高中物理必修一“弹力”认识中的两点误区及矫正

蒋鹏娟

摘 要： 本文对弹力的产生：在物体发生形变的过程中，不管是发生弹性形变还是非弹性形变，物体都有恢复原状的趋势，会对与之接触的使其发生形变的物体产生弹力的作用；并对支持力和压力是否属于弹力的问题作了分析。

关键词：弹力 弹性形变 非弹性形变 支持力 压力

“弹力”这个名词对于每个人来说并不陌生，生活中常常遇到与弹力相关的现象，比如在练臂力时拉弹簧，在家休息坐沙发等这些细小的活动中都有弹力的存在。在普通高中课程标准试验教科书《物理》必修一的第三章弹力这节的教学过程中，我从学生反馈的信息中发现学生对于弹力的相关知识在一些方面还是存在疑问。下面我针对学生的问题提出个人的观点。

一、有关弹力是只有弹性形变产生，还是所有形变都产生的问题。

力的作用效果之一是使受力物体发生形变，且与此同时也产生了弹力。因此弹力的产生与形变有直接关系，人教版《物理》必修一的课本中对弹力的定义是“发生形變的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力”。问题就在这里的形变上，根据物体受力后撤去作用力物体能否恢复原状，可以将形变分为弹性形变和非弹性形变。而非弹性形变又可以分为不完全弹性形变和塑形形变。有些学生提出只有发生弹性形变的物体才会产生弹力，甚至在许多参考书中也给出了产生弹力的条件：一是相互接触，二是发生弹性形变。那么，究竟非弹性形变有没有弹力产生呢？我们以捏橡皮泥为例来分析：捏橡皮泥时，橡皮泥发生塑形形变，撤去外力后，不能恢复形状，此时变形了的橡皮泥不会对与之接触的手掌产生弹力。这样分析似乎非弹性形变的确没有产生弹力。但是在手捏橡皮泥的过程中，手发生弹性形变，势必对与之接触的橡皮泥在捏的全程中都有弹力作用，由于力的作用是相互的，推出该过程中，橡皮泥对手有等大反向的弹力产生。由此可知非弹性形变的过程中也有弹力产生。只不过，发生弹性形变的物体，在发生弹性形变的过程中和发生弹性形变撤去作用力之后，都会对与之接触使其发生弹性形变的物体产生弹力作用（比如弹簧的拉伸）；而发生非弹性形变的物体，如果是不完全弹性形变，它在发生形变的过程中和在撤去外力之后恢复部分形状的过程中，对接触使其发生形变的物体有弹力作用（比如揉面的过程），如果是塑性形变，它只是在发生塑性形变的过程中对与之接触使其发生塑性形变的物体产生弹力作用（比如捏泥人）。

再从产生弹力的微观本质来看：弹力是当物体发生形变时，构成物体的分子偏离了原来的平衡位置，物体内正负电荷的分布发生了畸变，使分子间出现了引力或斥力占优的情况，从而产生了弹力，也就是说，只要物体发生了形变并且有要恢复形变的趋势就会有弹力，与外力撤除后能否完全恢复到原来的形状无关，即发生的形变并非一定是弹性形变。

因此，综上所述，我认为：在物体发生形变的过程中，不管是发生弹性形变还是非弹性形变，物体都有恢复原状的趋势，会对与之接触的使其发生形变的物体产生弹力的作用。

我在此对形变有这样的一个猜想：所有的形变，都有一个弹性限度，塑性形变的弹性限度值无限接近于零甚至可能为零，不完全弹性形变的弹性限度值较小，而弹性形变的弹性限度值较大。这样，我们可以通过弹性限度值的范围对形变进行分类。当然，这只是我个人的一个猜想，正确与否，还有待实验和科学的证实。

二、有关支持力和压力就是弹力的问题。

一直以来，讲解弹力这节课，老师多以放在桌面上的课本与桌子之间的支持力和压力为例，以此给学生介绍弹力，分析弹力的方向，以至于学生普遍认为支持力、压力这两个效果力就是弹力。但是，真的所有的支持力和压力都属于弹力吗？从生活中找寻实例：套在同一光滑竖直杆的两个环形磁铁，其相同的磁极相对，两个磁铁均处于静止状态。对上面的磁铁进行受力分析，磁铁受本身的竖直向下的重力作用和竖直向上的排斥力作用，二力为一对平衡力。此时，向上的排斥力便作为支持力。此支持力就不是弹力。另外，由牛顿第三定律得，大小等于向上的排斥力，方向向下的磁力也作用于下面的磁铁上。此时，这个向下的磁力就是上面的磁铁给它的向下的压力。这个压力也不是弹力。

所以，不能盲目地将所有的支持力和压力都归为弹力，应该具体情况具体分析。

参考文献：

[1]物理必修一.人民教育出版社，2010.3，第3版.