《2025年人教金学典同步解析与测评高中物理必修第一册人教版》

例题 1 请画出图 3.1 - 7 中球所受的弹力（图甲中的球为光滑球，图乙中两绳分别为竖直轻绳和水平轻绳）。
分析 因为图甲中的球静止，所以球受力平衡。球只受重力和地面的支持力。球与光滑地面之间没有静摩擦力；球不挤压墙，也不受墙的推力。
图乙中与小球接触的有两根轻绳，小球受重力和竖直轻绳的拉力二力平衡，水平轻绳对小球没有拉力。
解 球所受弹力如图 3.1 - 8 所示。
评析 有无弹力不能凭感觉判断，而应该用弹力产生的条件衡量。有时我们也用“假设法”判断弹力是否存在。假设图甲中的球受墙的推力，则球在水平方向上的运动状态将发生改变，这与题目给的球处于静止状态矛盾，故球不受墙的推力。这种确定弹力存在与否的方法实际上是利用了物体受力平衡的条件。另外，还可采用“撤离法”分析，即将与研究对象接触的物体一一撤去，看其运动状态是否与原有运动状态保持一致。

答案：
对于图甲：
球受到地面的弹力（支持力）$F_N$，方向垂直于地面向上。
对于图乙：
球受到竖直轻绳的弹力（拉力）$F_T$，方向竖直向上。
弹力示意图如图 3.1-8 所示。

例题 2 请在图 3.1 - 9 中画出图甲、乙中的杆和图丙、丁中的球所受的弹力。
解 物体所受弹力如图 3.1 - 10 所示。
评析 弹力方向的确定方法如下。
（1）根据弹力产生形变的方向判断：物体受到的弹力方向与施力物体形变的方向相反。
（2）关于支持力（或压力）的方向：点面接触时或面面接触时，支持力（或压力）垂直于接触面，如图甲中轻杆的左端与地面接触，右侧的杆与台阶接触，图乙中道理一样。球面相接触时，弹力垂直于切面，即支持力（或压力）沿球面半径，如图丙中的两球之间压力。
（3）根据物体的运动情况，利用平衡条件或动力学规律确定，如图丁中轻杆对球的弹力与重力平衡，所以弹力竖直向上。

答案：
图甲：杆受到地面和台阶的支持力，地面支持力垂直于接触面（杆与地面的接触面）向上，台阶支持力垂直于杆与台阶的接触面向上。
图乙：杆受到半圆形槽两点的支持力，支持力方向分别垂直于半圆形槽与杆接触点的切面，沿半径方向指向圆心。
图丙：左边球受到竖直向下的重力、上端绳子的拉力以及右边球对它的压力，压力方向沿两球球心连线指向左边球；右边球受到竖直向下的重力、下端绳子的拉力、左边球对它的压力（沿两球球心连线指向右边球）以及半圆形槽对它的支持力，支持力方向垂直于槽与球的接触点的切面，沿半径方向指向圆心。
图丁：球受到竖直向下的重力和轻杆对它竖直向上的弹力。
由于无法直接绘制图形，这里用文字描述弹力方向，具体图形可参考题中图 3.1 - 10。