3.1 重力與彈力 課件高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

誠(chéng)樸勤勇單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式高一物理備課組第三章相互作用——力1.重力和彈力物理必修第一冊(cè)誠(chéng)樸勤勇1、足球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化了嗎？如何變化？

足球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的原因是什么？2、撐桿調(diào)高的桿為什么會(huì)彎？想一想誠(chéng)樸勤勇一、相互作用——力1、概念：力是物體與物體間的相互作用。2、作用效果：（1）改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（2）使物體發(fā)生形變。3、力的特性：（1）物質(zhì)性：力不能脫離施力物體與受力物體單獨(dú)存在。（2）相互性：施力物體同時(shí)也是受力物體。（3）同時(shí)性：物體間的相互作用同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失。（4）矢量性：力是矢量，不僅有大小，還有方向。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化有那幾種情形？①速度的大小發(fā)生變化②速度的方向發(fā)生變化③速度的大小和方向都發(fā)生變化誠(chéng)樸勤勇力的作用效果與哪些因素有關(guān)？思考與討論力的三要素：力的大小、方向和作用點(diǎn)一、相互作用——力誠(chéng)樸勤勇力的圖示（準(zhǔn)確表示力的三要素）作圖步驟：1、選定合適的標(biāo)度；2、從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一線段，線段的長(zhǎng)度由力的大小和所選標(biāo)度確定。3、畫上箭頭（表示力的方向），用箭頭（或箭尾）表示力的作用點(diǎn)。線段所在的直線叫做力的作用線。力的示意圖（準(zhǔn)確表示力的方向、作用點(diǎn)，粗略表示力的大?。┲粶?zhǔn)確畫出力的作用點(diǎn)和方向用一條有向線段來表示力的三要素15NF=30NF=30N線段的長(zhǎng)度—大小箭頭的方向—方向起點(diǎn)(終點(diǎn))—作用點(diǎn).兩者區(qū)別：定量或定性反映力一、相互作用——力誠(chéng)樸勤勇地球表面附近的物體，為什么落向低處，最終落回地面?因?yàn)槎际艿搅说厍虻奈\(chéng)樸勤勇二、重力1、概念：由于地球吸引而使物體受到的力。地球附近一切物體都受到重力的作用。施力物體：地球受力物體：物體注意：(1)不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力（G≤F引）(2)地球上一切物體都受重力作用，物體所受重力的施力物體是地球(3)物體所受的重力與它所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、速度大小、是否接觸無(wú)關(guān)誠(chéng)樸勤勇二、重力2、大小：3、方向：豎直向下地球不同地方重力方向不同

豎直向下

垂直水平面向下垂直向下×g是自由落體加速度，也叫重力加速度。一般情況下取g=9.8

N/kg，粗略計(jì)算中取g=10N/kg

。⑴重力加速度隨著緯度的增加而增加，即赤道最小，兩極最大。⑵在地面的同一地點(diǎn)，重力加速度隨著高度的增加而減小。G=mgGG誠(chéng)樸勤勇4.重力作用點(diǎn)——重心：①定義:一個(gè)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(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心。G②重心的位置：

A：形狀規(guī)則,質(zhì)量均勻分布的物體，它的重心在其幾何中心處。

B：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)。C：重心的位置是可以變化的。二、重力誠(chéng)樸勤勇D：重心不一定在物體上。E：懸掛法（二力平衡）確定薄板重心的位置。4.重力作用點(diǎn)——重心：二、重力誠(chéng)樸勤勇跳高姿勢(shì)的變化是不斷刷新跳高成績(jī)的關(guān)鍵之一，請(qǐng)你談一談背越式跳高與跨越式跳高相比有什么優(yōu)點(diǎn)．優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員都采用“背越式”技術(shù)如果直立身體翻越，那么運(yùn)動(dòng)員需要把重心提高到桿子半個(gè)身長(zhǎng)以上才能全身翻過去。（人的重心在身體中段）而采用背越式，重心只要稍微高出桿子就可以翻越了。誠(chéng)樸勤勇一杯子裝滿水，杯的底部有一個(gè)小孔，在水從小孔不斷流出的過程中，杯連同杯中水的共同重心將（）A、一直下降B、一直上升C、先升后降D、先降后升D誠(chéng)樸勤勇ADBC

把一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形薄板繞C點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)45

,則物體的重心位置升高了多少？ABAD誠(chéng)樸勤勇1、接觸力:物體與物體直接接觸才發(fā)生的力。例如：拉力、壓力、支持力、彈力、摩擦力2、非接觸力：物體與物體不接觸就可發(fā)生的力。例如：重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力。（所有場(chǎng)力都是非接觸力）接觸力與非接觸力誠(chéng)樸勤勇形變：物體在力的作用下的形狀或體積會(huì)發(fā)生改變。想一想：任何物體受到力，是否一定發(fā)生形變？一定發(fā)生形變，只是有的形變明顯（明顯形變），有的不明顯（微小形變）。一塊剖面為三角形的有機(jī)玻璃壓在另一塊有機(jī)玻璃上，發(fā)生的形變?nèi)庋鄄荒芸闯觥５切巫兒?，?dāng)特殊的光通過有機(jī)玻璃不同部位時(shí)，產(chǎn)生的花紋會(huì)發(fā)生變化，利用儀器可以看到這種差異。三、形變誠(chéng)樸勤勇通過平面鏡觀察桌面的微小形變?nèi)?、形變誠(chéng)樸勤勇三、形變誠(chéng)樸勤勇彈性形變：有些物體在力的作用下發(fā)生形變，力撤消后又能夠恢復(fù)原狀。非彈性形變：生活中還有些物體發(fā)生形變并撤消力以后不能恢復(fù)原狀，如橡皮泥、保險(xiǎn)絲等。形變超過一定限度，即使撤去作用力，物體也不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度。三、形變誠(chéng)樸勤勇1.概念：四、彈力發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力稱為彈力。施力物體受力物體2.彈力產(chǎn)生條件相互接觸發(fā)生彈性形變（相互擠壓）兩者需同時(shí)滿足誠(chéng)樸勤勇被跳水運(yùn)動(dòng)員壓彎的跳板，要恢復(fù)原狀，對(duì)上面的人產(chǎn)生彈力（支持力）人的腳發(fā)生形變，對(duì)跳板，產(chǎn)生彈力（壓力）彈簧發(fā)生壓縮形變，要恢復(fù)原狀，對(duì)手有向上的彈力。手發(fā)生擠壓形變，要恢復(fù)原狀，對(duì)彈簧有向下的彈力。彈力產(chǎn)生過程：力→形變→在恢復(fù)原狀→對(duì)接觸物體生作用誰(shuí)形變誰(shuí)就產(chǎn)生彈力誰(shuí)就是施力物體四、彈力誰(shuí)阻礙形變恢復(fù)誰(shuí)就受彈力誰(shuí)就是受力物體誠(chéng)樸勤勇3.方向：彈力方向指向形變趨于恢復(fù)的方向四、彈力彈力的方向與物體的形變方向相反誠(chéng)樸勤勇桌面發(fā)生彈性形變?cè)诨謴?fù)時(shí)物體受到支持力FN物體發(fā)生彈性形變?cè)诨謴?fù)時(shí)FN物體受到支持力桌面受到壓力桌面受到的壓力4.常見彈力（拉力、壓力、支持力）的方向（1）壓力：由于被支持物體發(fā)生形變，而對(duì)支持物產(chǎn)生的彈力。壓力的方向總是垂直于接觸面，指向被壓的物體。（2）支持力：支持面發(fā)生形變，對(duì)被支持的物體產(chǎn)生的彈力。支持力的方向總是垂直支持面，指向被支持的物體。

四、彈力誠(chéng)樸勤勇4.常見彈力（彈簧、繩子）的方向四、彈力FFFFFF彈簧的拉伸或壓縮產(chǎn)生的彈力彈簧兩端的彈力方向，與彈簧中心軸線重合，指向彈簧恢復(fù)原狀方向。繩的拉力拉力的方向：沿著繩而指向繩子收縮的方向。誠(chéng)樸勤勇彈簧彈力和伸長(zhǎng)量的關(guān)系怎樣？想一想誠(chéng)樸勤勇彈簧的彈力大小與形變量有什么關(guān)系兩者在量的大小上有定量關(guān)系由待測(cè)參量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并組裝儀器測(cè)量并記錄彈力F與形變量x大小提出問題大膽猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論探究彈簧的彈力和形變量大小的關(guān)系誠(chéng)樸勤勇1234567F/N

l/cm

x/cm

測(cè)量和記錄探究彈簧的彈力和形變量大小的關(guān)系誠(chéng)樸勤勇數(shù)據(jù)分析誠(chéng)樸勤勇六、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)，彈力的大小跟彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度x成正比。2、公式：F=kxk：彈簧的勁度系數(shù)

(與彈簧的材料、粗細(xì)、直徑、匝數(shù)和長(zhǎng)度等量有關(guān))。k越大，彈簧越“硬”，k越小，彈簧越“軟”。)單位：牛每米，

符號(hào)N/m。x：形變量，即彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度。即x=|L原

-L現(xiàn)

|。誠(chéng)樸勤勇如圖所示，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中彈簧的左端固定在墻上；②中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用；③中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)；④中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)為彈簧的質(zhì)量都為零,以L1、L2、L3、L4依次表示四個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量,則有()A、L2>L1B.L4>L3C.L1>L3D.L2=L4D彈簧秤的示數(shù)不顯示合力，只顯示一端的拉力。誠(chéng)樸勤勇【例題】一根彈簧受到10N的拉力時(shí)，它的長(zhǎng)度12cm，當(dāng)它受到16N拉力時(shí)，它的長(zhǎng)度是14cm，則：（1）該彈簧的原長(zhǎng)和勁度系數(shù)分別是多少？（2）彈簧受到20N的拉力時(shí)，仍在彈性限度內(nèi)，則此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為多少？誠(chéng)樸勤勇【例題】如圖所示，兩根相同的輕彈簧S1、S2，勁度系數(shù)都為k＝4×102N/m，懸掛重物的質(zhì)量分別為m1＝2kg，m2＝4kg，取g＝10m/s2，則靜止時(shí)S1、S2的伸長(zhǎng)量分別為(

)A.5cm，10cm B.10cm，5cmC.15cm，10cm D.10cm，15cm解析:

因?yàn)閺椈蒘1受到的拉力是下面整體對(duì)其的作用，而彈簧S2所受的拉力m2是對(duì)它的作用。本題首次體驗(yàn)整體法和隔離法。C誠(chéng)樸勤勇【例題】如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧.在這過程中下面木塊移動(dòng)的距離為（）C誠(chéng)樸勤勇如圖所示,用細(xì)線將A物體懸掛在頂板上,B物體放在水平地面上。A.B間有一勁度系數(shù)為100N/m的輕彈簧,此時(shí)彈簧的形變量2cm。已知A.B兩物體的重力分別是3N和5N.則細(xì)線的拉力及B對(duì)地面的壓力可能是()A.1N和0NB.5N和7NC.5N和3ND.1N和7NCD誠(chéng)樸勤勇單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式第三章相互作用——力彈力的拓展物理必修第一冊(cè)誠(chéng)樸勤勇一、彈力有無(wú)的判斷1、明顯形變的根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件：直接接觸、發(fā)生彈性形變。2、對(duì)于形變不明顯的情況，通常用以下方法來判定：a．假設(shè)法：假設(shè)將與研究對(duì)象接觸的物體撤去，判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力。b．替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換，看能不能維持原來的力學(xué)狀態(tài)。如將側(cè)壁、斜面用海綿來替換，將硬桿用輕彈簧(橡皮條)或細(xì)繩來替換。c．狀態(tài)法：因?yàn)槲矬w的受力必須與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相吻合，所以可以依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由相應(yīng)的規(guī)律(如二力平衡知識(shí)等)來判斷物體間的彈力。①假設(shè)無(wú)彈力：②假設(shè)有彈力：誠(chéng)樸勤勇【例題】判斷圖小球是否受到彈力作用，若受到彈力，請(qǐng)指出其施力物體(接觸面光滑)一、彈力有無(wú)的判斷誠(chéng)樸勤勇二、彈力方向的判斷平面與平面接觸平面與平面間彈力方向：過接觸面垂直平面指向受力物體

曲面與平面間彈力方向：過接觸點(diǎn)垂直平面指向受力物體

曲面與平面接觸誠(chéng)樸勤勇二、彈力方向的判斷點(diǎn)與平面接觸

AB點(diǎn)與平面間彈力方向：過接觸點(diǎn)垂直平面指向受力物體曲面與曲面接觸

AB

曲面與曲面間彈力方向：與過接觸點(diǎn)的公切面垂直并指向受力物體誠(chéng)樸勤勇點(diǎn)與點(diǎn)的接觸ABOFN1FN2OFN1FN2與過接觸點(diǎn)的公切面垂直并指向受力物體點(diǎn)與點(diǎn)間彈力方向：二、彈力方向的判斷誠(chéng)樸勤勇輕桿力特點(diǎn)：物體受到輕桿的給力特點(diǎn)：1、可拉可壓（類似彈簧）；2、桿所受的力不一定沿桿的方向；可能沿任意方向不計(jì)質(zhì)量的桿3、輕桿有鉸鏈（轉(zhuǎn)軸）時(shí)，彈力方向一定沿桿F二、彈力方向的判斷誠(chéng)樸勤勇畫出物體A所受的彈力誠(chéng)樸勤勇誠(chéng)樸勤勇誠(chéng)樸勤勇小結(jié)誠(chéng)樸勤勇彈簧與繩子彈力