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摘要：高中物理力学是高中生必须掌握的知识，其对力学模型分析及力学问题解决都有着决定性作用。而弹力作为物理力学的一个小分支，直接影响着高中生对物理力学的学习情况。本文对弹力的存在及对其方向做出判断的原理和方法进行简要探析，希望能对学生学习弹力有所帮助。
关键词：弹力；有无；方向
弹力亦称“弹性力”，是高中物理力学的基础受力形式。弹力的定义是当物体受到外力作用时，会发生弹性形变，其中反抗弹性形变作用的力就叫做弹力。当外力作用消失之后，物体因为弹力会恢复原状。简单地说，弹力就是对抗物体产生弹性形变的力，与弹性形变发生力作用相反。
一、判断弹力的存在
对弹力的定义进行分析就能看出，物体之间有相互接触并且在接触面有弹性形变的情况发生是弹力存在的前提。如果物体相互接触了，但是在接触面并没有弹性形变发生，那么自然没有与之对抗的弹力存在。而如果物体之间有弹性形变发生，那么肯定存在着弹力，因为相互接触是产生弹性形变的必要条件[1]。所以在学习过程中，高中生要判断是否产生弹力，不能仅仅依靠物体间是否接触这一现象，更需要确定物体接触面是否发生了弹性形变。这种时候“撤销法”就是很好的弹力存在与否的判断方法。“撤销法”是指将接触物撤销之后，看物体本身所受与其他力是否能达到受力平衡状态。如果与其他力不再需要附加外力作用就能达到受力平衡状态，则不存在弹力。如果与其他力必须要附加外力作用才能达到受力平衡状态，则存在弹力。
二、弹力的方向判断方法
要想对弹力方向做出正确判断，必须依据弹力方向与物体弹性形变方向相反的原则。高中的弹力方向判断，一般就是在轻绳、弹簧、点、平面、球面和轻杆等相互接触的几种情况下。高中生要想快速、正确地判断出弹力方向，需要熟练掌握这些接触情况，明白不同接触情况下的弹力产生原理。接下来本文将简要按照接触方式的不同对弹力方向做出判断。
（1）轻绳、弹簧的弹力方向判断。轻绳和弹簧对物体产生的弹力方向都是与它们自身轴线方向相同的。二者的区别在于，轻绳由于只能伸展，故只能产生拉力。而弹簧由于可以压缩或者拉伸，故而在两种情况下能分别产生压力或者拉力。（2）平面接触平面、点接触平面、平面接触球面的弹力方向判断。在平面接触平面、点接触平面、平面接触球面的情况下，弹力方向都是垂直于接触平面并指向受力物体的。实际上这三种情况都可以看做点接触平面的情况，弹力方向都是必定过接触点而指向受力物体，并且是垂直于接触平面的。区别就在于接触点的判断，平面接触平面的情况下接触点可以是接触面上任意一点，而球面接触平面的接触点则是二者接触的那一点。（3）点接触球面、球面接触球面的弹力方向判断。这两种接触情况下，弹力的方向都是过接触点而指向受力物体，并且和接触面相垂直的。这两种情况下的接触平面不像平面接触那样有一个直观、可见的平面，而是指过接触点并且和球心相垂直的那个平面。而点与球面接触和球面与球面接触可以看作是一种情况，把球面与球面接触中的任一球面看做是与另一球面相接触的点即可。（4）轻杆的弹力方向判断。高中弹力方向判断中，轻杆弹力方向判断是最常见也是最复杂的一种，它的弹力方向判断一般有二力杆件和一般杆件两种情况[3]。轻杆在高中物理力学分析中其自身是不计质量的，所以二力杆件是指轻杆忽略自身重力的情况，只在两端受力的杆件，二力杆件的弹力方向和轻杆自身方向是一致的。一般杆件中的自由转动轻杆是指轻杆的一端能够进行自由转动，那么在轻杆满足受力平衡条件的时候，其另一端的弹力方向肯定是沿杆的方向。见例1。
例1：XY轻杆如图1所示，其中X端链接在墙壁上，可自由转动。轻绳XY拉着轻杆Y端，并吊着一个物体。请问轻杆Y端的弹力是朝哪个方向？
分析判斷：从图中可以看出，在X端可以自由转动的情况下处于受力平衡状态，那么轻绳YZ对轻杆Y端的弹力方向肯定是沿着轻杆方向的，不然轻杆无法满足受力平衡条件，从而会发生转动。与之相反的，轻杆在Y端的弹力肯定也是和轻杆方向一致并且和轻绳的弹力方向相反。一般轻杆的受力情况还有：轻杆一端被固定不能自由转动，这种情况下当轻杆满足受力平衡条件时，需要依据力学模型判断出轻杆另一端的弹力方向。见例2。
例2：轻杆XY如图2所示，其中X端被固定在墙上无法转动，Y端固定着一个球体。当轻杆达到受力平衡状态时，请问轻杆对小球的弹力朝哪个方向？
分析判断：由图2可知，Y端所受小球弹力可能朝任意方向，这时小球肯定是处于受力平衡状态。进行力学分析可知，小球自身重力与轻杆对它的弹力相平衡，那么轻杆对小球弹力方向应当和重力方向相反，即竖直向上。
三、结束语
弹力存在及其方向判断并没有想象中那么难，只要学生掌握好其中的基础知识点，熟记弹力存在条件，了解弹力方向判断的各种情况，那么是能对弹力方向做出正确判断的。本文对弹力存在及其方向的判断做出了简要分析，对高中生的弹力判断学习能起到一定帮助。
（作者单位：长沙市长郡中学）
参考文献
[1]吴明立.弹力方向的确定方法[J].中学生数理化：高一版，2012，（09）：31-31.
关键词：弹力；有无；方向
弹力亦称“弹性力”，是高中物理力学的基础受力形式。弹力的定义是当物体受到外力作用时，会发生弹性形变，其中反抗弹性形变作用的力就叫做弹力。当外力作用消失之后，物体因为弹力会恢复原状。简单地说，弹力就是对抗物体产生弹性形变的力，与弹性形变发生力作用相反。
一、判断弹力的存在
对弹力的定义进行分析就能看出，物体之间有相互接触并且在接触面有弹性形变的情况发生是弹力存在的前提。如果物体相互接触了，但是在接触面并没有弹性形变发生，那么自然没有与之对抗的弹力存在。而如果物体之间有弹性形变发生，那么肯定存在着弹力，因为相互接触是产生弹性形变的必要条件[1]。所以在学习过程中，高中生要判断是否产生弹力，不能仅仅依靠物体间是否接触这一现象，更需要确定物体接触面是否发生了弹性形变。这种时候“撤销法”就是很好的弹力存在与否的判断方法。“撤销法”是指将接触物撤销之后，看物体本身所受与其他力是否能达到受力平衡状态。如果与其他力不再需要附加外力作用就能达到受力平衡状态，则不存在弹力。如果与其他力必须要附加外力作用才能达到受力平衡状态，则存在弹力。
二、弹力的方向判断方法
要想对弹力方向做出正确判断，必须依据弹力方向与物体弹性形变方向相反的原则。高中的弹力方向判断，一般就是在轻绳、弹簧、点、平面、球面和轻杆等相互接触的几种情况下。高中生要想快速、正确地判断出弹力方向，需要熟练掌握这些接触情况，明白不同接触情况下的弹力产生原理。接下来本文将简要按照接触方式的不同对弹力方向做出判断。
（1）轻绳、弹簧的弹力方向判断。轻绳和弹簧对物体产生的弹力方向都是与它们自身轴线方向相同的。二者的区别在于，轻绳由于只能伸展，故只能产生拉力。而弹簧由于可以压缩或者拉伸，故而在两种情况下能分别产生压力或者拉力。（2）平面接触平面、点接触平面、平面接触球面的弹力方向判断。在平面接触平面、点接触平面、平面接触球面的情况下，弹力方向都是垂直于接触平面并指向受力物体的。实际上这三种情况都可以看做点接触平面的情况，弹力方向都是必定过接触点而指向受力物体，并且是垂直于接触平面的。区别就在于接触点的判断，平面接触平面的情况下接触点可以是接触面上任意一点，而球面接触平面的接触点则是二者接触的那一点。（3）点接触球面、球面接触球面的弹力方向判断。这两种接触情况下，弹力的方向都是过接触点而指向受力物体，并且和接触面相垂直的。这两种情况下的接触平面不像平面接触那样有一个直观、可见的平面，而是指过接触点并且和球心相垂直的那个平面。而点与球面接触和球面与球面接触可以看作是一种情况，把球面与球面接触中的任一球面看做是与另一球面相接触的点即可。（4）轻杆的弹力方向判断。高中弹力方向判断中，轻杆弹力方向判断是最常见也是最复杂的一种，它的弹力方向判断一般有二力杆件和一般杆件两种情况[3]。轻杆在高中物理力学分析中其自身是不计质量的，所以二力杆件是指轻杆忽略自身重力的情况，只在两端受力的杆件，二力杆件的弹力方向和轻杆自身方向是一致的。一般杆件中的自由转动轻杆是指轻杆的一端能够进行自由转动，那么在轻杆满足受力平衡条件的时候，其另一端的弹力方向肯定是沿杆的方向。见例1。
例1：XY轻杆如图1所示，其中X端链接在墙壁上，可自由转动。轻绳XY拉着轻杆Y端，并吊着一个物体。请问轻杆Y端的弹力是朝哪个方向？
分析判斷：从图中可以看出，在X端可以自由转动的情况下处于受力平衡状态，那么轻绳YZ对轻杆Y端的弹力方向肯定是沿着轻杆方向的，不然轻杆无法满足受力平衡条件，从而会发生转动。与之相反的，轻杆在Y端的弹力肯定也是和轻杆方向一致并且和轻绳的弹力方向相反。一般轻杆的受力情况还有：轻杆一端被固定不能自由转动，这种情况下当轻杆满足受力平衡条件时，需要依据力学模型判断出轻杆另一端的弹力方向。见例2。
例2：轻杆XY如图2所示，其中X端被固定在墙上无法转动，Y端固定着一个球体。当轻杆达到受力平衡状态时，请问轻杆对小球的弹力朝哪个方向？
分析判断：由图2可知，Y端所受小球弹力可能朝任意方向，这时小球肯定是处于受力平衡状态。进行力学分析可知，小球自身重力与轻杆对它的弹力相平衡，那么轻杆对小球弹力方向应当和重力方向相反，即竖直向上。
三、结束语
弹力存在及其方向判断并没有想象中那么难，只要学生掌握好其中的基础知识点，熟记弹力存在条件，了解弹力方向判断的各种情况，那么是能对弹力方向做出正确判断的。本文对弹力存在及其方向的判断做出了简要分析，对高中生的弹力判断学习能起到一定帮助。
（作者单位：长沙市长郡中学）
参考文献
[1]吴明立.弹力方向的确定方法[J].中学生数理化：高一版，2012，（09）：31-31.