第1节重力与弹力高一物理自学讲练资料

高一物理同步自学讲练资料——新教材第三章?重力与弹力?【学习任务】1、了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的根本构成，知道打点计时器的计时原理，并学会使用打点计时器。2、通过实例学会依据纸带上的点分析小车的运动性质。3、通过实例学会依据纸带上的点分析打点计时器打各点时的瞬时速度。4、通过实例学会依据纸带上的点求小车的加速度。【学问梳理】一重力1、重力的根本概念1、定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。2、施力物体:地球。在地球四周的一切物体，都会受到重力的作用，与物体所处的运动状态无关与物体是否受到其他力完全无关。3、地球对物体的吸引力不等于物体所受到的重力。重力是地球引力的一个分力，方向和地心有一个很小的偏角，略小于引力2、重力的大小1、弹簧测力计测重力:1重物静止挂在弹簧测力计上，因此重物所受的重力与弹簧对重物的拉力是.对平衡力，等大反向共线。②同时,由于重物对弹簧的拉力和弹簧对重物的拉力是一对作用力与反作用力因此大小是相等的。可得，弹簧测力计的示数就是重物的重力大小。2、公式:G=mg。其中。地球的不同地方，g的大小不同，重力的大小不同。留意:重力和质量的区分(1〕质量是物体的固有属性。质量不会随着位置的转变而转变。但是重力会随着位置的转变而转变，同一物体在不同星球或者同一星球的不同地方重力一般不同。(2〕质量是标量，重力是矢量。(3〕质量用天平测量，重力是用测力计测量。二、重力的大小和方向1.重力的大小:G=mg〔高中阶段一般取g=10N/kg2.重力的方向:竖直向下(1)〕重力的方向不是垂直向下。垂直向下，是针对某一个平面来说的。比方，物体对斜面的压力垂直于斜面对下，重力的方向也可以说是垂直于水平面。〕重力的方向不肯定指向地心，重力是地球引力的一个分力，方向和地心有一个很小的偏角。在两极时直向地心。3、重力方向确实定方法1.先确定水平面所谓的水平面，是指水完全静止时所形成的平面。确定了水平面后，垂直于水平面对下的方向，就是竖直向下的方向，也就是重力的方向。2.重锤线〔铅垂线)在一根细软绳下挂一重物，就可做成一个重锤线。当将细软绳挂在某处悬空静止时，沿绳向下的方向就是竖直向下的方向，也就是重力的方向这种方法常用于建筑准直。三重心1重心的概念1、定义:重心就是各局部重力的等效作用点，或各局部所受重力的合力的作用点。2、重心概念的提出:将物体全部质量集中到一点，不影响争论结果，这其实就是一种等效替代的思想。2、重心的位置1、质量分布匀称，外形规那么的物体，其重心就在几何中心上。厚度匀称的球壳例如_上图所示，即便是球壳，只要厚度匀称外形规那么，重心仍旧在几何中心上。2、质量分布匀称，外形不规那么的物体，其重心位置可以用几何方法推断。例如:两把质量分布匀称、宽度相等的尺子如图连接在起，如何确定它的重心呢?四形变与弹性形变1、形变1.定义:物体在力的作用下，外形或体积会发生转变，这种变化叫做形变在力的作用下，物体可以发生形变，也可以发生运动状态的转变，也可以是两者同时发生变化。2.形变的种类:拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭曲形变。二、微小形变的观看有时物体的形变很小，不易观看，需要借助于仪器或其他帮助物才能观测，这里介绍两种。1.．观看桌面受压时的微小形变可在桌面上放两个平面镜，用小型激光源放射激光照耀平面镜M,用力压桌面，让一束光依次被两面镜子反射，通过反光镜的放大原理可以使也回上的光点移动很大的距离。2．观看玻璃瓶被挤压时的微小形变可把一圆玻璃瓶装满水，瓶口用中间插有细管(透亮?????)的瓶塞塞住，如右图所示，用手挤压玻璃瓶，细管中的水就会上升，松开手，水面又降回原处。2想一想:假如换成扁玻璃瓶,按压“凸〞面、“扁〞面效果一样吗?以上两组试验使用了放大法、转换法的试验方法。3、弹性形变本节主要争论拉伸(或压缩)形变。1.弹性形变:物体在外力作用下发生形变，假如撤去外力后，能恢复原状，这种形变叫弹性形变。2.弹性限度:假如外力使物体的形变过大，超过肯定限度，在撤去外力后，形变不能完全恢复，这个限度就叫弹性限度。范性形变:物体在外力作用下发生形变，假如撤去外力后，不能恢复原状这种形变叫范性形变，如一般的橡皮泥被捏后变形。五几种常见的弹力1弹力的根本概念1、定义:发生形变的物体由于要恢复原状，对跟它接触的使它形变的物体产生的力。2、条件:相互接触;产生弹性形变。例如压缩的弹簧对外界产生的力。2、几种常见的弹力1、压力和支持力如上图，一本书放在桌子上，其实桌子是有微小形变的，桌子想要恢复到原来外形，因此会对书产生一个支持力F1，这个支持力就是种弹力。同时书也有微小的形变，书也想要恢复到原来的外形，因此书会对桌面产生一个压力F2,这个力也是种弹力。(1)支持力和压力都是弹力。(2)压力的方向是总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。2、绳的拉力如图是绳子下端系一个重物，我们来分析一下，首先绳子是有形变的，所以会产生一个向上收缩的力，即绳子的拉力，所以绳子的拉力也是一种弹力，它的方向沿着绳子并指向绳收缩的方向。同时重物也有形变，所以重物对绳子会产生一个向下的力，这个力也是弹力。三、弹力方向的总结弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力，方向相反，或者说与施力物体形变的方向相反。【反应练习】推断题1．推断以下关于力的说法的正误〔1〕甲用力把乙推倒，说明甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用()〔2〕只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受力，不会施力()〔3〕任何一个物体，肯定既是受力物体，也是施力物体()〔4〕两个力的大小都是5N，那么这两个力肯定相同()2．推断正误：〔1〕自由下落的物体所受重力为零。()〔2〕重力的方向不肯定指向地心。()〔3〕弹力肯定产生在相互接触的物体之间。()〔4〕相互接触的物体间肯定有弹力。()〔5〕F=kx中“x〞表示弹簧形变后的长度。()〔6〕弹簧的形变量越大，劲度系数越大。()〔7〕弹簧的劲度系数由弹簧自身性质打算。()〔8〕胡克定律是英国科学家胡克发觉的。()3．推断以下说法的正误。〔1〕重力的方向总是垂直于地面。()〔2〕重心是物体重力的作用点，重心肯定在物体上。()〔3〕发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状。()〔4〕静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是由于地面发生了形变。()【反应答案】1．错误错误正确错误【详解】〔1〕由于力的作用是相互的，所以甲对乙有力的作用，乙对甲也有力的作用，错误；〔2〕无论有无生命或有无动力，物体是施力物体的同时也是受力物体，错误；〔3〕由力的相互性可知，任何一个物体，肯定既是受力物体，也是施力物体，正确；〔4〕力是矢量，比拟两个力是否相同，除了要比拟其大小之外，还要比拟其方向，错误。2．错误正确正确错误错误错误正确正确【详解】〔1〕[1]重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，自由下落的物体受到的重力并没有变化，〔1〕错误。〔2〕[2]重力方向竖直向下，只有在赤道或南北两极，重力方向指向地心，其它位置重力方向不指向地心，〔2〕正确。〔3〕[3]弹力肯定产生在相互接触的物体之间，〔3〕正确。〔4〕[4]只有相互接触且发生弹性形变的物体间才有弹力的作用，〔4〕错误。〔5〕[5]F=kx中“x〞表示弹簧的形变量，〔5〕错误。〔6〕[6]弹簧的劲度系数与弹簧的粗细、材料有关，与弹簧伸长量无关，〔6〕错误。〔7〕[7]弹簧的劲度系数与弹簧的粗细、材料有关，〔7〕正确。〔8〕[8]胡克定律是英国科学家胡克发觉的，〔8〕正确。3．错误错误错误正确【详解】略【认知提升】重点学问：重力1.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。施力物体：地球受力物体：物体留意：重力是非接触力。2.大小：G＝mg，g就是自由落体加速度。〔1〕重力的大小G＝mg，只与质量和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关。〔2〕重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大〔同一高度〕；海拔越高，g越小，离地面越近，g越大。3.方向：竖直向下。竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面对下，也不等同于指向地心。4.作用点——重心〔1〕重心：一个物体的各局部都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各局部受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。〔2〕打算因素：①物体的外形；②物体的质量分布。〔3〕确定方法：对外形不规那么的薄板状物体，可以采纳悬挂法来确定重心的位置。〔4〕重心是物体各局部所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用。质量分布匀称、外形规那么的物体的重心在其几何中心。重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。重点学问：弹力一、弹力1.定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。2.产生的条件：①两物体直接接触；②发生弹性形变。二、几种弹力及方向1.压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面。2.绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向。绳中的弹力常常叫做张力。三、胡克定律1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长〔或缩短〕的长度x成正比。2.公式：F＝kx。k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米。拓展拔高：如下图，A、B两物体的重力分别是GA＝3N，GB＝4N。A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧中的弹力F＝2N，那么细线中的张力及B对地面的压力的可能值分别是〔〕A.5N和6NB.5N和2NC.1N和6ND.1N和2N【答案】BC【解析】弹簧假如处于被拉伸的状态，它将有收缩到原状的趋势，会向下拉A，向上提B，那么B项正确；弹簧假如处于被压缩的状态，将向两边恢复原状，会向上顶A，向下压B，那么C项正确，应选B、C。归纳总结：1.重力的产生缘由：地球的吸引。但是重力并不是地球引力，重力≠吸引力；方向为竖直向下；作用点为重心。2.产生弹力的条件是接触并发生弹性形变；把握几个典型弹力方向。3.F=kx；k是劲度系数，由弹簧本身打算；x是形变量，不是弹簧长度。【精准练习】一、单项选择题1．〔2022秋·上海黄浦·高一上海市大同中学校考阶段练习〕从力学角度对以下文言进行解读，有误的一项为哪一项〔〕A．“无边落木萧萧下〞：落叶受到的重力及空气阻力可以转变其运动状态B．“不尽长江滚滚来〞：后浪与前浪的作用是相互的C．“轻挖慢捻抹复挑〞：大小、方向不同的力，对琵琶弦产生的形变效果不同D．“栗深林兮惊层巅〞：使树木颤抖的力，没有相应的施力物体2．〔2023·浙江·统考高考真题〕图为“玉兔二号〞巡察器在月球上从O处行走到B处的照片，轨迹OA段是直线，AB段是曲线，巡察器质量为135kg，那么巡察器〔〕A．受到月球的引力为1350N B．在AB段运动时肯定有加速度C．OA段与AB段的平均速度方向相同 D．从O到B的位移大小等于OAB轨迹长度3．〔2023秋·高一课时练习〕在城市楼房的建筑工地上常常见到塔吊，工人师傅在安装塔吊时，常在塔吊臂的未装滑轮端安装一个大的铁箱，并在铁箱内装入很重的沙子〔如下图〕，其主要目的是〔〕A．为了左右对称，美观B．增加塔吊重量，防止被风吹得左右摇摆C．防止沙子不够用，做临时补充D．使塔吊起吊建材时重心落在竖直固定架上，工作起来更加平衡、平安4．〔2021春·广西贺州·高一阶段练习〕重阳节那天，李晓同学网购了一双老人鞋送给奶奶，奶奶穿后说：“鞋底弹性好，穿着很舒适，〞奶奶所说的“弹性好〞，正确的理解是〔〕A．鞋底不受弹力 B．鞋底的弹性形变较明显C．鞋底不发生形变 D．鞋底消退了人的重量5．〔2021秋·高一校考课时练习〕以下选项中，所画弹力方向不正确的选项是〔〕A． B．C． D．6．〔2023春·海南儋州·高一校考期中〕为了骑行舒适，电动车装有减震弹簧，如图，当骑行者对车的压力增大时，弹簧的〔〕A．劲度系数增大 B．劲度系数减小 C．压缩量增大 D．压缩量减小7．〔2023·高一课时练习〕一小组将两个完全相同的轻弹簧分别按图甲和图乙连接，等效为两个新弹簧，测得两个新弹簧的“拉力与弹簧伸长量的关系图像〞如图丙所示，那么以下说法正确的选项是〔〕A．F=2N时甲图中每个弹簧伸长B．F=2N时乙图中每个弹簧伸长C．原来每个弹簧的劲度系数为20N/mD．b为甲图弹簧得到的图像二、多项选择题8．〔2023秋·高一课时练习〕以下物体的设计中能增大稳度的是〔〕A．不倒翁的下部填充实物，上部空壳B．赛车有一副“身矮轮宽〞的怪模样C．凳子将四条腿改为三条腿D．船的两头尖，中间宽9．〔2023秋·高一课时练习〕两个光滑的木板固定为如下图的结构，其中下面的木板水平，小球A放于其中，且与两木板都接触，那么〔〕A．两个木板对A都有弹力作用B．只有下面的木板对A有弹力作用C．将图中结构整体逆时针旋转一小角度后，A球受两木板的弹力作用D．将图中结构整体逆时针旋转一小角度后，A球仅受左边木板的弹力作用10．〔2022秋·福建泉州·高一福建省永春第一中学校考竞赛〕一长度为l、劲度系数为k的匀称轻弹簧分割成长度分别为l1和l2的两局部，且l1=nl2，n为整数，那么相应的劲度系数k1和k2为〔〕A． B． C． D．11．〔2022秋·河北石家庄·高一开学考试〕关于如下图的弹簧测力计，以下说法正确的选项是〔〕A．弹簧测力计的量程及最小分度值分别是和B．在弹性限度内，弹簧测力计的弹簧伸长越长，它所受的拉力就越大C．使用弹簧测力计只能测出竖直方向上的拉力而无法测出水平方向的拉力D．量程大的测力计弹簧长度肯定比量程小的测力计弹簧长度长12．〔2021秋·海南海口·高一海口一中阶段练习〕如下图，A、B两物体的重力分别是GA=3N，GB=4N。A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧的弹力F=2N，那么细线中的张力及B对地面的压力的可能值分别是〔〕A．5N和2N B．5N和1N C．1N和5N D．1N和6N三、作图题13．〔2022秋·江苏苏州·高一江苏省苏州第十中学校阶段练习〕画出图中〔a〕、〔b〕两种状况下物体M的受力示意图。其中〔a〕图为质量分布匀称、光滑球放在斜墙与水平地面间保持静止；〔b〕图的竖直墙面光滑，地面粗糙，梯子质量分布匀称。四、解答题14．〔2022·高一课时练习〕如下图，用10N的力托着一本书，用500N的力推汽车，如何简洁明白地表示出这两个力呢？15．〔2023秋·高一校考课时练习〕一只热气球下面吊着重量为G=2000N的吊篮，沿与水平面成45°角的方向斜向上匀速飞行，如下图。假设只考虑吊篮受到空气浮力和空气阻力，请画出吊篮受力的图示。【精准练习参考答案】1．D【详解】A．力转变物体的运动状态，诗句中的落叶受到重力以及空气阻力的作用，从而转变了运动状态，故A项正确，不符合题意；B．力的作用时相互的，后浪对前浪有个力的作用，同样前浪对后浪也有一个力的作用，故B项正确，不符合题意；C．力的对物体的作用效果之一是使物体发生形变，所以大小、方向不同的力使琵琶的琴弦产生的形变也不相同，故C项正确。不符合题意；D．力具有物质性，即肯定存在施力物体与受力物体，故D项错误，符合题意。应选D。2．B【详解】A．在月球上的g与地球不同，故质量为135kg的巡察器受到月球的引力不是1350N，故A错误；B．由于在AB段运动时做曲线运动，速度方向肯定转变，肯定有加速度，故B正确；C．平均速度的方向与位移方向相同，由图可知OA段与AB段位移方向不同，故平均速度方向不相同，故C错误；D．依据位移的定义可知从O到B的位移大小等于OB的连线长度，故D错误。应选B。3．D【详解】物体的重心与物体的外形和质量分布有关，塔吊臂未装滑轮端安装铁箱并配重后，当吊起重物时，可以使重心落在竖直固定架上，增加稳度。应选D。4．B【详解】ABCD．“弹性好〞是指鞋底的弹性形变较明显，故ACD错误，B正确。应选B。5．D【详解】弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体或沿绳子收缩的方向。故D中地面的支持力方向垂直地面对上。应选D。6．C【详解】AB．弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质打算，所以当骑行者对车的压力增大时，劲度系数不变，故AB错误；CD．依据胡克定律当压力增大时，弹簧的弹力增大，那么弹簧的压缩量增大，故C正确，D错误。应选C。7．A【详解】ABD．依据弹簧串联与并联的特点可知，两条弹簧并联后新弹簧的劲度系数增大，而串联后新弹簧的劲度系数相对较小；弹簧的拉力与弹簧伸长量的关系图像中，直线的斜率比照胡克定律F=kΔx可知，直线的斜率即表示弹簧的劲度系数。由于a的劲度系数大，b的劲度系数小，所以a为甲图弹簧得到的图像，b为乙图弹簧得到的图像。甲图是两根弹簧并联，新弹簧的伸长量等于每一个弹簧的伸长量，所以甲图中，F=2N时每个弹簧都伸长，A正确、BD错误；C．由丙图可知，新弹簧的劲度系数那么原来每个弹簧的劲度系数肯定不是20N/m，C错误。应选A。8．AB【详解】A．不倒翁的结构能降低重心，从而增大稳度，A正确；B．赛车的宽轮胎能增大接触面，从而增大稳度，B正确；CD．凳子将四条腿改为三条腿，船的两头尖，中间宽，均不能增大稳度，CD错误。应选AB。9．BC【