第3章相互作用教師用書-物理批注版

第三章相互作用

1'重力基本相互作用

［學習目標］

1.理解力的概念，知道力的物質性及其作用效果.

2.知道力的三要素，會畫力的圖示和力的示意圖.（重點）

3.知道重力產生的原因、重力的方向，會計算重力.（重點）

4.知道重心的概念及其確定方法.（難點）

5.了解四種相互作用.

環(huán)節(jié)1自主學習，基礎知識

知識1力和力的圖示

［先填空］

1.運動狀態(tài)的變化

物體的運動狀態(tài)用速度來描述.只要物體的速度變化了，不管是大小還是方向改變了,都說

這個物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化.

2.力

（1）定義：物理學中把物體與物體之間的相互作用稱做力.

（2）作用效果

①使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化:

②使物體產生形變.

3.力的矢標性

力是矢量，既有大小又有方向.力的大小可以用彈簧測力計測量.國際單位制中，力的單位

是牛頓,簡稱牛，符號是N.

4.力的三要素

大小、方向和作用點.

5.力的表示

（1）力的圖示：能表示出力的大小、方向和作用點.

（2）力的示意圖：只表示出力的作用點和方向.

［再思考］

1.力可以離開物體而獨立存在嗎？

【提示】不能.任何力都有它的施力物體和受力物體.

2.要完整的表示某一力需要表示出哪些方面？

【提示】需表示出力的大小、方向、作用點這三個方面，這種表示方法叫力的圖示.

［后判斷］

1.只有接觸的物體間才會有力的作用.（X）

2.一個物體對另一個物體施加力的作用，但不會受到對方的力的作用.（義）

3.力的作用效果僅由力的大小決定.（X）

知識2重力

［先填空］

1.產生：由于地球的吸引而使物體受到的力.

2.大?。?=2豆其中g是自由落體的加速度，一般計算中g取笑mH.

3.方向：豎直向下.

4.重心:從效果上可以認為物體各部分受到的重力作用集中于一點,這一點叫物體的重心.形

狀規(guī)則的均勻物體重心在其幾何中心處,質量分布不均勻的物體，重心位置與形狀和質量分

布有關.

［再思考］

1.試畫出以下甲、乙兩圖中物體A、8所受重力的示意圖.

甲乙

【提示】甲、乙兩圖中物體A、B所受重力的示意圖所示:

2.如圖3—1—2所示，身體素質和技術相當?shù)奶哌\動員，為什么采用“背越式”的要比

采用“跨越式”的成績好呢？

圖3—1—2

【提示】跳高運動員在越過橫桿時，“背越式”運動員的重心比“跨越式”運動員的重心

升高的高度低，因此運動員越過相同高度的橫桿，“背越式”跳法要比“跨越式”容易些.

［后判斷］

1.重心是物體重力的作用點，重心一定在物體上.（X）

2.地球對物體有吸引力，而物體對地球無吸引力.（X）

3.物體的重心可以用懸掛法確定.（J）

知識3四種相互作用

［先填空］

1.萬有引力：在宇宙中，相互吸引的作用力存在于一切物體之間,強度隨物體間距離增大

而減弱.

2.電磁相互作用：電荷和電荷,磁體和磁體間的相互作用.

3.強相互作用：在原子核內把質子和中子緊蜜地保持在一起的作用力，它的作用范圍約

1015m,超出這個界限該力已經不存在了.

4.弱相互作用：在放射現(xiàn)象中起作用的力,作用范圍與強相互作用相同，但強度只有強相

互作用的IOm倍.

［再思考］

1.質子帶正電，但質子（與中子一起）卻能聚在一起構成原子核，這是為什么？

【提示】因為質子與質子間，質子與中子間，中子與中子間存在強相互作用.

2.強相互作用有何特點？

【提示】只存在于原子核內部，是一種短程力，作用范圍約10-l5m,大小遠大于萬有引

力.

［后判斷］

1.萬有引力只發(fā)生在天體與天體之間，質量小的物體（如人與人）之間無萬有引力.（X）

2.強相互作用只發(fā)生在宇宙天體等宏觀物體之間.（X）

3.強相互作用就是非常小的物體間的相互作用.（X）

疑難問題卡片

預習完成后，請把你認為難以解決的問題記錄在下面的表格中

問題1

問題2

問題3

問題4

環(huán)節(jié)2合作探究?重難疑點

學生分組探究一對力的進一步理解（深化理解）

第1步探究——分層設問，破解疑難

I.成語“孤掌難鳴”隱含了什么道理？

【提示】“孤掌難鳴”即一個巴掌拍不響，反映了力的作用是相互的.

2.用力拉彈簧時，彈簧伸長了一定的長度，這體現(xiàn)了力的什么作用效果？

【提示】用力拉彈簧，使它變長，形狀發(fā)生了改變，表明力可以使物體發(fā)生形變.

第2步結論——自我總結，素能培養(yǎng)

1.力的四個性質

（1）物質性：力是物體對物體的作用，脫離物體而獨立存在的力是不存在的，一個力一定

同時具有受力物體和施力物體.

（2）相互性：物體之間力的作用是相互的，只要一個物體對另一個物體施加了作用力，另

一個物體也一定會對這個物體施加反作用力.

（3）同時性：發(fā)生相互作用的兩個物體4與B,A對B作用的同時，B也一定對4發(fā)生作

用.

（4）矢量性：力是矢量，不僅有大小，而且有方向.

2.力的作用效果

（1）靜力效果一使物體的形狀發(fā)生改變（形變），如把物體拉伸、壓縮、扭轉、剪切等.

（2）動力效果一改變物體的運動狀態(tài)，即改變物體的速度.

根據(jù)力的作用效果判斷物體是否受力，是受力分析的基本方法.

第3步例證——典例印證，思維深化

【例1】下列說法中正確的是（）

（A）“風吹草動”，草受到了力，但沒有施力物體，說明沒有施力物體的力也是存在的

（B）網球運動員用力擊球，網球受力后飛出，網球受力的施力物體是人

（C）每個力都必有施力物體和受力物體

（D）只有直接接觸的物體間才有力的作用

【思路點撥】解答本題時應把握以下三點：

（1）找不到施力物體的力是不存在的.

（2）力的作用是相互的，受力物體同時也是施力物體.

（3）力可以分為接觸力和非接觸力兩大類.

【解析】力是物體對物體的作用，任何力都有它的施力物體和受力物體，A錯誤，C正確。

網球受力的施力物體是球拍，B錯誤。有些力如重力、磁力等物體間不接觸就可以發(fā)生作用，

D錯誤，故選C。

【答案】C

規(guī)律總結

關于力的理解的兩個誤區(qū)

（1）誤認為力可以沒有施力物體或受力物體.

實際上力是物體與物體間的相互作用，任何力同時具有施力物體與受力物體.

（2）誤認為只有相互接觸的物體間才存在作用力.

實際上有些力可以發(fā)生在不接觸的物體間，如重力、磁力等.

第4步巧練——精選習題，落實強化

1.（2014?包頭高一檢測）下列有關力的說法中正確的是（）

（A）力的產生離不開施力物體，但可以沒有受力物體

（B）力的產生離不開受力物體，但可以沒有施力物體

（C）力是物體對物體的作用，如果找不到施力物體或受力物體，這個力就不存在

（D）不接觸的物體間也可以產生力的作用。例如，磁鐵吸引鐵釘，可見力可以離開物體單

獨存在

【解析】任何力都有它的施力物體和受力物體，只有施力物體而沒有受力物體，或只有受力

物體，沒有施力物體的力是不存在的，A、B錯誤。磁鐵吸引鐵釘，說明不接觸的物體之間

也可以產生力的作用，力不能離開物體單獨存在，任何力都有它的施力物體或受力物體，C

對，D錯誤。

【答案】C

2.（2015?杭州高一檢測）關于力的作用效果的說法中正確的是（）

（A）物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化，一定受到外力作用

（B）物體的運動狀態(tài)不發(fā)生變化，一定不受外力作用

（C）力對物體的作用效果完全由力的大小決定

（D）物體受到力的作用后，一定同時出現(xiàn)形變和運動狀態(tài)發(fā)生變化現(xiàn)象

【解析】力是改變物體運動狀態(tài)的原因，物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化，物體一定受到外力的作

用，A正確。彈簧受外力被拉伸穩(wěn)定后，發(fā)生了形變，但運動狀態(tài)并沒有發(fā)生變化，B、D

不正確。力的作用效果由力的大小、方向、作用點三要素共同決定，C錯誤。

【答案】A

學生分組探究二力的圖示和力的示意圖（深化理解）

第1步探究——分層設問，破解疑難

1.要用作圖法準確地表示一個力，是作力的圖示呢，還是作力的示意圖？

【提示】由于力的圖示可以同時表示出力的三要素，而力的示意圖只能表示出力的作用點

和方向，不能準確表示出力的大小，故采用力的圖示法表示力較為準確.

2.在力的示意圖中，力的三要素中哪一個要素不能準確地反映？

【提示】力的示意圖重點描述力的作用點和力的方向，并不能嚴格描述力的大小.

第2步結論——自我總結，素能培養(yǎng)

1.力的圖示與力的示意圖的區(qū)別：力的圖示能表示力的三要素，精確表示力時經常用到;

力的示意圖只能表示力的作用點和方向，在對物體的受力情況進行分析時經常用到.

2.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

選定標度(用某一長度表示一定大小的

選標度

力)

從作用點開始沿力的方向畫一線段,根

從作用點開始沿力的方向畫一適當

畫線度據(jù)選定的標度和力的大小按比例確定

長度線段即可

線段長度

標方向在線段的末端標出箭頭，表示方向在線段的末端標出箭頭，表示方向

第3步例證——典例印證，思維深化

【例1】如圖所示，物體A對物體B的壓力是10N,試畫出這個力的圖示和示意圖.

【思路點撥】解答該題可按以下順序進行：選標度一畫線段一判方向、加箭頭.

【解析】畫力的圖示，要嚴格按照以下步驟進行.

(1)選定標度：此題選單位長度的線段表示2N的力

(2)從力的作用點沿力的方向畫一線段，線段長短根據(jù)選定的標度和力的大小成正比，線

段上加刻度，如圖甲所示，也可以如圖乙所示，從。點(用。點代替8物體)豎直向下畫

一段五倍于標度的線段.

(3)在線段上加箭頭表示力的方向.

畫力的示意圖：從作用點或從B的中心處沿力的方向畫一線段，并加上箭頭，表示方向，

然后標明FN=10N即可，如圖丙所示.

【答案】見解析

規(guī)律總結

力的圖示應用

1.力的圖示的應用：

①力的圖示反映了力的三要素，用作圖法解決力的問題時經常用到.

②用力的圖示把力表示出來，這是一種科學方法，通過這種方法，把力譯成幾何語言，能更

直觀和形象地表示力.

2.力的圖不法口決：

要想表示力，方法很簡單，選好比例尺，再畫一線段，長短表大小，箭頭表方向，注意線尾

巴，放在作用點.

第4步巧練——精選習題，落實強化

3.（2015.南京高一檢測）如圖表示的是小車所受外力廠的圖示，所選標度都相同，則對于

小車的運動，作用效果相同的是（

(A)F|和F2（B）尸1和幾

(C)尸1和尸3、尸4（D）都不相同

【解析】如圖示的四個力中只有Q和B的大小相等，方向相同，對小車的作用效果相同,

B正確。

【答案】B

4.如圖甲、乙中A的重量均為10N,畫出它們所受重力的圖示.

甲乙

【解析】①選定標度：此題用單位長度的線段表示2N的力.

②從作用點（重心）沿力的方向畫一線段，根據(jù)選定的標度，線段長短和力的大小成正比,

線段上加刻度，如圖所示，沿豎直向下的方向畫一段五倍于標度的線段.

③在線段上加箭頭表示力的方向.

2N

【答案】見解析

學生分組探究三重力與重心（拓展延伸）

第1步探究——分層設問，破解疑難

i.重力的大小與物體的運動狀態(tài)的變化有關嗎？

【提示】無關.重力的大小是由物體的質量和物體的所處的地理位置共同決定的，與物體

的運動狀態(tài)及其變化無關.

2.物體的重心一定在物體的幾何中心嗎？

【提示】物體重心的位置與物體的形狀及質量分布均有關，不一定在物體的幾何中心.

第2步結論——自我總結，素能培養(yǎng)

1.對重力的理解

(1)重力與萬有引力的關系

重力是地球的萬有引力在地球表面附近的一種表現(xiàn)，是由于地球對物體的吸引而使物體受到

的力，但由于地球自轉的影響，重力并不等同于萬有引力.

(2)重力大小

①同一地點，物體重力的大小與其質量成正比，即6=m?，其中g為當?shù)氐闹亓铀俣?

②不同地點，同一物體在地面上所在位置的緯度越高，所受重力越大；在地球上空的位置海

拔越高，重力越小.

(3)重力方向

重力的方向總是豎直向下,豎直向下不等同于垂直于支撐面向下，也不等同于指向地球球心.

2.對重心的理解

(1)重心是重力的等效作用點，并非物體的全部重力都作用于重心.

(2)重心的位置可以在物體上，也可以在物體外，如一個圓形平板的重心在板上，而一個

銅環(huán)的重心就不在環(huán)上.

(3)重心在物體上的相對位置與物體的位置、放置狀態(tài)及運動狀態(tài)無關，但一個物體的質

量分布或形狀發(fā)生變化時，其重心在物體上的位置可能發(fā)生變化.

(4)質量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上；對形狀不規(guī)則的薄物體，可

用支撐法或懸掛法來確定其重心.

第3步例證——典例印證，思維深化

【例3】關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，大小與物體的質量成正比

(B)靜止在水平面上的物體對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)重力是由于地球對物體的吸引而產生的，重力的施力物體是地球

【解析】重力是由于地球對物體的吸引而使物體受到的力，而不是物體本身具有的力，物體

重力的計算式G=/ng,其中g的值與物體所處的地理位置有關，同一地點，g值相同，物體

的重力與物體的質量成正比，不同地點，不同高度，g值一般不同，因此，不能說物體的重

力大小與物體的質量成正比，選項A錯誤；靜止在水平面上的物體，對水平面的壓力大小

等于物體的重力，選項B錯誤；

重心是物體所受重力的等效作用點，重心的位置與物體的形狀和質量分布均有關，只有形狀

規(guī)則、質量均勻分布時，重心的位置才總在物體的幾何中心，故選項C錯誤；由重力的產

生可知，選項D正確。

【答案】D

規(guī)律總結

在處理重力的有關問題時，容易產生的4種錯誤

(1)重力與地球對物體的引力相同.

(2)重力的方向垂直于支撐面.

(3)重力的重心必在物體上.

(4)重力的大小與物體運動狀態(tài)有關.

第4步巧練——精選習題，落實強化

5.關于地面上物體的重力，下列說法正確的是（）

（A）只有靜止時，物體才受重力

（B）物體對地面的壓力就是物體的重力

（C）彈簧測力計和桿秤都能稱量物體的重力大小

（D）同一地點，物體的重力與其質量成正比

【解析】物體是否受重力與運動狀態(tài)無關，A錯誤；物體對她面的壓力與物體的重力的施力

物體和受力物體不同，故不是一個力，B錯誤；桿桿的原理是杠桿原理，只測質量不測重力，

C錯誤；在同一地點g為常數(shù)，由6=加8可知，重力與質量成正比，D正確。

【答案】D

6.（2014?紹興一中高一檢測）下列說法中正確的是（）

（A）地球對物體的吸引力就是重力

（B）重心不一定在物體上

（C）形狀規(guī)則的物體其重心一定在物體的幾何中心

（D）當物體浮出水中時，所受重力比在地面上時要小

【解析】地球對物體的吸引力產生重力，但引力不等同于重力，A錯。重心可以在物體上，

也可能不在物體上，B對。形狀規(guī)則而且質量分布均勻的物體的重心才位于其幾何中心，C

錯。在同一位置，物體的重力為一常量，與它所處運動狀態(tài)或環(huán)境無關，D錯。

【答案】B

環(huán)節(jié)3解題技巧?素養(yǎng)培優(yōu)

確定重心的方法

重心與人類的生產、生活有著密切的聯(lián)系.如給貨車裝載貨物時，要考慮重心的高低、

左右、前后位置對貨車穩(wěn)度、能量損失的影響；體育運動格斗比賽時，重心低不易被擊倒;

爬山走下坡時要放低重心，可增加身體的穩(wěn)定性.

如圖所示的ABC是木匠用的曲尺，它是用粗細不同、質量分布凡三二二￡不習8

均勻、AB和BC質量相等的木料做成的。D是AC連線的中點，'、'、、、、

E是AB的中點F和BC的中點G連線的中點，則曲尺的重心在"'、、、七

（A）B點（B）D點C

（C）E點（D）G點

【解析】由于質量分布均勻，F(xiàn)為AB邊重心的位置，G為BC邊重心的位置.則該曲尺

重心為F與G連線的中點，即E點。

【答案】C

——［先看名師指津］-----------------------------

1.利用二力平衡尋找重心的方法

原理：二力平衡時，兩個力等大反向.

方法一：（支撐法）

軸對稱的碗、碟等，它們的重心在中垂線上，它們的重心可用二力平衡的方法找到，用一個

手指將碟子挑起靜止，即可找到其重心.

方法二：（懸掛法）

薄板形物體的重心可用懸掛法確定.如圖3—1—7所示，先在A點把板懸掛起來，物體靜

止時，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點的

豎直線AB上.然后在C點把物體懸掛起來，同理知，物體的重心一定在通過C點的豎直

線CO上，AB和CC的交點0,就是薄板的重.心位置.

圖3—1—7

2.質量分布均勻的物體的重心，可由幾何關系確定.形狀或質量分布發(fā)生變化時，重心會

隨之變化.

------［再演練應用］-----------------------------

如圖所示，一個空心均勻球殼里面注滿水，球的正下方有一個小孔，在水由

小孔慢慢流出的過程中，空心球殼和水的共同重心將會（）

（A）一直下降（B）一直上升

（O先升高后降低（D）先降低后升高cN

【解析】當注滿水時，球殼和水的重心均在球心，故它們共同的重心在球

心.隨著水的流出，球殼的重心雖然仍在球心，但水的重心逐漸下降，開始

一段時間內，球殼內剩余的水較多，隨著水的重心下降，球殼和水共同的重

心也下降；后來一段時間內，球殼內剩余的水較少，隨著水的重心下降，球殼和水共同的重

心卻升高；最后，水流完時，重心又回到球心.故球殼和水的共同重心先降低后升高，D正

確。

【答案】D

L定義物體^物體之間白跑互作用

廠力工作用效果:改變物解勺運動狀態(tài)或使物體發(fā)生

形變力的圖示:用頭的有向線段表

「示力白武小就向

一力的表示法一|_力白際意圖:用一端箭頭的有向線段

表示力的作用點和方向

產生:由于地球的吸引而使

r物體策|」的力

―31^~「大小:G=mg

L方向:豎直向下

「重力~^|心'_

L定義:物體重力的作用點

「重決定因素.質量分布和物體

自颼

I四種相互作用力:萬有引力作用、電磁相互作用、強相

互作用、弱期作用

課時作業(yè)（十一）

［全員參與?基礎練］

1.（多選）下列關于力的說法中，正確的是（）

（A）只有相互接觸的兩物體之間才會產生力的作用

（B）力是不能離開物體而獨立存在的，一個力既有施力物體，又有受力物體

（C）一個物體先對別的物體施加力后，才能受到其他物體的作用力

（D）物體的施力和受力是同時的

【解析】有些力如重力、磁力等不需接觸就可以產生，A錯。力的作用具有相互性和同時

性，一個物體對別的物體施加作用力的同時，也一定受其他物體對它的作用力，一個力既有

施力物體，又有受力物體，B、D對，C錯。

【答案】BD

2.在世界壯漢大賽上有拉汽車前進的一項比賽，如圖是

某壯漢正通過繩索拉汽車運動，則汽車所受拉力的施力物

體和受力物體分別是（）

（A）壯漢、汽車（B）壯漢、繩索

（C）繩索、汽車（D）汽車、繩索

【解析】汽車所受拉力的施力物體是繩索，受力物體是汽

車，C正確。

【答案】C

3.（多選）下列關于物體間相互作用的說法中正確的是（）

（A）地面上物體受到重力是引力在地球表面附近的一種表現(xiàn)

（B）爬山時越向上爬，感覺越吃力，這是因為自己的體重增加了

（C）科學家在研究原子核的構成時發(fā)現(xiàn)了弱相互作用

（D）科學家在研究原子核放射現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了弱相互作用

【解析】地面上物體受到的重力是由于地球的吸引而產生，是引力在地球表面附近的一種表

現(xiàn)，A正確。同一物體的重力在同一個地點不變，B錯誤?？茖W家在研究原子核衰變放射現(xiàn)

象中發(fā)現(xiàn)了弱相互作用，C錯誤，D正確。

【答案】AD

4.（2014?哈爾濱三中高一期末）關于地球上的物體，下列說法中正確的是（）

（A）物體靜止時不受重力作用

（B）物體只有落向地面時才受到重力作用

（C）物體落向地面時比物體上拋時所受的重力小

（D）物體所受重力的大小與物體的質量有關，與物體是否運動及怎樣運動無關

【解析】重力是由地球的吸引而產生的，不管物體靜止還是運動,也不管物體上升還是下落，

地面附近同一物體的重力大小、方向都不會發(fā)生改變，重力的大小可由公式G=，咫求出.可

見，重力大小僅與物體的質量m有關，與運動狀態(tài)無關，故D正確。

【答案】D

5.（2014.濟寧高一檢測）關于物體的重力，下列說法正確的是（）

（A）重力的方向總是垂直地面向下

（B）重力可以用彈簧測力計測量

（C）物體在地球任何地方重力大小都相等

（D）掛在繩子上靜止的物體，它受到的重力就是繩子對它的拉力

【解析】重力的方向總是豎直向下，也可以表述為垂直水平面向下，A錯。彈簧測力計可以

測量力的大小，包括重力的大小，B對。同一物體，處在地球表面的不同位置，重力大小一

般不同，C錯.用繩子懸掛處于靜止狀態(tài)的物體，所受重力等于繩子對它的拉力大小，但兩

力性質不同，D錯。

【答案】B

6.（多選）（2014?青島二中高一期末）一個物體所受重力在下列哪些情況下會發(fā)生變化

（）

（A）把它從赤道拿到南極（B）把它送到月球上去

（C）把它放到水里（D）改變它的運動狀態(tài)

【解析】根據(jù)重力的計算公式G=mg知：它的大小不但與物體的質量有關，而且也與重

力加速度的大小有關，而重力加速度的大小與地球上的位置、離地面的高度有關，不同的天

體上重力加速度不同，所以正確的答案是A、Bo

【答案】AB

7.如圖所示為兩個力的圖示，則以下說法中正確的是（）,---------1

（A）F|=F2,是因為表示兩個力的線段一樣長?圖：*--------'-------

（B）Q>B，是因為表示Fi的標度大'------'

1

（C）F,<F2,是因為居具有兩個標準長度，而F2有三個標乙圖：'------------?尸2

準長度

（D）無法比較，是因為兩圖示沒有標明一個標準長度所表示的力的大小是多少

【解析】因兩圖都沒有標度，所以無法確定力的大小0

【答案】D

【解析】重力豎直向下，畫力的圖示時，標度可以任意選取.

【答案】AD

I超越自我?提升練1

9.足球運動員已將足球踢向空中，如圖所示，下列描述足球在向斜

上方飛行過程中某時刻的受力圖中，正確的是（G為重力，F(xiàn)為腳對

球的作用力、尸網為阻力）（）

(A)(B)(C)(D)

【解析】足球在向斜上方飛行的過程中，腳對球己經沒有作用力，球只受重力和空氣阻力,

重力的方向豎直向下，空氣阻力的方向與球的運動方向相反，故選B。

【答案】B

10.（多選）如圖所示，兩輛車在以相同的速度做勻速運動，根據(jù)圖中所給信息和所學知識

可以得出的結論是（）

（A）物體各部分都受重力作用，但可以認為物體各部分所受重力集中于一點

（B）重力的方向總是垂直向下的

（C）物體重心的位置與物體形狀和質量分布有關

（D）物體只有重心受重力作用，其他部分不受重力作用

【解析】重力作用在物體的各部分，重心是物體所受重力的等效作用點，A正確，D錯誤;

重力的方向總是豎直向下的，B錯誤;物體的形狀和質量分布影響物體的重心位置,C正確。

【答案】AC

11.一個質量為60kg的人，在地球上的重力為588N,在月球上的重力為98N。該人在地

球上的彈跳高度為0.5m,那么，他在月球上的彈跳高度為多少？

【解析】人在地球和月球上的質量相等，由G=mg得地球表面的自由落體加速度

面s?=9.8m/s2

oO

月球表面的自由落體加速度

,G'9822

g=-=60向s%L63m/s~

設人在地球上的彈跳高度為〃，在月球上的彈跳高度為〃'，人跳起時的初速度為。o

由V—VQ=2.UX和。=0得丁!"""=',

ng

oQ8

解得/=V~〃=7tTX0.5mg3.0m.

g1.63

【答案】3.0m

12.如圖所示，把一個平放著的、邊長為/的均質立方體繞be棱翻轉，

使對角面AbeD處于豎直平面內，則它的重心位置升高了多少？4KT\T

【解析】均質立方體的重心位于中心，也就是對角面AbeD兩對角線卜J

Ac、bD的交點O,立方體平放時O點離地面的高度人=（當把立方

體繞be棱翻轉到使對角面AbeD處于豎直平面內時，O點離地的高度等于O點到be棱的距

離,即等于對角面邊長Ab或cD的一半，故后來O點離地的高度"=等/,所以翻轉后這

個均質立方體的重心位置升高了△、="_〃=坐/_；/=，）a

【答案】存1/

2、彈力

［學習目標J

1.了解形變、彈性形變、彈性限度等概念.

2.知道彈力產生的原因和條件.（重點）

3.知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會分析彈力的方向.（重點、難點）

4.知道影響彈力大小的因素，理解胡克定律，了解科學研究的方法.（重點）

環(huán)節(jié)1自主學習?基礎知識

知識1彈性形變和彈力

［先填空］

I.形變

（1）形變：物體在力的作用下形狀或體積的變化.

（2）彈性形變：物體形變后撤去作用力時能夠恢復原狀的形變.

（3）彈性限度

當形變超過一定限度時，撤去作用力后物體不能完全恢復原來的形狀，這個限度叫彈性限度.

2.彈力

（1）定義：發(fā)生能變的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體產生的力.

（2）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蝴的方向.

I再思考I

1.如圖所示，彈簧被壓縮后能使小車向右運動，橡皮泥被壓縮后不能使小車向右運動，彈

簧和橡皮泥被壓縮后產生的效果為什么會不同？

4

Q

^777777777777777777777777777777777777：

【提示】彈簧被壓縮后發(fā)生彈性形變，由于恢復原狀，對小車產生彈力，使小車向右運動.橡

皮泥被壓縮后發(fā)生的形變不能恢復原狀，對小車沒有彈力，所以橡皮泥被壓縮后不能使小車

向右運動。

2.如圖所示的情景中，運動員、箭、小車的運動狀態(tài)為什么能發(fā)生變化？

跳板彈起拉緊的弦拉伸的彈簧使

跳水運動員把箭射出小車向右運動

圖3-2-2

【解析】運動員、箭、小車的運動狀態(tài)發(fā)生變化是因為受到了跳板、弓弦或彈簧對它彈力

的作用。

［后判斷］

1.若兩物體間存在彈力，則它們一定接觸.（J）

2.只要物體接觸，物體間就存在彈力.（X）

3.平常我們說的物體間的壓力和支持力都是彈力，繩中的張力叫繩的彈力.（J）

知識2胡克定律

［先填空］

1.內容

彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比.

2.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N/m,它的大小反映了彈簧的軟

硬程度.

3.適用條件：在彈簧的彈性限度內.

［再思考］

1.能否將胡克定律表述為“彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧的長度成正比”？

為什么？

【提示】不能.公式尸=近中的x指的是彈簧的伸長或縮短的長度（形變量），而不是彈

黃的長度.

2.由尸=五，得z=￡總結出"人與彈力F成正比，與彈簧的形變量x成反比”對嗎？為什

么？

【提示】不對.上的大小只與彈簧本身組成有關，與尸和x的大小無關.對同一個彈簧，

F增大，x就增大，F(xiàn)與x的比值不變.

［后判斷］

1.彈簧的彈力總是與其形變量成正比.（X）

2.對某一只彈簧，把它拉的越長，其勁度系數(shù)上越大.（X）

3.彈簧的勁度系數(shù)與彈力大小無關.（J）

疑難問題卡片

預習完成后，請把你認為難以解決的問題記錄在下面的表格中

問題1

問題2

問題3

問題4

環(huán)節(jié)2合作探究?重難疑點

學生分組探究一彈力有無的判斷（深化理解）

第1步探究——分層設問，破解疑難

1.如圖所示：物體A、B并排靜止在光滑水平面上，A、B之間有彈力嗎？

AB

【提示】A、B間無彈力，因為A、B兩物體并排接觸，物體沒有發(fā)生彈性形變，不滿足產

生彈力的條件。

2.兩物體相互擠壓或拉伸時，施力物體和受力物體都發(fā)生了形變，彈力是由哪個物體發(fā)生

形變產生的？

【提示】彈力是由施力物體發(fā)生彈性形變引起的.例如，放在桌子上的書本，受到桌子的

支持力是由施力物體桌面發(fā)生彈性形變引起的.

第2步結論——自我總結，素能培養(yǎng)

1.直接法

對于形變比較明顯的情況，可以根據(jù)彈力產生的條件判斷.

（1）物體間相互接觸.

（2）發(fā)生彈性形變.

注意：兩個條件必須同時滿足才有彈力產生.

2.特殊法

假設將與研究對象接觸的物體撤去，判斷研究對象

思

的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變，若運動狀態(tài)不變，則此處

路

不存在彈力，若運動狀態(tài)改變,則此處一定存在彈力

假如圖所示，將甲圖中與小球接觸的斜面去掉，小球無

設

法法在原位置保持靜止,而把乙圖中的斜面去掉，小球

仍靜止，故甲球受斜面的彈力，乙球不受斜面的彈力

例

證

甲乙

可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產生

思明顯形變的物體來替換，看能不能維持原來的力學

路狀態(tài).如將側壁、斜面用海綿來替換，將硬桿用輕彈

簧（橡皮條）或細繩來替換

如圖甲中的側壁和底部分別用海綿替換，則側壁海

替綿不發(fā)生形變，說明側壁對球無彈力;而底部海綿明

換

顯凹陷，說明底部有彈力.另外還可將硬桿用輕彈簧

法

（橡皮條）或細繩替換（接觸面光滑）

例

證

因為物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相吻合，所

思

以可以依據(jù)物體的運動狀態(tài)由相應的規(guī)律（如二力

路

平衡等）來判斷物體間的彈力

狀如圖所示，光滑球靜止在水

態(tài)

法平面AC上且和面接觸，

由于離開4C面的彈力，球

例

將無法靜止，故AC面對球

證

的彈力是存在的.但是如果AB面對球有彈力，球

就不能保持靜止狀態(tài)，與實際情況不符.故43面

對球的彈力是不存在的

第3步例證——典例印證，思維深化

【例1］在下列各圖中，A、B兩球間一定有彈力作用的是（）

(A)(B)(C)(D)

【思路點撥】解答本題可按以下思路進行分析:

選取研究

對象4—

（或8）

【解析】A、C圖中若拿去B球，A球均靜止不動，故A、B間無彈力作用，B圖中若拿去

B球，懸掛A球的細繩將會變成豎直方向，故A、B間一定有彈力作用，D圖中A、B兩球

在上面小球的壓力下有向兩側運動的趨勢，A、B兩球相互間應無彈力作用，故B正確。

【答案】B

規(guī)律總結

判斷彈力有無的兩大誤區(qū)

1.誤認為只要有接觸一定存在彈力作用，而忽略了彈力產生的另一個條件——發(fā)生彈性形

變.

2.誤認為有形變一定有彈力，忽略了彈性形變與范性形變（撒去外力后不能恢復原狀的形

變）的區(qū)別.

第4步巧練——精選習題，落實強化

1.如圖所示，將一個鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角燒杯中，鋼球與各容

器的底部和側壁相接觸，處于靜止狀態(tài).若鋼球和各容器都是光滑的，各容器的底部均處于

水平面內，則以下說法中正確的是（）

（A）各容器的側壁對鋼球均無彈力作用

（B）各容器的側壁對鋼球均有彈力作用

（C）量杯的側壁對鋼球無彈力作用，其余兩種容器的側壁對鋼球均有彈力作用

（D）口大底小的普通茶杯的側壁對鋼球有彈力作用，其余兩種容器的側壁對鋼球均無彈力

作用

【解析】鋼球與容器的側壁接觸，是否有彈力作用就看接觸處是否發(fā)生彈性形變，但微小形

變難以覺察，只能借助假設法判斷。

假設容器側壁對鋼球無彈力作用，則鋼球受重力和容器底部對它的支持力作用，鋼球仍將處

于靜止狀態(tài)，故鋼球與容器側壁雖然接觸但沒有發(fā)生彈性形變，容器側壁對鋼球無彈力作用

的假設成立。

我們也可以假設容器側壁對鋼球有彈力作用，作出各容器中鋼球的受力示意圖如圖所示，可

見三種情況均與鋼球靜止的題設條件相矛盾，所以原假設不成立，各容器的側壁對鋼球均無

彈力作用。因此，本題正確選項為A。

【答案】A

2.如圖所示，一小球用兩繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩

2恰好豎直，則關于小球受彈力個數(shù)正確的是（）

（A）1個（B）2個（C）3個（D）4個\

【解析】解答該題可用消除法，若撤去繩1球的狀態(tài)不變，即繩1無2

彈力，同理可判斷繩2有彈力，由此知A正確。\

【答案】AN

學生分組探究二彈力方向的確定（深化理解）

第1步探究——分層設問，破解疑難

1.彈力的方向可以與物體的接觸面平行嗎？

【提示】彈力的方向只能垂直于兩物體的接觸面，不能與接觸面平行.

2.彈力的方向與哪個物體形變的方向相反？

【提示】彈力的方向與施力物體形變的方向相反.

第2步結論——自我總結，素能培養(yǎng)

1.彈力方向的特點

發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復原狀產生彈力，彈力的方向由施力物體的形變的方向決定,

總是與施力物體形變的方向相反.

2.彈力產生的三種接觸方式

類型彈力方向圖示

接觸方

式

面與面垂直公共接觸面

點與面過點垂直于面1

點與點垂直于切面

____1

3.常見三類模型的彈力方向

類型彈力方向圖示

輕繩沿繩指向繩收縮方向

可沿桿

輕桿伸長方向收縮方位

可不沿桿

輕彈簧沿彈簧形變的反方向

第3步例證——典例印證，思維深化

【例2】請在圖中畫出桿或球所受的彈力.

(a)(b)(c)(d)

(a)桿靠在墻上

(b)桿放在半球形的槽中

(c)球用細線懸掛在豎直墻上

(d)點1、2、3都可能是球的重心位置，點2是球心，1、2、3點在同一豎直線上

【解析】(a)桿靠在墻上，擠壓墻壁和地面，因此受到墻對桿的彈力與墻垂直，受到地面對

桿的彈力與地面垂直，如圖甲所示。

（b）桿放在半球形的槽中，C處為桿與球面的接觸點，D處為支撐點，所以C處彈力垂直

于其切面指向球心，D處彈力垂直于桿斜向上.如圖乙所示。

（c）球擠壓墻壁且拉緊繩子，所以墻對球的彈力與墻面垂直；繩子對球的彈力沿繩子斜向

上.如圖丙所示。

（d）當重心不在球心處時，彈力作用也必通過球心0,如圖丁所示.應注意不要錯誤地認

為彈力作用線必定通過球的重心。

【答案】見解析圖

規(guī)律總結

三種情況下彈力的方向

1.平面與平面接觸時，彈力的方向與接觸平面垂直.

2.點與平面接觸時，彈力的方向與接觸平面垂直.

3.點與曲面接觸時，彈力與曲面的切平面垂直.

第4步巧練——精選習題，落實強化

3.（2015?連云港高一檢測）如圖為P物體對Q物體的壓力的示意圖，其中正確的是（）

【解析】P對Q物體的壓力應作用在Q物體上，且力的方向應垂直于接觸面并指向Q物體,

故B、C、D均是錯誤的。

【答案】A

4.（2014?古田一中高一檢測）如圖所示，一根彈性桿的一端固定在

傾角為30。的斜面上，桿的另一端固定一個重為2N的小球，小球處

于靜止狀態(tài)，則關于彈性桿對小球的彈力，下列結論正確的是（）

（A）大小為2N,方向平行于斜面向上

（B）大小為1N,方向平行于斜面向上

（C）大小為2N,方向垂直于斜面向上

（D）大小為2N,方向豎直向上

【解析】小球受重力和桿的支持力（彈力）作用處于靜止狀態(tài)，由二力平衡知識可知，桿

對小球的彈力與重力等大、反向。

【答案】D

學生分組探究三彈力大小的計算（拓展延伸）

第1步探究——分層設問，破解疑難

1.當你用力拉一個彈簧時，所用的拉力越大則彈簧越長，因此彈力的大小與彈簧的長度有

關，這種說法對嗎？

【提示】不對，決定彈簧彈力大小的是彈簧的勁度系數(shù)和形變量，而不是彈簧的長度.

2.彈簧的形變量是指彈簧后來狀態(tài)的長度與開始狀態(tài)的長度之差嗎？

【提示】不是，彈簧的形變量是指彈簧后來狀態(tài)的長度與彈簧原長的差值大小.

第2步結論——自我總結，素能培養(yǎng)

1.彈簧的彈力

（1）對公式F=區(qū)的理解.

公式中x為彈簧的形變量（可能為伸長量/—4）,也可能為縮短量一/）；%為彈簧的勁度系

數(shù)，只與彈簧本身有關，由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數(shù)等因素決定.

（2）F-x圖象

①F-x圖象的斜率即為彈簧的勁度系數(shù).

②由于尸2=后2，故△尸=&—尸］=履2—丘1=氏（沏一xi）=kAx,因此，彈簧上彈力

的變化量\F與形變量的變化量也成正比關系.

2.彈力大小的計算

（1）公式法：用尸="計算（適用于彈簧類彈性體彈力的計算）.

（2）平衡法：如懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止狀態(tài)時，物體受繩豎直向上的拉力和豎

直向下的重力作用.根據(jù)二力平衡得到繩的拉力大小等于物體重力的大小.

第3步例證——典例印證，思維深化

【例3】（2015?濰坊高一檢測）一輕彈簧在10.0N的拉力作用下，長度由原長5.00cm伸長

為6.00cm。則：

（1）彈簧的勁度系數(shù)為多大？

（2）當該彈簧長度為4.20cm時，彈簧的彈力有多大？

【思路點撥】（1）注意彈簧是處于伸長狀態(tài)還是壓縮狀態(tài)？

（2）同一彈簧在伸長狀態(tài)和壓縮狀態(tài)的勁度系數(shù)相同.

3

［解析】（1）由F-kx得F|（Z|一卜）即k—,,=/z,yin-2-1XION/m

i\—iQ（o.UU—Jx1m

（2）當該彈簧長度為4.20cm時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，此時彈簧的彈力尸2=/（/0-6）=

1X1O3X（5.00-4.20）X10-2N=8N

【答案】(1)1X103N/m(2)8N

第4步巧練——精選習題，落實強化

5.(2014.宜昌高一檢測)一根輕質彈簧一端固定，用大小為Q的力壓彈簧的另一端，平衡

時長度為人改用大小為尸2的力拉彈簧，平衡時長度為氏彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限

度內，該彈簧的勁度系數(shù)為()

F?+Q⑴)竹

(B)/2+/1

hi，2十八

【解析】由胡克定律F—kx得,式中x為形變量,設彈簧原長為lo,則有Fi=k(/0-/1),

F=k(/-/),聯(lián)立方程組可以解得上=所以A項正確。

220h一h,'

【答案】A

6.如圖所示，輕質彈簧的勁度系數(shù)為匕小球重為G,平衡時

球在A處，今用力產壓球使彈簧縮短x,球至B處，則此時彈

簧的彈力為()

(A)kx(B)kx+G

(C)G-kx(D)以上都不對

【解析】設球在A處時彈簧已壓縮了Ax,球平衡時彈力FA=

G=k\x,球在B處時，彈簧又壓縮了x,球再達平衡時彈力FB

=k(Ax+x)=G+fcv,故選B。

【答案】B

環(huán)節(jié)3解題技巧?素養(yǎng)培優(yōu)

彈簧F-x圖象問題的解題技巧

在彈性限度內，彈簧的彈力F1與彈簧的形變量x之間成正比，其關系圖線為一條過原點的

直線，但彈力F與彈簧的長度/之間滿足線性關系，其圖線為一傾斜且不過原點的直線.

【例】(2014?衡水高一檢測)某物理興趣小組的同學在研

究彈簧彈力的時候，測得彈力的大小F和彈簧長度L的關

系如圖所示，則由圖線可知：

(1)彈簧的勁度系數(shù)為N/m；

(2)當彈簧被壓縮，彈力大小為5N時，彈簧的長度為

_cm。

【解析】(1)由圖讀出，彈簧的彈力尸=0時，彈簧的

長度為Lo=10cm,即彈簧的原長為10cm,由圖讀出彈

力為F|=10N,彈簧的長度為乙|=5cm,彈簧壓縮的長度xi=L()—4=5cm=0.05m,由胡

克定律得彈簧的勁度系數(shù)為仁*20。N/m。

(2)彈簧的彈力為5N,彈簧的形變量Ar=J=2.5cm,彈簧的原長為10cm,彈簧處于壓

K

縮狀態(tài)，所以彈簧的長度為7.5cm。

【答案】(1)200(2)7.5

——［先看名師指津］-----------------------------

F-x圖象問題求解“三步走”

1.找截距——圖象在橫軸的截距表示彈簧的原長；

2.求斜率——圖象的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)；

3.列方程——恰當選取圖象上的點列方程或方程組，