新教材高中物理3.1重力與彈力導學案2新人教版必修第一冊

PAGEPAGE103.1重力與彈力1.知力物間相作用知力有小有向，分的示力示意。2.知重產(chǎn)的大小方；知道重心的概念和勻稱物體重心的位置。3．知道常見的形變；知道彈力產(chǎn)生的緣由和條件。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．通過試驗探究彈力和彈簧形變量的關系，理解胡克定律，了解科學探討方法。一、力的概念在國單制，的位是 ，號為 。力是 作用一物體到作用肯定有 它加種作用。力不能離開 和 而獨立存在，力可以用一根 來表示，它的表示力的大小，它的 表示力的方向， 表示力的作用點。這種表示力的法為的 。二、重力重力由 的吸而生力方總是 向。重力大G＝ g為重加度g＝.8s2同地力大質(zhì)量 ，不同因g不而同．重心位置與 和物體 有關，質(zhì)量分布勻稱、形態(tài)規(guī)則的物體的重心在物體的上．心“以在或“” 物上．三、彈力1.形變：物體在力的作用下________（形態(tài)）或_______（體積）發(fā)生的變更.2.彈性形變：物體在形變后撤去作用力時能夠_________（復原原狀）的形變.3.彈性限度：假如形變過大，超過肯定的限度，撤去作用力后物體_____（不能）(填“能”或“不能”)完全復原原來的形態(tài)，這個限度叫做彈性限度.4.彈力(1)定義：發(fā)生_______（形變）的物體，由于要復原原狀，對________（與它接觸）的物體產(chǎn)生的力.(2)產(chǎn)生的條件：①兩物體_________（干脆接觸）；②發(fā)生________（彈性形變）5、幾種彈力及方向（1）壓力和支持力的方向都________（垂直）于物體的接觸面.（2）繩的拉力方向總是沿著繩子而指向繩子_______（收縮）的方向.繩中的彈力經(jīng)常叫做張力.四、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，即F＝kx.2.勁度系數(shù)：其中k為彈簧的_______（勁度系數(shù)），單位為_______（牛頓每米），符號是N/m.是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量.一、力的概念情景設置：運動員踢球，球由靜止變?yōu)檫\動；汽車剎車后會漸漸停下來；球撞到地面上會彈起來；彈簧被壓縮長度會變短；用手壓鋸條，鋸條會變彎。1、前三個現(xiàn)象是物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變更，后兩個現(xiàn)象是說物體的形態(tài)發(fā)生了變更，請你分析一下，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？2、通過上例分析，一個力的存在須要幾個物體？有人說力總是成對出現(xiàn)的，你認為呢？3、有人說物體間有力作用時，兩物體必需干脆接觸，你同意這種觀點嗎？請舉例說明。4、通過以上學習和探討請你總結(jié)力有哪些性質(zhì)？力的作用效果又有哪些？力的作用效果是由哪些因素來確定的？5、請你說出力的圖示和力的示意圖的區(qū)分？二、重力情景設置：拋出的物體會落回地面；樹上掉下的蘋果也會落向地面1、你能對這些自然現(xiàn)象做出合理的說明嗎？2、有人說重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力，你是否贊成這種說法，說出你的理由？3、有人說：地球表面旁邊的一切物體，不論是靜止的，還是運動的，不論是否與地面接觸，都受重力作用。重力與運動狀態(tài)和接觸面狀況均無關。你贊成這種觀點嗎？4、有一種觀點，重力的方向是指向地心的，所以地面上全部物體的重力的方向都相同。你是否同意這種觀點，說出你的理由。5、我們把重力的等效作用點叫重心，那么如何來確定物體的重心呢？物體的重心是不是肯定在物體上？物體的重心與哪些因素有關呢？三、彈力（一）、形變和彈力【自學指導一】(1)如圖所示，取一個扁玻璃瓶，里面盛滿水，用穿有透亮細管的橡皮塞封口，使水面位于細管中，用手捏玻璃瓶，會看到什么現(xiàn)象？說明什么？(2)用手壓橡皮泥，橡皮泥發(fā)生形變；腳踩在松軟的泥土上，留下了深深的腳印(形變)，這兩種形變與玻璃瓶的形變有什么不同？(3)如圖所示，被拉長的彈簧對手有一個拉力的作用，這個拉力是如何產(chǎn)生的？【答案】(1)用手捏玻璃瓶，管中水面會上升(或下降).說明受壓時玻璃瓶發(fā)生形變，體積變小(或變大)了.(2)橡皮泥、泥土受力后發(fā)生的形變，在撤去外力后不能復原原狀(非彈性形變)，玻璃瓶的形變在撤去外力后能復原原狀(彈性形變).(3)彈簧受到拉力后發(fā)生形變(伸長)，發(fā)生形變的彈簧要復原原狀，對手就產(chǎn)生了拉力.【升華總結(jié)】1.彈性形變和非彈性形變彈性形變：撤去外力后能復原原狀的形變.非彈性形變：撤去外力后不能復原原狀的形變.發(fā)生彈性形變的物體，外力過大，超過肯定的限度(彈性限度)，會變成非彈性形變.彈力的產(chǎn)生必需同時具備兩個條件：(1)兩物體干脆接觸；(2)兩物體接觸處發(fā)生彈性形變.3.顯示微小形變的方法顯示微小形變可以用光學放大法(圖)和力學放大法(圖)，它們都是把微小的形變進行放大，便于視察.、彈力的方向彈力有無的推斷1.彈力的方向與施力物體形變方向相反，作用在迫使物體發(fā)生形變的那個物體上，幾種常見狀況如下：(1)壓力、支持力的方向：總是垂直于接觸面，若接觸面是曲面，則垂直于接觸面的切線；若接觸面是球面，彈力方向的延長線或反向延長線過球心，如圖所示.(2)繩的拉力方向：總是沿著繩并指向繩收縮的方向.【易錯點分析】推斷彈力有無的兩個誤區(qū)1.誤認為兩物體只要接觸就肯定存在彈力作用，而忽視了彈力產(chǎn)生的另一條件——發(fā)生彈性形變.2.誤認為有形變肯定有彈力，而忽視了彈性形變和非彈性形變的區(qū)分.（三）、胡克定律對于同一根彈簧，被拉得越長，彈簧的彈力越大，關于彈簧彈力的大小，甲說：彈簧彈力大小與其長度成正比；乙說：彈力的變更量ΔF與彈簧形變的變更量Δx成正比.哪個同學說法正確？【答案】甲錯，乙對.彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比，即F＝kx，也有ΔF＝k·Δx.【升華總結(jié)】胡克定律1.成立條件：在彈性限度內(nèi).2.對F＝kx的理解(1)x是彈簧的形變量，而不是彈簧形變后的長度.(2)k為彈簧的勁度系數(shù)，反映彈簧本身的屬性，由彈簧自身的長度、粗細、材料等因素確定，與彈力F的大小和伸長量x無關.(3)F－x圖象是一條過原點的傾斜直線(如圖所示)，直線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k.(4)彈簧彈力的變更量ΔF與形變量的變更量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.【易錯點分析】1.輕彈簧有壓縮和拉伸形變，既能產(chǎn)生壓力，又能產(chǎn)生拉力，方向均沿彈簧的軸線方向.2.假如題目中只告知彈簧的形變量，并沒有指出是伸長還是壓縮，或只告知彈簧彈力的大小，并沒有指出彈簧處于拉伸狀態(tài)還是處于壓縮狀態(tài)，就要分別進行探討.3.輕彈簧的一端空載時彈力為零，不空載時兩端彈力必定相等.一、單選題1、下列關于重力、重心的說法，正確的是（）A．任何有規(guī)則形態(tài)的物體，它的重心肯定與它的幾何中心重合B．任何物體的重心都在物體內(nèi)，不行能在物體外C．用一繩子將物體懸掛起來，物體靜止時，該物體的重心不肯定在繩子的延長線上D．重力是由于地面旁邊的物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的2、有關重力和重心的說法正確的是（）A．形態(tài)規(guī)則的物體其重心肯定在其幾何中心B．重心肯定在物體上C．重力的大小與物體的運動狀態(tài)無關D．可以用懸掛法測一切物體的重心3、如圖所示，四種情境中物體A均處于靜止狀態(tài)，它與外界的接觸面（點）均光滑，其中物體A所受彈力示意圖不正確的是（）A．兩球完全相同且接觸，O為A球的球心 B．O為A球的球心，C為A球重心C．O為A球的球心，墻壁豎直 D．O為半球形的球心，A為一根勻稱直棒4、關于重力的說法中正確的是A．重力G跟質(zhì)量m的關系式中，g肯定等于B．重力的方向總是垂直向下的C．重力就是物體對水平桌面的壓力D．不論物體是靜止還是運動，受到的重力都一樣二、多選題5、足球運動是目前全球體育界最具影響力的項目之一，深受青少年寵愛。如圖所示為四種與足球有關的情景。下列說法正確的是A．甲圖中，靜止在草地上的足球受到的彈力就是它的重力B．乙圖中，足球被踢出后飛行過程中受到重力和運動員對它彈力的作用C．丙圖中，足球入網(wǎng)時球網(wǎng)繩子中的彈力都沿繩子收縮方向D．丁圖中，運動員爭頂頭球時頭部受到的彈力是由于足球發(fā)生了形變6、關于力的說法，正確的是A．強相互作用力和弱相互作用力都屬于短程力B．物體同時受幾個力作用時，運動狀態(tài)肯定發(fā)生變更C．物體懸掛靜止不動，物體的重心必與懸點在同一豎直線上D．兩個相互作用的物體中，一個物體假如是受力物體、則必定不是施力物體三、非選擇題7、薄板重力的位置可以通過兩次懸掛來確定，如圖所示：先在A點用細線把物體懸掛起來，通過A點沿繩所在直線在薄板上畫一條豎直線AB，然后再選另一處D點用細繩把物體懸掛起來，同樣通過D點沿繩所在直線在薄板上面一條豎直線DE，AB和DE的交點C，就是薄板的重心．請你證明用這種方法確定重心的合理性．8、如圖為一輕質(zhì)彈簧的長度l和彈力F大小的關系，試由圖線確定：（1）彈簧的原長；（2）彈簧的勁度系數(shù)；（3）彈簧伸長了15cm時彈力的大小．一、單選題1、霞浦納海容山，水產(chǎn)品種類多樣，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量豐富。今年柚子豐收。一個柚子靜止放在水平桌面上時，下列說法正確的是A．柚子對桌面的壓力就是柚子受的重力B．柚子對桌面的壓力是彈力，是由于桌面的形變而產(chǎn)生的C．桌面對柚子的支持力是彈力，是由于桌面的形變而產(chǎn)生的D．只有柚子發(fā)生了微小形變2、如圖所示，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，上端固定在天花板上，下端懸掛一木塊。木塊處于靜止狀態(tài)時彈簧的伸長量為彈簧的形變量在彈性限度內(nèi)，則木塊所受重力的大小等于A． B． C． D．3、某同學利用如圖甲所示的裝置探究彈簧的彈力F與彈簧伸長量x的關系。在試驗過程中，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，彈簧自身質(zhì)量可忽視不計。依據(jù)試驗數(shù)據(jù)，他作出了F-x圖像，如圖乙所示，據(jù)此可知：A．彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m。B．彈簧的彈力F跟彈簧的長度成正比C．彈簧的彈力F跟彈簧伸長量x成正比D．彈簧的彈力F跟彈簧伸長量x成反比4、三個同學用同一個彈簧拉力器(如圖)來比試臂力，大家都不甘示弱，結(jié)果每個人都能把手臂撐直，則()A．手臂長的人所用的拉力大 B．臂力大的人所用的拉力大C．體重大的人所用的拉力大 D．三個人所用的拉力一樣大二、多選題5、下列說法中正確的是（）A．重力的方向總是指向地心B．質(zhì)量分布勻稱、幾何形態(tài)規(guī)則的物體的重心與物體的幾何中心重合C．地球表面的重力加速度隨高度的增大而減小，在山頂?shù)闹亓铀俣刃∮谏降椎闹亓铀俣菵．地球表面的重力加速度隨緯度增大而減小，在南、北兩極重力加速度最小6、在光滑半球形容器內(nèi)，放置一細桿，細桿與容器的接觸點分別為A.B兩點，如圖所示.關于細桿在A.B兩點所受支持力的說法，正確的是A．A點處方向指向球心，是由于容器的形變產(chǎn)生的B．A點處方向垂直細桿向上，是由于容器的形變產(chǎn)生的C．B點處方向垂直細桿向上，是由于容器的形變產(chǎn)生的D．B點處方向豎直向上，是由于細桿的形變產(chǎn)生的三、非選擇題7、如圖所示，把一個直立于水平面上的邊長為a的正方形勻質(zhì)薄板ABCD繞C點翻轉(zhuǎn)到對角線AC處于豎直位置，其重心位置上升了多少？8、某同學利用如圖（a）裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關系”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F與彈簧長度x的關系圖線，由此圖線可得勁度系數(shù)k=____N/m．（3）他又利用本試驗原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當彈簧秤上的示數(shù)如圖（c）所示時，該彈簧的長度x=_____cm．參考答案【實踐探討】1、D；2、C；3、D；4、D；5、CD；6、AC；7、【答案】見解析【解析】因為重力方向豎直向下，將物體沿A點吊起，然后沿A點豎直方向畫一條線段AB，將物體再沿D點吊起，然后沿D點豎直方向畫一條線段DE，兩條線段的交點C即為該物體的重心；將物體吊起后，物體處于靜止狀態(tài)，它受到的地球的吸引力和繩子對它的拉力是一對平衡力，故這種方法運用了二力平衡和重力的方向是豎直向下的學問。8、【答案】（1）10cm；（2）200N/m；（3）30N【解析】（1）當F=0時，彈簧處于原長狀態(tài)，由圖讀出F=0時，l=10cm，即彈簧的原長為l0=10cm．（2）由圖知：F=10N，l=5cm則彈簧被壓縮的長度x=l0-l=10cm-5cm=5cm=0.05m．依據(jù)胡克定律F=kx得：k==N/m=200N/m；（3）當彈簧伸長了x′=15cm=0.15m，彈力的大小為F′=kx′=200×0.15N=30N；【課后鞏固】1、C；2、D；3、C；4、A；5、BC；6、AC；7、【答案】【解析】