第1課時(shí)重力與彈力一、重力1．定義：由于____________而使物體受到的力．2．方向：豎直向下．與水平面垂直3．大?。篏＝____，g是自由落體加速度．測(cè)量方法二力平衡4．作用點(diǎn)——重心(1)重心：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________________，這一點(diǎn)叫作物體的重心．不一定在物體上(2)決定因素：①物體的________；②物體的________．二、力的表示方法1．力的圖示：力可以用________表示，有向線段的________表示力的大小，________表示力的方向，箭尾(或箭頭)表示力的________．2．力的示意圖：只用帶箭頭的有向線段來表示力的________和________，不需要準(zhǔn)確標(biāo)度力的大小．三、彈力分彈性形變和非彈性形變1．形變：物體在力的作用下________或________會(huì)發(fā)生改變．2．彈力：發(fā)生形變的物體，要________，對(duì)與它________的物體產(chǎn)生的力．3．常見的彈力：壓力和支持力都是彈力，方向________________；繩子的拉力也是彈力，方向________________．四、胡克定律1．彈性形變：物體在發(fā)生形變后，如果撤去作用力能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫作彈性形變．2．彈性限度：如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個(gè)限度叫作彈性限度．3．胡克定律(1)內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，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，即F＝________．大小由彈簧自身的性質(zhì)決定(2)k為彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛頓每米，符號(hào)用________表示．(3)彈簧的勁度系數(shù)反映了彈簧的軟硬程度，勁度系數(shù)k越大，__________________；k越小，__________．【情境思考】如圖甲所示，蘋果落向地面；如圖乙所示，建筑上應(yīng)用重垂線檢測(cè)墻壁是否豎直．(1)為什么樹上的蘋果脫落后總要落向地面？(2)為什么使用重垂線能檢測(cè)墻壁是否豎直？等效思想在初中學(xué)習(xí)過電阻的串聯(lián)和并聯(lián)，用一個(gè)特定阻值的電阻來代替幾個(gè)電阻就屬于“等效思想”．對(duì)于物體受重力的情況有：m1g＋m2g＋m3g＋…＋mng＝mg＝G力的表示方法的應(yīng)用一個(gè)人在水平面上用平行于水平面的大小為30N的力推動(dòng)木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)．畫出水平推力的圖示和示意圖．彈性形變與非彈性形變?nèi)鐖D為利用彈跳器鍛煉的情境彈簧在彈性限度以內(nèi)的形變?yōu)閺椥孕巫儯鐖D是人用腳踩泥巴的情境泥形變后不能完全恢復(fù)原狀，發(fā)生的是非彈性形變．目標(biāo)一重力和重心的理解【導(dǎo)思】如圖所示，身體素質(zhì)和技術(shù)相當(dāng)高的跳高運(yùn)動(dòng)員，為什么采用“背越式”的要比采用“跨越式”的成績(jī)好呢？【歸納】1．重力的理解(1)產(chǎn)生：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，但由于地球自轉(zhuǎn)的影響，重力一般不等于地球?qū)ξ矬w的吸引力．(2)大?。河捎贕＝mg，在同一地點(diǎn)，重力的大小與質(zhì)量成正比；在不同地點(diǎn)，重力也有所不同；物體的重力與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．(3)方向：重力的方向始終豎直向下．不能表述為指向地心、垂直向下、垂直地面向下．2．重心的理解(1)重心的位置可以在物體上，也可以在物體外．如圖，重心就在物體外．(2)質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上．(3)重心在物體上的位置與物體的位置、放置狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．(4)對(duì)薄板類物體，可用支撐法或懸掛法來確定重心，如圖所示，C點(diǎn)即物體的重心．【典例】例1[2023·江蘇南通海安中學(xué)高一上檢測(cè)]下列關(guān)于物體的重力和重心的說法正確的是()A．重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，方向垂直接觸面向下B．物體受到的重力的大小和方向與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)C．任何有規(guī)則形狀的物體，它的重心都在幾何中心上D．從效果上看，重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)例2[2023·浙江寧波高一上期末]如圖所示，某同學(xué)將浙江省地圖附在均勻薄泡沫塑料板上，并沿邊界線剪下，利用懸掛法測(cè)得浙江省地圖的薄泡沫板的重心在O點(diǎn)，地點(diǎn)在永康、義烏、東陽的交界處．用這種方法測(cè)得的結(jié)果和專業(yè)機(jī)構(gòu)測(cè)得的“浙江省陸地中心點(diǎn)”基本相符，下列說法正確的是()A．任何物體的重心一定與其幾何中心重合B．除O點(diǎn)外，薄泡沫塑料板其他部分均不受重力C．要得到薄泡沫塑料板的重心位置，至少要在不同位置懸掛兩次D．將均勻薄泡沫塑料板換成均勻薄鋁板，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，O點(diǎn)位置將發(fā)生變化目標(biāo)二力的圖示與力的示意圖【導(dǎo)思】甲、乙兩圖描述的是一位同學(xué)拉車的情境．(1)哪幅圖畫出的是拉力的圖示？哪幅圖畫出的是拉力的示意圖？為什么？(2)若圖甲中，確定標(biāo)度時(shí)，原來的長(zhǎng)度改為表示1N的力，結(jié)果會(huì)如何？說明選取標(biāo)度時(shí)應(yīng)注意什么？【歸納】力的圖示與力的示意圖的畫法作圖步驟力的圖示力的示意圖選標(biāo)度選定標(biāo)度(用某一長(zhǎng)度的線段表示一定大小的力)畫線段從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一條線段，根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段長(zhǎng)度從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一條適當(dāng)長(zhǎng)度的線段標(biāo)方向在線段的末端標(biāo)出箭頭，表示方向在線段的末端標(biāo)出箭頭，表示方向【典例】例3某人通過細(xì)繩用大小為50N的力F斜向上與水平方向呈30°角拉物塊A，試畫出拉力F的圖示，并指出受力物體與施力物體．思維方法畫力的圖示的順序——“四定”“三標(biāo)”(1)“四定”：定作用點(diǎn)、定作用線、定比例標(biāo)度、定線段長(zhǎng)度．(2)“三標(biāo)”：標(biāo)力的方向、標(biāo)力的符號(hào)、標(biāo)力的數(shù)值．例4關(guān)于如圖所示的兩個(gè)力的圖示，下列說法中正確的是()A．F1＝F2，因?yàn)楸硎緝蓚€(gè)力的線段一樣長(zhǎng)B．F1>F2，因?yàn)楸硎綟1的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度大C．F1<F2，因?yàn)镕1只有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，而F2有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度D．無法比較，因?yàn)閮蓤D標(biāo)度的大小未知目標(biāo)三彈力【導(dǎo)思】(1)觀察甲、乙兩圖，試分析彈簧對(duì)小車的拉力和跳板對(duì)人的支持力是怎么產(chǎn)生的？(2)如圖甲所示，拉伸彈簧，彈簧的彈力沿什么方向？如圖丙所示，繩子中的拉力沿什么方向？【歸納】1．彈力的成因：施力物體發(fā)生形變且要恢復(fù)原狀．2．彈力的產(chǎn)生必須同時(shí)具備兩個(gè)條件(1)兩物體直接接觸；(2)兩物體接觸處發(fā)生彈性形變．3．幾種常見彈力的方向4．替換法：用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體替換硬的、形變不明顯的施力物體，看物體是否能保持原來的形狀．例如，將接觸面用海綿代替，將硬桿用輕彈簧(橡皮筋)或細(xì)繩代替．5．狀態(tài)法：由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析彈力是否存在．物體的受力情況必須與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由二力平衡或牛頓運(yùn)動(dòng)定律(后面將學(xué)習(xí))列方程，可以求解物體間彈力有無及大?。镜淅坷?圖中光滑小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，a、b板都和小球接觸，A圖中b板在豎直位置，B、C、D圖中b板均在水平位置，則小球同時(shí)受到a、b板對(duì)它的彈力作用的是()例6請(qǐng)?jiān)谙铝袌D中畫出物體A所受的彈力示意圖．例7畫出下列各圖中A物體所受彈力的示意圖．(各圖中的物體均處于靜止?fàn)顟B(tài))目標(biāo)四胡克定律的理解及應(yīng)用【歸納】1．對(duì)胡克定律F＝kx的理解(1)適用范圍：彈簧的形變必須在彈性限度內(nèi)．(2)x的意義：x是彈簧的形變量，即彈簧的伸長(zhǎng)量(l－l0)或壓縮量(l0－l)．(3)k為彈簧的勁度系數(shù)，反映彈簧本身的屬性，由彈簧自身的長(zhǎng)度、粗細(xì)、材料等因素決定，與彈力F的大小和形變量x無關(guān)．2.F-x圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜直線(如圖所示)，直線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k.即k＝ΔFΔx3．推論式ΔF＝kΔx：彈簧彈力的變化量ΔF與形變量的變化量Δx成正比．【典例】例8(多選)關(guān)于胡克定律，下列說法正確的是()A．由F＝kx可知，在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量x成正比B．由k＝Fx可知，勁度系數(shù)k與彈力F成正比，C．彈簧的勁度系數(shù)k與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無關(guān)D．彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)彈力的大小例9如圖所示，一根輕彈簧長(zhǎng)度由原來的5.00cm伸長(zhǎng)為6.00cm時(shí)，手受到的彈力為10.0N．那么，當(dāng)這根彈簧伸長(zhǎng)到6.20cm時(shí)(在彈性限度內(nèi))，手受到的彈力有多大？遷移拓展在[例9]中，如果彈簧被壓縮到4.30cm，那么彈簧受到的壓力有多大？(在彈簧的彈性限度內(nèi))1.[2023·浙江寧波高一檢測(cè)]如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A．甲：走鋼絲的過程中，演員往往手拿一根很長(zhǎng)的木棍，是為了調(diào)節(jié)演員和木棍重心的位置B．乙：運(yùn)動(dòng)員在跳水的過程中，其重心在體內(nèi)的位置不變C．丙：“馬踏飛燕”是我國古代雕塑藝術(shù)的稀世之寶，飛奔的駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因?yàn)轳R的重心位置和飛燕在一條豎直線上D．?。嘿|(zhì)量均勻分布的直角形薄板的重心位于薄板之外2．小王同學(xué)用水平向右的拉力F拉小車，F(xiàn)的大小為200N，下列關(guān)于拉力的圖示正確的是()3．[2023·江蘇淮安高一上期中]如圖是足球傳射時(shí)的路徑圖，在足球與地面作用時(shí)，足球受到地面的彈力為F，選項(xiàng)圖中關(guān)于F的方向判斷正確的是()4．[2023·江蘇揚(yáng)州高一上期末]下列對(duì)圖中彈力的判斷說法正確的是()A．圖甲中，小球隨車廂一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，車廂左壁對(duì)小球有彈力B．圖乙中，小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上，斜面對(duì)小球有彈力C．圖丙中，小球被a、b兩輕繩懸掛著處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中a繩豎直，b繩對(duì)小球有彈力D．圖丁中，兩相同球各自被長(zhǎng)度一樣的豎直輕繩拉住而靜止，則兩球間有彈力5.一款可調(diào)握力器結(jié)構(gòu)如圖所示，通過調(diào)節(jié)右側(cè)旋鈕可令彈簧下懸點(diǎn)在A到B間移動(dòng)，從而使彈簧初始彈力在0到25N之間變化．已知彈簧下端處于A點(diǎn)時(shí)，彈簧與水平桿成53°角，當(dāng)其調(diào)節(jié)到B點(diǎn)時(shí)，彈簧與水平桿成37°角，已知AB間長(zhǎng)3.5cm，則該彈簧的勁度系數(shù)為()A．80N/mB．900N/mC．1000N/mD．1200N/m第1課時(shí)重力與彈力導(dǎo)學(xué)掌握必備知識(shí)一、1．地球的吸引3．mg4．(1)集中于一點(diǎn)(2)形狀質(zhì)量分布二、1．有向線段長(zhǎng)短箭頭作用點(diǎn)2．方向作用點(diǎn)三、1．形狀體積2．恢復(fù)原狀接觸3．跟接觸面垂直沿著繩子而指向繩子收縮的方向四、3．(1)kx(2)N/m(3)彈簧越“硬”彈簧越“軟”情境思考提示：(1)因?yàn)槭苤亓ψ饔茫?2)因?yàn)橹亓Φ姆较蚩偸秦Q直向下的．共研突破關(guān)鍵能力目標(biāo)一提示：跳高運(yùn)動(dòng)員在越過相同高度的橫桿時(shí)，采用“背越式”的運(yùn)動(dòng)員的重心比采用“跨越式”的運(yùn)動(dòng)員的重心升高的高度小，因此運(yùn)動(dòng)員越過相同高度的橫桿，“背越式”跳法要比“跨越式”容易些，所以采用“背越式”的運(yùn)動(dòng)員要比采用“跨越式”的運(yùn)動(dòng)員成績(jī)好．[例1]解析：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，方向豎直向下，與接觸面不一定垂直，故A錯(cuò)誤；物體受到的重力的大小和方向與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，故B錯(cuò)誤；對(duì)于質(zhì)量分布均勻，有規(guī)則形狀的物體，其重心在物體的幾何中心上，故C錯(cuò)誤；從效果上看，重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)，故D正確．答案：D[例2]解析：只有質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心才與其幾何中心重合，A錯(cuò)誤；薄泡沫塑料板任何地方都受重力，B錯(cuò)誤；要得到薄泡沫塑料板的重心位置，至少要在不同位置懸掛兩次，C正確；將均勻薄泡沫塑料板換成均勻薄鋁板，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，O點(diǎn)位置不變，D錯(cuò)誤．答案：C目標(biāo)二提示：(1)甲圖是拉力的圖示，因?yàn)橛袠?biāo)度；乙圖是拉力的示意圖，因?yàn)闆]有標(biāo)度．(2)標(biāo)度改變后，線段太長(zhǎng)，不易作圖．所以選取標(biāo)度時(shí)應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)．[例3]解析：畫力的圖示時(shí)，先選好標(biāo)度：比如以5mm長(zhǎng)的線段表示10N的力，則拉力F共長(zhǎng)25mm，用A點(diǎn)代表物塊A，即力的作用點(diǎn)，最后標(biāo)上箭頭指明拉力的方向，即得力F的圖示．為了準(zhǔn)確無誤地表示拉力的方向，圖中的虛線是必要的輔助線．答案：物體A細(xì)繩[例4]解析：題中兩個(gè)力的圖示的標(biāo)度未給出具體的數(shù)值，所以無法比較兩個(gè)力的大?。鸢福篋目標(biāo)三提示：(1)如圖甲所示，被拉長(zhǎng)的彈簧要恢復(fù)原狀，對(duì)相連的小車產(chǎn)生了拉力F；如圖乙所示，被人壓彎的跳板要恢復(fù)原狀，對(duì)人產(chǎn)生了支持力．(2)拉伸彈簧，彈簧要收縮，彈力沿彈簧指向彈簧收縮的方向．拉繩子時(shí)，繩子發(fā)生微小形變，要收縮，拉力沿著繩子指向繩子收縮的方向．[例5]解析：假設(shè)將與小球接觸的兩板分別撤去，根據(jù)小球的狀態(tài)是否受影響可知，B、C、D圖中，a板對(duì)小球沒有彈力作用，A圖中的兩板和B、C、D圖中的b板對(duì)小球有彈力作用，A正確．答案：A[例6]解析：輕繩的彈力沿繩并指向繩收縮的方向；點(diǎn)與面接觸或面與面接觸的彈力則垂直于接觸面；若接觸面為曲面，則彈力與切面垂直．題圖丙中，物體與曲面之間的彈力方向垂直于過接觸點(diǎn)的切面．題圖己中，彈力的方向垂直于過接觸點(diǎn)的切面，彈力方向必通過球心，與重心位置無關(guān)．答案：如圖所示[例7]解析：題圖甲中A物體一端與水平地面接觸，支持力方向?yàn)榇怪钡孛嫦蛏希硪欢伺c豎直墻面接觸，支持力方向?yàn)榇怪眽γ嫦蛴遥}圖乙中A物體一端與球面接觸，C點(diǎn)支持力方向應(yīng)與切面垂直，即沿半徑由C點(diǎn)指向球心；D點(diǎn)處是球面邊緣處的點(diǎn)與桿接觸，支持力方向應(yīng)與桿垂直指向左上方，題圖丙中桿對(duì)A的彈力應(yīng)與A的重力平衡，即豎直向上．題圖丁中B對(duì)A的彈力應(yīng)垂直于A與B的公切面指向右上方，容器壁對(duì)A的彈力垂直容器壁向左．答案：如圖所示目標(biāo)四[例8]解析：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與形變量遵守胡克定律F＝kx，A正確；彈簧的勁度系數(shù)是由彈簧本身的性質(zhì)決定，與彈力F及形變量x無關(guān)，B錯(cuò)誤，C正確；由胡克定律得k＝Fx，可理解為彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)受到的彈力的值與k相等，D正確答案：ACD[例9]解析：已知彈簧原長(zhǎng)l0＝5.00cm＝5.00×10－2m[圖(a)].伸長(zhǎng)到l1＝6.00cm＝6.00×10－2m[圖(b)]時(shí)，根據(jù)胡克定律F1＝kx1＝k(l1－l0)，可得k＝F1l1-l0＝10.06.00-5.00×10當(dāng)彈力為F2時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)到l2＝6.20cm＝6.20×10－2m[圖(c)].根據(jù)胡克定律得F2＝kx2＝k(l2－l0)＝1.00×103×(6.20－5.00)×10－2N＝12.0N，因此手受到的彈力為12.0N.答案：12.0N[遷移拓展]解析：已知彈簧的原長(zhǎng)l0＝5.00cm＝5.00×10－2m，伸長(zhǎng)到l1＝6.00cm＝6.00×10－2m，根據(jù)胡克定律F1＝kx1＝k(l1－l0)，可得k＝F1l1-l0＝10.06.00×10-2當(dāng)彈力為F2時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度l2