人,力舉七尺碑,定雙輪水磑;常於 福感寺 趯鞠,高及半塔,彈力五斗。”
(2).彈跳之力。
老舍駱駝祥子》二二:“跑完一趟,他覺得身上輕了許多,腿又有了那種彈力,還想再跑。”
(3).物體發生形變時所產生的使物體恢復原狀的作用力。
胡也頻《到莫斯科去》:“在有彈力的、繡着金線的印度緞的沙發上,各人舒服地坐着、躺着。”

彈力彈力的意義

彈力彈力定義

圖示 圖示
物體在力的作用下發生的形狀或體積改變叫做形變。在外力停止作用後,能夠恢復原狀的形變叫做彈性形變。發生形變的物體,由於要恢復原狀,要對跟它接觸的物體產生力的作用。這種作用叫彈力。即,在彈性限度範圍之內,物體對使物體發生形變的施力物產生的力叫彈力。
日常生活中觀察到的相互作用,無論是推、拉、提、舉,還是牽引列車、鍛打工件、擊球、彎弓射箭等,都是在物體與物體接觸時才會發生的,這種相互作用可稱為接觸力。接觸力按其性質可歸納為彈力和摩擦力,它們本質上都是由電磁力引起的。
彈力是接觸力,彈力只能存在於物體的相互接觸處,但相互接觸的物體之間,並不一定有彈力的作用。因為彈力的產生不僅要接觸,還要有相互作用。
彈力產生在直接接觸而發生彈性形變的物體之間。通常所説的壓力、支持力、拉力都是彈力。彈力的方向總是與物體形變的方向相反。壓力或支持力的方向總是垂直於支持面而指向被壓或被支持的物體。
通常所説的拉力也是彈力。繩的拉力是繩對所拉物體的彈力,方向總是沿着繩而指向繩收縮的方向。
彈簧發生彈性形變時,在彈性限度內,彈力的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度成正比(或彈簧的伸長和所受拉力成正比),即F=-kx或△F=-k△x)。其中,k稱為彈簧的勁度係數(也作倔強係數彈性係數),在數值上等於彈簧伸長(或縮短)單位長度時的彈力。單位是牛頓每米,符號是N/m。k值與其材料的性質有關。彈簧軟硬之分,指的就是它們的勁度係數不同。而且不同的彈簧的勁度係數一般是不同的。上述表達式中的負號表示彈簧所產生的彈力與其伸長(或壓縮)的方向相反。這個規律是英國科學家胡克發現的,叫做胡克定律 [2] 

彈力產生條件

1.兩物體互相接觸
2.物體發生彈性形變(包括人眼不能觀察到的微小形變)
需要注意的是:任何物體只要發生了彈性形變,就一定會對與它接觸的物體產生彈力。一旦超出彈性形變範圍,就會徹底失去彈力,這種超過了其彈性承受範圍的形變就被稱為“範性形變”。
舉例:木塊A靠在牆壁上,若作用一個推力,在木塊A上,則木塊對牆壁有擠壓,發生形變,此時A與牆壁間有彈力作用。 [2] 

彈力彈力的方向

彈力的方向與物體形變方向相反,具體情況有以下幾種。
①輕繩的彈力方向沿繩指向繩收縮的方向。
②壓力、支持力的方向總跟接觸的面垂直,面與面接觸,點與面接觸,都是垂直於面;點與點的接觸要找兩接觸點的公切面,彈力垂直於這個公切面指向被支持物。
③二力杆件(即只有杆的兩端受力,中間不受力,包杆本身的重力也忽略不計,叫二力杆件),彈力必沿杆的方向。一般杆件,受力較為複雜,應根據具體條件分析。
④杆:彈力方向是任意的,由它所受外力和運動狀態決定。
彈力的大小跟形變的大小的關係。在彈性限度內,形變越大,彈力也越大;形變消失,彈力就隨着消失。對於拉伸形變(或壓縮形變)來説,伸長(或縮短)的長度越大,產生的彈力就越大。對於彎曲形變來説,彎曲的越厲害,產生的彈力就越大。對於扭轉形變來説,扭轉的越厲害,產生的彈力就越大。 [2] 

彈力彈力的本質

彈力的本質是分子間的作用力。當物體被拉伸或壓縮時,分子間的距離便會發生變化,使分子間的相對位置拉開或靠攏,這樣,分子間的引力與斥力就不會平衡,出現相吸或相斥的傾向,而這些分子間的吸引或排斥的總效果,就是宏觀上觀察到的彈力。如果外力太大,分子間的距離被拉開得太多,分子就會滑進另一個穩定的位置,即使外力除去後,也不能再回到復原位,就會保留永久的變形。這便是彈力的本質。 [2] 

彈力彈力的區別

彈力是按照力的性質命名的。而壓力,支持力,拉力則是由力的效果命名的。這是兩個完全不同的概念。因此,彈力和壓力,支持力,拉力之間沒有明確的關係。彈力不一定是壓力,支持力,拉力。
例如,套在同一光滑豎直杆的兩個環形磁鐵,其相同的磁極相對,兩個磁鐵均處於靜止狀態。對上面的磁鐵進行受力分析,磁鐵受本身的豎直向下的重力作用和豎直向上的排斥力作用,二力為一對平衡力。此時,向上的排斥力便作為支持力。此支持力就不是彈力。另外,由牛頓第三定律得,大小等於向上的排斥力,方向向下的磁力也作用於下面的磁鐵上。此時,這個向下的磁力就是上面的磁鐵給它的向下的壓力。這個壓力也不是彈力。
又如,在兩根光滑平行直導軌間,分佈有豎直方向且等距離分佈的方向不同的勻強磁場,導軌上有一個寬度與磁場相同的金屬框。當磁場勻速運動時,線框就會受到安培力作用而運動起來。此時,安培力就是線框運動的合外力,也就是拉力。此拉力也不是彈力。
所以,不能籠統地説,彈力就是壓力,支持力,拉力。要具體情況具體分析。具題目意思來定。 [2] 

彈力彈性形變

物體在受力後會發生形變,若撤去作用力後,該物體能夠恢復原狀,則這種形變叫彈性形變

彈力塑性形變

物體受外力作用而使各點間相對位置的改變,當外力撤消後,物體不能恢復原狀謂之“塑性形變” [2] 
物體在受到足夠大的外力作用時,會發生永久性的形狀改變,即在外力撤去之後其形狀的改變可保存下來,這種性能稱為範性,也稱作塑性
塑性是一種在某種給定載荷下,材料產生永久變形的材料特性,對大多的工程材料來説,當其應力低於比例極限時,應力一應變關係是線性的。另外,大多數材料在其應力低於屈服點時,表現為彈性行為,也就是説,當移走載荷時,其應變也完全消失。塑性好壞可用伸長率δ 和斷面收縮率ψ表示。
參考資料
  • 1.    人民出版社;課程教材研究中心;物理課程教材研究開發中心.八年級物理下冊:人民教育出版社,2012:6
  • 2.    彈力  .江西教師網.2012-05-08[引用日期2013-02-19]