第三章相互作用--力3.1重力與彈力力：物體間的相互作用力的分類：【課堂探究】跳水運動員和蹦極運動員為什么總是向地面方向下落，而沒有向上飛到空中？力是一個物體對另一個物體的作用。結(jié)合你初中所學(xué)，你認(rèn)為應(yīng)從哪幾個方面來認(rèn)識重力呢？1.誰受到的力，誰施加的力？2.怎樣量度它的大小？3.它的方向如何？作用點在哪里？【課堂探究】【學(xué)習(xí)新知】一、重力1.定義：由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力（不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力）2.大?。篏=mg3.方向：豎直向下（但不一定指向地心）2.重心（1）定義:一個物體的各部分都要受到重力的作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力集中作用于一點，這一點叫做物體的重心。（2）對重心的理解①重心是重力的作用點，不是物體的全部重力都作用于重心。②重心的位置不一定在物體上。如質(zhì)量分布均勻的圓環(huán)，其重心在圓心處，而不在圓環(huán)上。③重心的位置與質(zhì)量分布和物體形狀有關(guān)，與物體所在的位置及運動狀態(tài)無關(guān)。④若物體的形狀是規(guī)則，質(zhì)量分布是均勻的，則重心在其幾何中心上。⑤質(zhì)量分布不均勻的物體重心的確定方法我們還可以應(yīng)用二力平衡的知識通過實驗來確定形狀不規(guī)則物體的重心位置。（方法：懸掛法）懸掛法確定重心：【課堂探究】(1)通過以上學(xué)習(xí)，你認(rèn)為要描述物體所受的重力需要那幾個重要要素？(2)根據(jù)初中所學(xué)知識，在物理的學(xué)習(xí)中我們通過什么方式體現(xiàn)出這三個要素呢？3.力的圖示（1）用一條有向線段來表示力的三要素：①線段的長度—大??；②箭頭的方向—方向；③起點(終點)—作用點（2）作圖步驟：①選定合適的標(biāo)度；②從作用點開始沿力的方向畫一線段，線段的長度由力的大小和所選標(biāo)度確定；③畫上箭頭（表示方向）4.力的示意圖有作用點和方向，不能表示具體的大小【思考與討論】（1）是否任何物體受到力，都會發(fā)生形變呢？通過平面鏡觀察桌面的微小形變體驗微小形變實驗【思考與討論】(2)發(fā)生形變的物體，會對使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生什么作用效果呢？(3)它產(chǎn)生這樣效果的原因是什么？二、彈力1、形變：物體在力的作用下形狀或體積發(fā)生的變化。2、彈力：發(fā)生形變的物體，要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫作彈力。彈力的施力物體、受力物體FF3、彈力的方向4、彈力有無的判斷方法①條件法：根據(jù)物體間是否直接接觸并發(fā)生彈性形變，來判斷是否存在彈力。4、彈力有無的判斷方法②假設(shè)法：對于形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個物體間不存在彈力，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若狀態(tài)不變，則不存在彈力;若狀態(tài)改變,則一定有彈力。例如：斜面光滑，使分析左右兩圖中的小球與斜面之間是否存在彈力？4、彈力有無的判斷方法③替換法：用細(xì)繩替換裝置中的桿，看能不能維待原來的狀態(tài)，如果能維持，則說明這個桿提供的是拉力；否則，提供的是支持力?！舅伎寂c討論】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。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，這個限度叫作彈性限度。彈簧在形變時產(chǎn)生的彈力與彈簧的伸長量是有關(guān)系的。那么，彈簧在彈性限度內(nèi)，彈力大小與其伸長量有什么關(guān)系呢？三、胡克定律(1)彈性形變：物體在發(fā)生形變后，撤去作用力能夠恢復(fù)的形變。(2)胡克定律：在彈性限度內(nèi)，彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力F的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比，即F＝kx。(3)勁度系數(shù)：其中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位為牛每米，符號是N/m，勁度系數(shù)是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量，只與彈簧本身有關(guān)。四、實驗：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1、實驗?zāi)康模?、實驗原理：（1）彈簧彈力F的確定：在彈簧下端懸掛鉤碼，靜止的鉤碼所受彈力大小與所掛鉤碼的重力大小相等，即F=mg。

（2）彈簧伸長的長度x的確定：彈簧的原長l0與掛上鉤碼后彈簧的長度l可以用刻度尺測出，彈簧伸長的長度x=l－l0。

3、實驗器材鐵夾、彈簧、刻度尺、鉤碼、鐵架臺、鉛筆、坐標(biāo)紙。4、實驗步驟（1）如圖所示，將彈簧的上端固定在鐵架臺的橫桿上，用刻度尺測出彈簧自由下垂時的長度l0，即彈簧原長。

（2）在彈簧下懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度l1和鉤碼的質(zhì)量m1

。（3）增加鉤碼的個數(shù)，測出對應(yīng)的彈簧長度，記錄m2、m3、m4、m5…和相應(yīng)的彈簧長度l2、l3、l4、l5…。5、數(shù)據(jù)分析（1）數(shù)據(jù)記錄計算出每次彈簧伸長的長度x(x=ln－l0)和彈簧受到的拉力F(F=mng)，并將數(shù)據(jù)填入表格。

彈簧的原長l0=

cm。

（2）數(shù)據(jù)處理①建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，以彈簧的彈力F為縱軸、以彈簧伸長的長度x為橫軸，選擇合適的單位長度，根據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點。②按照圖中所繪點的分布，作出一條直線，所畫點不一定正好在這條直線上，但要注意使直線兩側(cè)的點數(shù)大致相同，得到F-x圖像。③以彈簧伸長的長度為自變量，寫出圖像所代表的函數(shù)F＝kx

。

④得出彈簧彈力和伸長的長度之間的定量關(guān)系。（3）實驗結(jié)論在彈性限度內(nèi)，彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力F與彈簧的形變量x成正比

6、誤差分析(1)本實驗誤差的主要來源為讀數(shù)和作圖時的偶然誤差，為了減小誤差，要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。(2)彈簧豎直懸掛時，未考慮彈簧自身重力的影響會帶來系統(tǒng)誤差。為了減小該系統(tǒng)誤差，實驗中應(yīng)使用輕質(zhì)彈簧。7、注意事項（1）盡量選輕質(zhì)彈簧以減小彈簧自身重力帶來的影響。

（2）實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，避免超過彈性限度。

（3）測量長度時，應(yīng)區(qū)別彈簧原長l0、實際長度l及形變量x三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系。為了減小彈簧自身重力帶來的影響，測彈簧原長時應(yīng)讓彈簧在豎直懸掛時保持自由下垂?fàn)顟B(tài)，而不是平放在水平面上處于自然伸長狀態(tài)。

（4）記錄數(shù)據(jù)時要注意彈簧的彈力及形變量的對應(yīng)關(guān)系及單位。（5）描點作圖時，應(yīng)使盡量多的點落在畫出的線上，可允