3.1重力與彈力高中物理

/人教版（2019）/必修一/第三章學(xué)習(xí)目標(biāo)01040203知道形變的概念及產(chǎn)生彈力的條件理解重力及重心概念，會(huì)用二力平衡知識(shí)確定重心知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會(huì)分析彈力的方向理解胡克定律，并能解決有關(guān)問(wèn)題23新知探究定義：由于地球的吸引而使物體受到的力大?。篏＝mg，其中g(shù)就是自由落體加速度，一般計(jì)算中g(shù)＝9.8m/s2或g＝10m/s2方向：豎直向下。除了赤道和兩極，豎直向下并不是指向地球的球心。同時(shí)，豎直向下不是垂直向下重

力4新知探究重力的產(chǎn)生：重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但由于地球自轉(zhuǎn)的影響（下學(xué)期我們會(huì)具體學(xué)習(xí)）。與引力相比：重力大小稍微小一些(兩極除外，兩極與引力相等)，方向稍微偏一些(兩極和赤道除外)大?。篏＝mg，同一物體的重力隨所處緯度的升高而增大，隨海拔高度的增大而減小重

力5新知探究重

心定義：一個(gè)物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心重心可以看作是物體所受重力的作用點(diǎn)。6新知探究（1）物體的形狀：質(zhì)量均勻分布的物體，重心的位置只跟物體的形狀有關(guān)（2）物體質(zhì)量的分布：質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置除了跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān)形狀不規(guī)則的薄形物體，可用支撐法或懸掛法來(lái)確定重心重心不是物體上最重的一點(diǎn)，它可以不在物體上決定物體重心位置的因素1．如圖，建筑工人為檢查墻砌得是否符合要求，通常拿起半塊磚頭拴在細(xì)線的一端并掛在墻角來(lái)進(jìn)行。這是利用了（）A．重力的作用點(diǎn)在重心上 B．重力的大小與質(zhì)量成正比C．重力的方向總是豎直向下 D．重力的方向總是垂直向下課堂練習(xí)7C課堂練習(xí)8【答案】C【解析】磚頭受重力和細(xì)繩的拉力作用，因重力的方向總是豎直向下，則細(xì)線的拉力是豎直向上的，即細(xì)線是豎直的，由此來(lái)判斷墻面是否豎直。2.下列關(guān)于重力、重心的說(shuō)法，正確的是（）A．物體的重心一定與它的幾何中心重合B．任何物體的重心都在物體內(nèi)，不可能在物體外C．重力是由于地面附近的物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的D．用繩子將物體懸掛起來(lái)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，該物體的重心不一定在繩子的延長(zhǎng)線上課堂練習(xí)9C課堂練習(xí)10【答案】C【解析】A．物體質(zhì)量分布不均勻的物體，物體的重心可能不與它的幾何中心重合，A不符合題意；B．物體的重心都在物體內(nèi)，也可能在物體外，如勻質(zhì)圓環(huán)的重心在圓環(huán)之外，B不符合題意；C．重力是由于地面附近的物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的，C符合題意；D．根據(jù)二力平衡可知，用繩子將物體懸掛起來(lái)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，該物體的重心一定在繩子的延長(zhǎng)線上，D不符合題意。11新知探究定義：物體在力的作用下形狀或體積的變化彈性形變：物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠恢復(fù)原狀的形變彈性限度：當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí)，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度形

變12新知探究彈

力定義：發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力方向：（1）壓力和支持力的方向垂直于物體的接觸面（2）繩的拉力沿著繩而指向繩收縮的方向產(chǎn)生彈力兩個(gè)必備的條件(1)兩物體間相互接觸；(2)發(fā)生彈性形變13新知探究判斷彈力有無(wú)的方法(1)直接判斷：對(duì)于形變較明顯的情況，可根據(jù)彈力產(chǎn)生條件直接判斷(2)間接判斷①分析物體所受其他力的情況②根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析物體應(yīng)具有的受力特點(diǎn)③結(jié)合前兩點(diǎn)推斷物體是否還需受彈力作用14新知探究判斷彈力有無(wú)的方法(3)“假設(shè)法”判斷：常見(jiàn)以下三種情形①假設(shè)與研究對(duì)象接觸的物體解除接觸，判斷研究對(duì)象的狀態(tài)是否變化，若狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若狀態(tài)變化，則此處存在彈力15新知探究判斷彈力有無(wú)的方法(3)“假設(shè)法”判斷：常見(jiàn)以下三種情形．②假設(shè)有彈力，看看研究對(duì)象還能否保持平衡或原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。若能保持，則說(shuō)明有彈力；若不能保持，則說(shuō)明沒(méi)有彈力③假設(shè)沒(méi)有彈力，看看研究對(duì)象還能否保持平衡或原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。若能保持，則說(shuō)明沒(méi)有彈力；若不能保持，則說(shuō)明有彈力16新知探究幾種常見(jiàn)彈力的方向類型方向圖示接觸方式面與面垂直于公共接觸面指向被支持物體點(diǎn)與面過(guò)點(diǎn)垂直于面指向被支持物體17新知探究幾種常見(jiàn)彈力的方向類型方向圖示接觸方式點(diǎn)與點(diǎn)垂直于公共切面指向受力物體且力的作用線一定過(guò)球(圓)心輕繩沿繩收縮方向18新知探究幾種常見(jiàn)彈力的方向類型方向圖示輕桿沿桿不沿桿輕彈簧沿彈簧形變的反方向3．(多選)關(guān)于彈力，下列說(shuō)法正確的是()A．靜止在水平面上的物體所受的重力就是它對(duì)水平面的壓力B．壓力、支持力、繩的拉力都屬于彈力C．彈力的大小與物體的形變程度有關(guān)，在彈性限度內(nèi)形變程度越大，彈力越大D．彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同課堂練習(xí)19BCD課堂練習(xí)20【答案】BCD【解析】靜止在水平面上的物體受到的重力是地球的吸引產(chǎn)生的，而壓力是由于形變引起的，二力不是同一種力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；壓力、支持力、繩子中的拉力均是由于形變而引起的，都屬于彈力，選項(xiàng)B正確；彈力的大小與物體的形變程度有關(guān)，在彈性限度內(nèi)形變程度越大，彈力越大，選項(xiàng)C正確；彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同，選項(xiàng)D正確4．下列各圖中A、B兩球之間不存在彈力的是(所有接觸面均光滑)()課堂練習(xí)21BDABC課堂練習(xí)22【答案】B【解析】A圖中若兩球間無(wú)彈力則小球?qū)⑾虬济娴牡撞窟\(yùn)動(dòng)，A、B間有彈力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B圖中兩球間若有彈力則小球?qū)⑾騼蛇呥\(yùn)動(dòng)，A、B間無(wú)彈力，選項(xiàng)B正確；C圖中兩球間若無(wú)彈力則小球A將向右下運(yùn)動(dòng)，A、B間有彈力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D圖中兩球間若無(wú)彈力則小球A將向下運(yùn)動(dòng)，A、B間有彈力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤23新知探究?jī)?nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力F的大小跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比公式：F＝kx，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位為牛頓每米，符號(hào)N/m，它的大小反映了彈簧的軟硬程度適用條件：在彈簧的彈性限度內(nèi)胡克定律24新知探究(1)彈簧發(fā)生形變時(shí)必須在彈性限度內(nèi)(2)x是彈簧的形變量，不是彈簧的原長(zhǎng)，也不是彈簧形變后的長(zhǎng)度(3)F-x圖像為一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，圖像斜率表示彈簧的勁度系數(shù)。同一根彈簧，勁度系數(shù)不變胡克定律的應(yīng)用25新知探究(4)推論：ΔF＝kΔx推導(dǎo)：F1＝kx1，F(xiàn)2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝kΔx。因此，彈簧彈力的變化量ΔF與形變量的變化量Δx也成正比關(guān)系胡克定律的應(yīng)用5．原長(zhǎng)為15cm的輕彈簧，豎直懸掛一個(gè)100g的鉤碼，平衡時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?7cm；現(xiàn)在鉤碼下端再掛一個(gè)同樣的鉤碼，已知彈簧仍處于彈性限度內(nèi)，取重力加速度大小。彈簧再次平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．彈簧共伸長(zhǎng)了19cm B．彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?4cmC．彈簧的勁度系數(shù)為50N/m D．彈簧的勁度系數(shù)為100N/m課堂練習(xí)26C課堂練習(xí)27【答案】C【解析】AB．依題意，豎直懸掛一個(gè)100g的鉤碼，彈簧形變量為17-15=2cm。在鉤碼下端再掛一個(gè)同樣的鉤碼，則彈簧再伸長(zhǎng)2cm。即彈簧共伸長(zhǎng)了4cm，彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?9cm。AB不符合題意；CD．根據(jù)胡克定律，有F=k?x，F(xiàn)=mg；解得k=50N/m。C符合題意；D不符合題意。6．（多選）研究彈簧所受彈力F與彈簧長(zhǎng)度L的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到如圖所示的F-L圖像，下列說(shuō)法正確的是（）