2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力第一節(jié)重力與彈力學(xué)案新人教版必修1

PAGE1-重力與彈力學(xué)習(xí)目標1、知道力的三要素，會用力的圖示和力的示意圖表示力。2、知道重力產(chǎn)生的緣由，理解重力的大小和方向，知道重心的概念。3、知道形變和彈力產(chǎn)生的緣由。4、知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會分析彈力的方向，能正確畫出彈力的示意圖。5、通過試驗探究彈簧彈力和形變量的關(guān)系，理解胡克定律，了解科學(xué)探討方法。6、了解彈力在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，體會物理與生產(chǎn)和生活休戚相關(guān)。重點難點1、理解重力的大小和方向，知道重心的概念程。（重點）2、彈力的產(chǎn)生條件，彈力方向的推斷。（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。（難點）4、通過試驗探究彈簧彈力和形變量的關(guān)系，理解胡克定律。（難點）自主探究重力1、產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力。2、大小(1)在試驗室中可以用彈簧測力計測量重力的大小。(2)重力的計算公式是G＝mg，公式中G是物體的重力，m是物體的質(zhì)量，g是自由落體加速度。3、方向：總是豎直向下。4、重心(1)定義：重力的等效作用點。(2)重心位置確定因素：物體的形態(tài)和質(zhì)量分布。彈力1、定義：發(fā)生形變的物體，由于要復(fù)原原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)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收縮的方向。胡克定律1、內(nèi)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(nèi)。探究思索重力及重心的理解1、對重力的理解（1）產(chǎn)生：重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但由于地球自轉(zhuǎn)的影響，重力一般不等于地球?qū)ξ矬w的引力．與引力相比，重力大小略微小一些(兩極除外)，方向略微偏一些(兩極和赤道除外)。（2）大?。篏＝mg，同一物體的重力隨所處緯度的上升而增大，隨海拔高度的增大而減小。（3）方向：豎直向下，除了赤道和兩極，豎直向下并不是指向地球的球心。2、重心的性質(zhì)及確定方法（1）重心的特點：重心是重力的等效作用點，并非物體的其他部分不受重力作用。（2）重心的位置及確定因素①位置：重心的位置可以在物體上，也可以在物體外。②確定因素a．物體質(zhì)量分布狀況。b．物體的形態(tài)。（3）重心位置的確定方法①質(zhì)量分布勻稱、形態(tài)規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上。②形態(tài)不規(guī)則的薄形物體，可用支撐法或懸掛法來確定重心?！镜淅弧?、把一個薄板狀物體懸掛起來，靜止時如圖所示，則對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．重力大小和物體運動狀態(tài)有關(guān)C．重力的方向總是指向地心的D．薄板的重心肯定在直線AB上解題思路：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，選項A錯誤；重力的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，選項B錯誤；重力的方向豎直向下，選項C錯誤；因為繩對板的拉力與板受的重力為一對平衡力，必在一條直線上，所以薄板的重心肯定在直線AB上，選項D正確答案：D彈力的有無及方向推斷1、產(chǎn)生彈力必備的兩個條件(1)兩物體間相互接觸。(2)發(fā)生彈性形變。2、推斷彈力有無的三種常見方法(1)干脆推斷：對于形變較明顯的狀況，可依據(jù)彈力產(chǎn)生條件干脆推斷。(2)間接推斷①分析物體所受其他力的狀況。②依據(jù)物體的運動狀態(tài)分析物體應(yīng)具有的受力特點。③結(jié)合前兩點推斷物體是否還需受彈力作用。(3)“假設(shè)法”推斷：常見以下三種情形。①假設(shè)與探討對象接觸的物體解除接觸，推斷探討對象的狀態(tài)是否改變，若狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若狀態(tài)改變，則此處存在彈力。②假設(shè)有彈力，看看探討對象還能否保持平衡或原來的運動狀態(tài)．若能保持，則說明有彈力；若不能保持，則說明沒有彈力。③假設(shè)沒有彈力，看看探討對象還能否保持平衡或原來的運動狀態(tài)．若能保持，則說明沒有彈力；若不能保持，則說明有彈力?！镜淅?、靜止的車廂頂部用細線豎直懸掛一小球，如圖所示，小球下方與一光滑斜面接觸．關(guān)于小球的受力，下列說法正確的是()A．細線對它肯定有拉力作用B．細線可能對它沒有拉力作用C．斜面對它可能有支持力作用D．斜面對它肯定有支持力作用解題思路：小球必定受到重力和細線的拉力．小球和光滑斜面接觸，斜面對小球沒有彈力(假設(shè)有彈力，小球?qū)⑹艿饺齻€力作用，重力和細線的拉力在豎直方向上，彈力垂直于斜面對上，三個力的合力不行能為零，小球?qū)⑾蛴疑戏竭\動，與題設(shè)條件沖突，故斜面對小球沒有彈力)．故小球只受到重力和細線對它的拉力兩個力，故選項A正確，選項B、C、D錯誤。答案：A試驗：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1、試驗步驟（1）按如圖所示安裝試驗裝置，登記彈簧下端不掛鉤碼時彈簧的長度l0。（2）在彈簧下端懸掛一個鉤碼，平衡時登記彈簧的總長度，并登記鉤碼的重力。（3）增加鉤碼的個數(shù)，重復(fù)上述試驗過程，將數(shù)據(jù)填入表格．以F表示彈力，l表示彈簧的總長度，x＝l－l0表示彈簧的伸長量。1234567F/Nl/cmx/cm2、數(shù)據(jù)處理（1）以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖。（2）以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力和彈簧伸長量之間的函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表達式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù)，這個常數(shù)也可據(jù)F-x圖線的斜率求解，k＝eq\f(ΔF,Δx)。（3）得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系，說明函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義。3、誤差分析（1）偶然誤差：由于讀數(shù)和作圖不準產(chǎn)生的誤差，為了減小偶然誤差要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。（2）系統(tǒng)誤差：彈簧豎直懸掛時未考慮彈簧重力的影響產(chǎn)生的誤差，為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)運用較輕的彈簧。【典例三】3、某同學(xué)利用如圖（a）裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系”的試驗。(1)在安裝刻度尺時，必需使刻度尺保持________狀態(tài)。(2)他通過試驗得到如圖（b）所示的彈力大小與彈簧長度l的關(guān)系圖線．由此圖線可得該彈簧的原長______，勁度系數(shù)________.(3)他又利用本試驗原理把該彈簧做成一把彈簧測力計，當彈簧測力計上的示數(shù)如圖（c）所示時，該彈簧的長度________.解題思路：(1)懸掛重物后,彈簧沿豎直方向伸長,要測量彈簧沿豎直方向上的伸長量,刻度尺要保持豎直狀態(tài)。

(2)假如以彈簧長度x為橫坐標,彈力大小F為縱坐標,作出圖像,那么圖像與橫軸的截距表示彈簧的原長,圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù),所以依據(jù)圖像可知,該彈簧的原長,勁度系數(shù)。

(3)彈簧測力計的示數(shù)表示彈力的大小,即,所以該彈簧的長度為。答案：(1)豎直(2)4;50(3)10隨堂訓(xùn)練1、如圖所示，兩輛車在以相同的速度做勻速直線運動，依據(jù)圖中所給信息和所學(xué)學(xué)問你可以得出的結(jié)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態(tài)或質(zhì)量分布無關(guān)D.力是使物體運動的緣由答案：A2、關(guān)于彈力和形變的理解，下列說法正確的是（）A.輕桿對物體的彈力總是沿著輕桿的方向B.木塊放在桌面上受到向上的支持力，這是木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的C.用一根細竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竿的推力是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的D.掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是由于電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的答案：D3、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，是因為汽車發(fā)生了形變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，是因為橋面發(fā)生了彈性形變D.汽車受向上的彈力，是因為汽車發(fā)生了形變答案：AC4、在半球形光滑容器內(nèi)，放置一細桿，如圖所示，細桿與容器的接觸點分別為兩點，則容器上兩點對細桿的作用力的方向分別為（）A.均豎直向上 B.均指向球心C.B點處的彈力垂直于細桿向上 D.A點處的彈力指向球心O答案：CD5、如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。

(1)為完成試驗，還須要的試驗器材有：______。

(2)試驗中須要測量的物理量有：______。

(3)圖乙是彈簧彈力與彈簧伸長量x的圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為______。

(4)為完成該試驗，設(shè)計的試驗步驟如下：

A.以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組對應(yīng)的點，并用平滑的曲線連接起來；

B.登記彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度；

C.將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧旁邊豎直固定一把刻度尺；

D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個鉤碼，并分別