高中物理必修一“彈力”認識中的兩點誤區及矯正

蔣鵬娟

摘 要： 本文對彈力的產生：在物體發生形變的過程中，不管是發生彈性形變還是非彈性形變，物體都有恢復原狀的趨勢，會對與之接觸的使其發生形變的物體產生彈力的作用；并對支持力和壓力是否屬于彈力的問題作了分析。

關鍵詞：彈力 彈性形變 非彈性形變 支持力 壓力

“彈力”這個名詞對于每個人來說并不陌生，生活中常常遇到與彈力相關的現象，比如在練臂力時拉彈簧，在家休息坐沙發等這些細小的活動中都有彈力的存在。在普通高中課程標準試驗教科書《物理》必修一的第三章彈力這節的教學過程中，我從學生反饋的信息中發現學生對于彈力的相關知識在一些方面還是存在疑問。下面我針對學生的問題提出個人的觀點。

一、有關彈力是只有彈性形變產生，還是所有形變都產生的問題。

力的作用效果之一是使受力物體發生形變，且與此同時也產生了彈力。因此彈力的產生與形變有直接關系，人教版《物理》必修一的課本中對彈力的定義是“發生形變的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體會產生力的作用，這種力叫做彈力”。問題就在這里的形變上，根據物體受力后撤去作用力物體能否恢復原狀，可以將形變分為彈性形變和非彈性形變。而非彈性形變又可以分為不完全彈性形變和塑形形變。有些學生提出只有發生彈性形變的物體才會產生彈力，甚至在許多參考書中也給出了產生彈力的條件：一是相互接觸，二是發生彈性形變。那么，究竟非彈性形變有沒有彈力產生呢？我們以捏橡皮泥為例來分析：捏橡皮泥時，橡皮泥發生塑形形變，撤去外力后，不能恢復形狀，此時變形了的橡皮泥不會對與之接觸的手掌產生彈力。這樣分析似乎非彈性形變的確沒有產生彈力。但是在手捏橡皮泥的過程中，手發生彈性形變，勢必對與之接觸的橡皮泥在捏的全程中都有彈力作用，由于力的作用是相互的，推出該過程中，橡皮泥對手有等大反向的彈力產生。由此可知非彈性形變的過程中也有彈力產生。只不過，發生彈性形變的物體，在發生彈性形變的過程中和發生彈性形變撤去作用力之后，都會對與之接觸使其發生彈性形變的物體產生彈力作用（比如彈簧的拉伸）；而發生非彈性形變的物體，如果是不完全彈性形變，它在發生形變的過程中和在撤去外力之后恢復部分形狀的過程中，對接觸使其發生形變的物體有彈力作用（比如揉面的過程），如果是塑性形變，它只是在發生塑性形變的過程中對與之接觸使其發生塑性形變的物體產生彈力作用（比如捏泥人）。

再從產生彈力的微觀本質來看：彈力是當物體發生形變時，構成物體的分子偏離了原來的平衡位置，物體內正負電荷的分布發生了畸變，使分子間出現了引力或斥力占優的情況，從而產生了彈力，也就是說，只要物體發生了形變并且有要恢復形變的趨勢就會有彈力，與外力撤除后能否完全恢復到原來的形狀無關，即發生的形變并非一定是彈性形變。

因此，綜上所述，我認為：在物體發生形變的過程中，不管是發生彈性形變還是非彈性形變，物體都有恢復原狀的趨勢，會對與之接觸的使其發生形變的物體產生彈力的作用。

我在此對形變有這樣的一個猜想：所有的形變，都有一個彈性限度，塑性形變的彈性限度值無限接近于零甚至可能為零，不完全彈性形變的彈性限度值較小，而彈性形變的彈性限度值較大。這樣，我們可以通過彈性限度值的范圍對形變進行分類。當然，這只是我個人的一個猜想，正確與否，還有待實驗和科學的證實。

二、有關支持力和壓力就是彈力的問題。

一直以來，講解彈力這節課，老師多以放在桌面上的課本與桌子之間的支持力和壓力為例，以此給學生介紹彈力，分析彈力的方向，以至于學生普遍認為支持力、壓力這兩個效果力就是彈力。但是，真的所有的支持力和壓力都屬于彈力嗎？從生活中找尋實例：套在同一光滑豎直桿的兩個環形磁鐵，其相同的磁極相對，兩個磁鐵均處于靜止狀態。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，大小等于向上的排斥力，方向向下的磁力也作用于下面的磁鐵上。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。

所以，不能盲目地將所有的支持力和壓力都歸為彈力，應該具體情況具體分析。

參考文獻：

[1]物理必修一.人民教育出版社，2010.3，第3版.