3.1 重力与弹力 课件高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

诚朴勤勇单击此处编辑母版标题样式高一物理备课组第三章相互作用——力1.重力和弹力物理必修第一册诚朴勤勇1、足球的运动状态发生变化了吗？如何变化？

足球运动状态发生变化的原因是什么？2、撑杆调高的杆为什么会弯？想一想诚朴勤勇一、相互作用——力1、概念：力是物体与物体间的相互作用。2、作用效果：（1）改变物体的运动状态。（2）使物体发生形变。3、力的特性：（1）物质性：力不能脱离施力物体与受力物体单独存在。（2）相互性：施力物体同时也是受力物体。（3）同时性：物体间的相互作用同时产生，同时消失。（4）矢量性：力是矢量，不仅有大小，还有方向。运动状态的变化有那几种情形？①速度的大小发生变化②速度的方向发生变化③速度的大小和方向都发生变化诚朴勤勇力的作用效果与哪些因素有关？思考与讨论力的三要素：力的大小、方向和作用点一、相互作用——力诚朴勤勇力的图示（准确表示力的三要素）作图步骤：1、选定合适的标度；2、从作用点开始沿力的方向画一线段，线段的长度由力的大小和所选标度确定。3、画上箭头（表示力的方向），用箭头（或箭尾）表示力的作用点。线段所在的直线叫做力的作用线。力的示意图（准确表示力的方向、作用点，粗略表示力的大小）只准确画出力的作用点和方向用一条有向线段来表示力的三要素15NF=30NF=30N线段的长度—大小箭头的方向—方向起点(终点)—作用点.两者区别：定量或定性反映力一、相互作用——力诚朴勤勇地球表面附近的物体，为什么落向低处，最终落回地面?因为都受到了地球的吸引诚朴勤勇二、重力1、概念：由于地球吸引而使物体受到的力。地球附近一切物体都受到重力的作用。施力物体：地球受力物体：物体注意：(1)不能说重力就是地球对物体的吸引力（G≤F引）(2)地球上一切物体都受重力作用，物体所受重力的施力物体是地球(3)物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小、是否接触无关诚朴勤勇二、重力2、大小：3、方向：竖直向下地球不同地方重力方向不同

竖直向下

垂直水平面向下垂直向下×g是自由落体加速度，也叫重力加速度。一般情况下取g=9.8

N/kg，粗略计算中取g=10N/kg

。⑴重力加速度随着纬度的增加而增加，即赤道最小，两极最大。⑵在地面的同一地点，重力加速度随着高度的增加而减小。G=mgGG诚朴勤勇4.重力作用点——重心：①定义:一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的重心。G②重心的位置：

A：形状规则,质量均匀分布的物体，它的重心在其几何中心处。

B：质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。C：重心的位置是可以变化的。二、重力诚朴勤勇D：重心不一定在物体上。E：悬挂法（二力平衡）确定薄板重心的位置。4.重力作用点——重心：二、重力诚朴勤勇跳高姿势的变化是不断刷新跳高成绩的关键之一，请你谈一谈背越式跳高与跨越式跳高相比有什么优点．优秀跳高运动员都采用“背越式”技术如果直立身体翻越，那么运动员需要把重心提高到杆子半个身长以上才能全身翻过去。（人的重心在身体中段）而采用背越式，重心只要稍微高出杆子就可以翻越了。诚朴勤勇一杯子装满水，杯的底部有一个小孔，在水从小孔不断流出的过程中，杯连同杯中水的共同重心将（）A、一直下降B、一直上升C、先升后降D、先降后升D诚朴勤勇ADBC

把一个边长为L的正方形薄板绕C点缓慢转动45

,则物体的重心位置升高了多少？ABAD诚朴勤勇1、接触力:物体与物体直接接触才发生的力。例如：拉力、压力、支持力、弹力、摩擦力2、非接触力：物体与物体不接触就可发生的力。例如：重力、电场力、磁场力。（所有场力都是非接触力）接触力与非接触力诚朴勤勇形变：物体在力的作用下的形状或体积会发生改变。想一想：任何物体受到力，是否一定发生形变？一定发生形变，只是有的形变明显（明显形变），有的不明显（微小形变）。一块剖面为三角形的有机玻璃压在另一块有机玻璃上，发生的形变肉眼不能看出。但是形变后，当特殊的光通过有机玻璃不同部位时，产生的花纹会发生变化，利用仪器可以看到这种差异。三、形变诚朴勤勇通过平面镜观察桌面的微小形变三、形变诚朴勤勇三、形变诚朴勤勇弹性形变：有些物体在力的作用下发生形变，力撤消后又能够恢复原状。非弹性形变：生活中还有些物体发生形变并撤消力以后不能恢复原状，如橡皮泥、保险丝等。形变超过一定限度，即使撤去作用力，物体也不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度。三、形变诚朴勤勇1.概念：四、弹力发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力称为弹力。施力物体受力物体2.弹力产生条件相互接触发生弹性形变（相互挤压）两者需同时满足诚朴勤勇被跳水运动员压弯的跳板，要恢复原状，对上面的人产生弹力（支持力）人的脚发生形变，对跳板，产生弹力（压力）弹簧发生压缩形变，要恢复原状，对手有向上的弹力。手发生挤压形变，要恢复原状，对弹簧有向下的弹力。弹力产生过程：力→形变→在恢复原状→对接触物体生作用谁形变谁就产生弹力谁就是施力物体四、弹力谁阻碍形变恢复谁就受弹力谁就是受力物体诚朴勤勇3.方向：弹力方向指向形变趋于恢复的方向四、弹力弹力的方向与物体的形变方向相反诚朴勤勇桌面发生弹性形变在恢复时物体受到支持力FN物体发生弹性形变在恢复时FN物体受到支持力桌面受到压力桌面受到的压力4.常见弹力（拉力、压力、支持力）的方向（1）压力：由于被支持物体发生形变，而对支持物产生的弹力。压力的方向总是垂直于接触面，指向被压的物体。（2）支持力：支持面发生形变，对被支持的物体产生的弹力。支持力的方向总是垂直支持面，指向被支持的物体。

四、弹力诚朴勤勇4.常见弹力（弹簧、绳子）的方向四、弹力FFFFFF弹簧的拉伸或压缩产生的弹力弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状方向。绳的拉力拉力的方向：沿着绳而指向绳子收缩的方向。诚朴勤勇弹簧弹力和伸长量的关系怎样？想一想诚朴勤勇弹簧的弹力大小与形变量有什么关系两者在量的大小上有定量关系由待测参量设计实验并组装仪器测量并记录弹力F与形变量x大小提出问题大胆猜想设计实验进行实验处理数据得出结论探究弹簧的弹力和形变量大小的关系诚朴勤勇1234567F/N

l/cm

x/cm

测量和记录探究弹簧的弹力和形变量大小的关系诚朴勤勇数据分析诚朴勤勇六、胡克定律1、内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。2、公式：F=kxk：弹簧的劲度系数

(与弹簧的材料、粗细、直径、匝数和长度等量有关)。k越大，弹簧越“硬”，k越小，弹簧越“软”。)单位：牛每米，

符号N/m。x：形变量，即弹簧伸长（或缩短）的长度。即x=|L原

-L现

|。诚朴勤勇如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上；②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有()A、L2>L1B.L4>L3C.L1>L3D.L2=L4D弹簧秤的示数不显示合力，只显示一端的拉力。诚朴勤勇【例题】一根弹簧受到10N的拉力时，它的长度12cm，当它受到16N拉力时，它的长度是14cm，则：（1）该弹簧的原长和劲度系数分别是多少？（2）弹簧受到20N的拉力时，仍在弹性限度内，则此时弹簧的长度为多少？诚朴勤勇【例题】如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数都为k＝4×102N/m，悬挂重物的质量分别为m1＝2kg，m2＝4kg，取g＝10m/s2，则静止时S1、S2的伸长量分别为(

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

因为弹簧S1受到的拉力是下面整体对其的作用，而弹簧S2所受的拉力m2是对它的作用。本题首次体验整体法和隔离法。C诚朴勤勇【例题】如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为（）C诚朴勤勇如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上。A.B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧,此时弹簧的形变量2cm。已知A.B两物体的重力分别是3N和5N.则细线的拉力及B对地面的压力可能是()A.1N和0NB.5N和7NC.5N和3ND.1N和7NCD诚朴勤勇单击此处编辑母版标题样式第三章相互作用——力弹力的拓展物理必修第一册诚朴勤勇一、弹力有无的判断1、明显形变的根据弹力产生的条件：直接接触、发生弹性形变。2、对于形变不明显的情况，通常用以下方法来判定：a．假设法：假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力。b．替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能不能维持原来的力学状态。如将侧壁、斜面用海绵来替换，将硬杆用轻弹簧(橡皮条)或细绳来替换。c．状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡知识等)来判断物体间的弹力。①假设无弹力：②假设有弹力：诚朴勤勇【例题】判断图小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体(接触面光滑)一、弹力有无的判断诚朴勤勇二、弹力方向的判断平面与平面接触平面与平面间弹力方向：过接触面垂直平面指向受力物体

曲面与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体

曲面与平面接触诚朴勤勇二、弹力方向的判断点与平面接触

AB点与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体曲面与曲面接触

AB

曲面与曲面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体诚朴勤勇点与点的接触ABOFN1FN2OFN1FN2与过接触点的公切面垂直并指向受力物体点与点间弹力方向：二、弹力方向的判断诚朴勤勇轻杆力特点：物体受到轻杆的给力特点：1、可拉可压（类似弹簧）；2、杆所受的力不一定沿杆的方向；可能沿任意方向不计质量的杆3、轻杆有铰链（转轴）时，弹力方向一定沿杆F二、弹力方向的判断诚朴勤勇画出物体A所受的弹力诚朴勤勇诚朴勤勇诚朴勤勇小结诚朴勤勇弹簧与绳子弹力