銜接點(diǎn)013生活中常見的力—重力與彈力初中階段高中階段1．通過實(shí)例和實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)重力和彈力。2．會(huì)用測力計(jì)測力和力的示意圖描述力。3．知道二力平衡。1．理解重力及重心概念，會(huì)用二力平衡知識(shí)確定重心。2．知道形變的概念及產(chǎn)生彈力的條件。3．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。4．理解胡克定律，并能解決有關(guān)問題。初中物理高中物理異同點(diǎn)重力重力初高中物理對(duì)重力的產(chǎn)生、大小、方向和重心的認(rèn)識(shí)，沒有本質(zhì)上的區(qū)別，但在高中物理中對(duì)于重力的方向重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了豎直向下不一定指向地心，也不一定垂直于接觸面，但垂直于水平面，這一點(diǎn)在初中物理中不會(huì)有太多強(qiáng)調(diào)；同時(shí)，對(duì)于質(zhì)量分布不均形狀不規(guī)則的物體重心也在高中物理中有了進(jìn)一步說明。力的示意圖力的圖示力的示意圖初中物理只是要求會(huì)畫力的示意圖，并不要求畫力的圖示，但高中物理要求會(huì)畫力的圖示。力的圖示和力的示意圖最主要的區(qū)別在于力的圖示需要畫圖前先要選好多長的線段代表多大的力，也就是說需要先選擇線段和力的“標(biāo)度”。當(dāng)然在高中物理實(shí)際的應(yīng)用中主要畫力的示意圖。彈力彈力初高中物理對(duì)于彈力的定義和條件是一樣的，但在高中物理中對(duì)于彈力方向的認(rèn)識(shí)，所涉及的情況要比初中物理的多，主要涉及到面、繩、桿三大類，同時(shí)要求會(huì)判斷彈力有無的問題和彈力大小的求解。彈簧彈力胡克定律初中物理只是涉及到了用彈簧測力計(jì)測彈力的大小，定性的說明了彈簧彈力大小和彈簧伸長量的關(guān)系，但高中物理中通過胡克定律明確了彈簧彈力大小和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系，并且還通過Fx圖像更加形象直觀的反映了二者之間的關(guān)系。力的示意圖1．力的三要素：力的大小、方向、作用點(diǎn)。2．力的示意圖：畫力的示意圖方法：（1）確定受力物體；（2）在受力物體上找好作用點(diǎn)；（線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)：表示力的作用點(diǎn)。）（3）沿力的方向畫一條帶箭頭的線段；（線段的長短：表示力的大?。患^：表示力的方向。）（4）標(biāo)出力的大小和單位。重力1．重力：由于地球的吸引而使物體受到的力。重力的大小又叫重量。2．重力的公式：G=mg其中G表示重力（N），m表示質(zhì)量（㎏），g是9．8N/㎏，粗略計(jì)算：g取10N/㎏3．重力的方向：豎直向下。應(yīng)用：重垂線4．重心：重力在物體上的作用點(diǎn)叫重心。質(zhì)地均勻，外形規(guī)則物體的重心在物體的幾何中心。重心不一定在物體上。三、彈力1．形變：物體的形狀或體積的改變叫做形變。形變的原因是物體受到了外力。2．彈力：發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這個(gè)力叫做彈力。3．彈力產(chǎn)生的條件：接觸；發(fā)生形變。4．彈力的方向：輕繩（線）的彈力方向沿繩（線）收伸縮方向；面面接觸（或點(diǎn)面接觸）物體間的彈力垂直于切面并指向受力物體。5．彈力大?。河脧椈蓽y力計(jì)測彈力大小。在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量就越長。（彈簧伸長長度跟所受拉力成正比）可根據(jù)二力平衡來求彈力大小。知識(shí)點(diǎn)一、重力1．重力的產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。注意：重力不是萬有引力，而是萬有引力豎直向下的一個(gè)分力。（1）地球上的物體都受到重力作用，不管質(zhì)量大小，也不論有無生命，凡是由分子、原子構(gòu)成的物體皆受重力作用。（2）重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但重力的大小不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力，重力一般小于地球?qū)ξ矬w的吸引力。在有的情況下，認(rèn)為物體所受的重力與地球?qū)ξ矬w的吸引力大小相等，原因是兩者相差很小。（3）重力是非接觸力。（4）重力的施力物體是地球。2．重力的大?。海?）由G=mg計(jì)算；可用彈簧測力計(jì)測量。注意：①物體的質(zhì)量不會(huì)變；②G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的。在同一地點(diǎn)，重力的大小與質(zhì)量成正比；在不同地點(diǎn)，如從兩極到赤道或離地面越高，g值均減小，從而使同一物體的重力也有所不同；物體的重力與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，與物體是否受其他力也無關(guān)。（2）物體處于靜止時(shí)，重力等于物體對(duì)水平支持物的壓力或?qū)ωQ直懸繩的拉力。用彈簧秤測量，物體處于靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)等于重力的大小。（3）重力的測量：在實(shí)驗(yàn)室里，重力的大小可以用測力計(jì)測量；工業(yè)上用電子吊秤可以稱更重的物體。測量原理：二力平衡時(shí)，兩個(gè)力大小相等。測量條件：物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)。測量方法：用測力計(jì)將待測物體懸掛起來處于靜止?fàn)顟B(tài)，測力計(jì)讀數(shù)在數(shù)值上等于重力的大小。3．重力的方向：豎直向下（即垂直于水平面向下）。注意：豎直向下是和水平面垂直，不一定和接觸面垂直，也不一定指向地心。垂直要看接觸面，重力和水平面垂直，與斜面并不垂直。物體在自由釋放后總是豎直向下的，就說明了重力的方向。4．重心：物體所受重力的作用點(diǎn)。物體的每一部分都受重力作用，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。（1）影響重心位置的因素：其位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。①質(zhì)量分布均勻的物體的重心，只與物體的形狀有關(guān)。形狀規(guī)則的質(zhì)量分布均勻的物體，它的重心就在幾何中心上，如均勻直棒的重心，在棒的中心。②質(zhì)量分布不均勻的物體的重心與物體的形狀、質(zhì)量分布有關(guān)。（2）不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法：懸掛法。薄板狀物體的重心可用懸掛法確定，如圖所示，先在A點(diǎn)把薄板狀物體懸掛起來，物體靜止時(shí)，物體所受的重力與懸繩的拉力在同一豎直線上，所以物體的重心一定在通過A點(diǎn)的豎直線AB上。然后在C點(diǎn)把物體懸掛起來，同理知，物體的重心一定在通過C點(diǎn)的豎直線CD上，AB和CD的交點(diǎn)O就是薄板狀物體的重心位置。（3）重心在物體上的位置與物體所處的位置、放置狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，但一個(gè)物體的質(zhì)量分布或形狀發(fā)生變化時(shí)，其重心在物體上的位置也發(fā)生變化。（4）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；對(duì)形狀不規(guī)則的薄物體，可用支撐法或懸掛法來確定。注意：重心的位置可以在物體上，也可以在物體外。如一個(gè)圓形平板的重心在板上，而一個(gè)銅環(huán)的重心就不在環(huán)上。知識(shí)點(diǎn)二、彈力1．形變和彈性形變（1）形變：物體在力的作用下形狀或體積發(fā)生改變，叫做形變。（2）彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠恢復(fù)原狀的形變。（3）彈性限度：當(dāng)形變超過一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度。2．彈力（1）定義：發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，就會(huì)對(duì)跟它接觸使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。發(fā)生形變的物體——施力體。（2）彈力的作用點(diǎn)：在物體與物體接觸的點(diǎn)或表面上。3．彈力產(chǎn)生的條件：同時(shí)具備兩物體①直接接觸；②有彈性形變（接觸處有擠壓或拉伸）。4．彈力方向的確定：彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反。與（施力物體形變的方向）相反。與施力物體恢復(fù)原狀的方向相同。（1）常見的三種接觸方式①面與面接觸，垂直于公共接觸面；②點(diǎn)與面接觸，過點(diǎn)垂直于面；③點(diǎn)與點(diǎn)接觸（點(diǎn)與曲線、曲面），垂直于公切面（垂直于過接觸點(diǎn)的切線、切面）。（2）壓力、支持力的方向—垂直于接觸面，指向被壓、被支持的物體。確定它們方向的關(guān)鍵是找準(zhǔn)它們的接觸面或接觸點(diǎn)的切面。（3）輕繩，沿繩指向繩收縮方向；（4）輕桿，可沿桿，也可不沿桿，具有不確定性，一般要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合平衡條件確定輕桿的彈力方向。5．彈力的大小：彈力的大小跟形變大小有關(guān)，形變?cè)酱?，彈力越大。?）彈力大小計(jì)算的三種方法：①根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解。②根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解。③對(duì)于微小形變產(chǎn)生的彈力大小，一般根據(jù)物體所處的狀態(tài)，利用平衡條件或畔動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解。（2）根據(jù)胡克定律進(jìn)行求解——彈簧的彈力①內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。②表達(dá)式：F＝kx。k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質(zhì)決定，k只與彈簧本身有關(guān)，由彈簧本身的材料、長度、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定。它反映了彈簧的軟硬程度，k越大，彈簧越硬，其長度越難改變。其中x為彈簧長度的變化量（可能為伸長量l?l0，也可能為縮短量l0?l），不是彈簧形變以后的長度。③彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用F?x圖象表示，如圖，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)。④由于F1＝kx1，F(xiàn)2＝kx2，故ΔF＝F2?F1＝kx2?kx1＝k（x2?x1）＝kΔx，因此，彈簧上彈力的變化量ΔF與形變量的變化量也成正比關(guān)系，即ΔF＝kΔx。（3）非彈簧的彈力大小的計(jì)算：彈力的大小與物體的形變程度有關(guān)，一般要借助物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解。比如懸掛在豎直細(xì)繩上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，物體受繩向上的拉力和重力作用。根據(jù)二力平衡，可知繩的拉力大小等于物體重力的大小?！咎貏e提醒】①無論是應(yīng)用胡克定律計(jì)算彈簧彈力大小還是判斷彈簧彈力方向，都要注意彈簧是被拉伸，還是被壓縮。②物體不處于平衡狀態(tài)時(shí)，物體所受拉力或支持力不等于物體所受的重力。6．彈力有無的判斷方法根據(jù)條件判斷，首先看是否接觸，其次看是否發(fā)生形變。（1）對(duì)形變明顯的情況可以直接判斷。（2）對(duì)形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個(gè)物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若狀態(tài)改變，則此處一定有彈力。（3）根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用力的平衡條件來進(jìn)行判定?？键c(diǎn)一重力和重心1．關(guān)于重力的大小及重心的位置，以下說法中正確的是（）A．重力是物體本身具有的力，大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)B．靜止在水平面上的物體對(duì)水平面的壓力一定小于其所受的重力C．重力只作用在物體的重心上，重心的位置總在物體的幾何中心D．重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，重力的施力物體是地球【答案】D【解析】重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力，并不是物體本身具有的力，重力的施力物體是地球，物體重力的計(jì)算式是G＝mg，重力的大小只與物體質(zhì)量、自由落體加速度有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；不受其他外力而靜止在水平面上的物體，對(duì)水平面的壓力大小等于物體的重力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；重心是物體所受重力的等效作用點(diǎn)，重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，只有形狀規(guī)則、質(zhì)量均勻分布時(shí)，重心的位置才在物體的幾何中心，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。2．關(guān)于物體的重心，下列說法正確的是（）A．物體升高或降低時(shí)重心在物體中的位置也隨之升高或降低B．用細(xì)線豎直懸掛的物體靜止時(shí)，細(xì)線的方向一定通過該物體的重心C．形狀規(guī)則的物體，其幾何中心一定與其重心重合D．因物體的重心是重力的等效作用點(diǎn)，所以物體的重心一定在物體上【答案】B【解析】物體升高或降低時(shí)，重心在物體中的位置不變，故A錯(cuò)誤；用細(xì)線豎直懸掛的物體靜止時(shí)，細(xì)線的方向一定通過該物體的重心，故B正確；重心與物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，形狀規(guī)則的物體，質(zhì)量分布不一定均勻，所以其幾何中心不一定與其重心重合，故C錯(cuò)誤；重心可以在物體上，也可以在物體外，故D錯(cuò)誤。3．把一個(gè)薄板狀物體懸掛起來，靜止時(shí)如圖所示。則對(duì)于此薄板狀物體所受重力的理解，下列說法正確的是（）A．重力就是地球?qū)ξ矬w的引力B．重力大小和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)C．重力的方向總是指向地心的D．薄板的重心一定在直線AB上【答案】D【解析】重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，不是地球?qū)ξ矬w的引力，故A錯(cuò)誤；重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，故B錯(cuò)誤；重力的方向豎直向下，故C錯(cuò)誤；因?yàn)榧?xì)線對(duì)薄板的拉力與薄板受到的重力為一對(duì)平衡力，必在一條直線上，所以重心一定在細(xì)線的延長線上，即薄板的重心一定在直線AB上，故D正確。4．宇航員在月球表面測得的g值為地球表面的eq\f(1,6)，一個(gè)質(zhì)量為600kg的飛行器在月球表面時(shí)，下列判斷正確的是（）A．質(zhì)量是100kg，重力是5880NB．質(zhì)量是100kg，重力是980NC．質(zhì)量是600kg，重力是980ND．質(zhì)量是600kg，重力是5880N【答案】C【解析】飛行器的質(zhì)量是不變的，在月球表面仍為600kg，而在月球上的重力為G月＝mg月＝eq\f(1,6)mg＝980N，故選C。5．如圖所示，“馬踏飛燕”是漢代藝術(shù)家高超的藝術(shù)技巧的結(jié)晶，是我國古代青銅藝術(shù)的稀世珍寶，駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因?yàn)椋ǎ〢．馬是空心的B．馬蹄大C．馬的重心在飛燕上D．馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上【答案】D【解析】駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因?yàn)轱w燕對(duì)馬的支持力和馬的重力在一條豎直線上，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。6．一個(gè)重20N的物體沿斜面下滑，關(guān)于該物體重力的圖示，以下四幅圖中正確的是（）【答案】A考點(diǎn)二彈力的產(chǎn)生及彈力的方向7．玩具汽車停在模型橋面上，如圖所示，下列說法正確的是（）A．橋面受向下的彈力，是因?yàn)闃蛎姘l(fā)生了彈性形變B．汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力C．汽車受向上的彈力，是因?yàn)闃蛎姘l(fā)生了彈性形變D．汽車受向上的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了彈性形變【答案】C【解析】汽車與橋面相互擠壓，都發(fā)生了彈性形變，B錯(cuò)；由于橋面發(fā)生了彈性形變，所以對(duì)汽車有向上的彈力，C對(duì)，D錯(cuò)；由于汽車發(fā)生了彈性形變，所以對(duì)橋面產(chǎn)生向下的彈力，A錯(cuò)。8．體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺(tái)，如圖所示，下列關(guān)于足球與斜臺(tái)作用時(shí)斜臺(tái)給足球的彈力方向的說法正確的是A．沿v1的方向B．沿v2的方向C．先沿v1的方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜臺(tái)斜向左上方的方向【答案】D【解析】足球與斜臺(tái)的作用是球面與平面的相互作用，足球所受彈力方向垂直于斜臺(tái)指向足球，即斜向左上方的方向，故D正確。9．如圖所示，四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：①彈簧的左端固定在墻上；②彈簧的左端受大小也為F的拉力作用；③彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)；④彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)。若認(rèn)為彈簧質(zhì)量都為零，以L1、L2、L3、L4依次表示四個(gè)彈簧的伸長量，則有A．L2>L1B．L4>L3C．L1>L3D．L2＝L4【答案】D【解析】彈簧伸長量由彈簧的彈力（F彈）大小決定。由于彈簧質(zhì)量不計(jì)，這四種情況下，F(xiàn)彈都等于彈簧右端拉力F，因而彈簧伸長量均相同，故選D項(xiàng)。10．如圖甲所示，建筑工地上有三根木頭堆放在水平地面上，現(xiàn)工人將另一根木頭P放在上面，便于將木頭P鋸斷，如圖乙，關(guān)于木頭P在支撐點(diǎn)M、N處受到的彈力的方向，下列哪個(gè)圖是正確的（）【答案】C11．如圖所示的裝置中，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì)，一切摩擦