重力与弹力课件-高一上学期物理人教版

第三章相互作用--力3.1重力与弹力力：物体间的相互作用力的分类：【课堂探究】跳水运动员和蹦极运动员为什么总是向地面方向下落，而没有向上飞到空中？力是一个物体对另一个物体的作用。结合你初中所学，你认为应从哪几个方面来认识重力呢？1.谁受到的力，谁施加的力？2.怎样量度它的大小？3.它的方向如何？作用点在哪里？【课堂探究】【学习新知】一、重力1.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力（不能说重力就是地球对物体的吸引力）2.大小：G=mg3.方向：竖直向下（但不一定指向地心）2.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。（2）对重心的理解①重心是重力的作用点，不是物体的全部重力都作用于重心。②重心的位置不一定在物体上。如质量分布均匀的圆环，其重心在圆心处，而不在圆环上。③重心的位置与质量分布和物体形状有关，与物体所在的位置及运动状态无关。④若物体的形状是规则，质量分布是均匀的，则重心在其几何中心上。⑤质量分布不均匀的物体重心的确定方法我们还可以应用二力平衡的知识通过实验来确定形状不规则物体的重心位置。（方法：悬挂法）悬挂法确定重心：【课堂探究】(1)通过以上学习，你认为要描述物体所受的重力需要那几个重要要素？(2)根据初中所学知识，在物理的学习中我们通过什么方式体现出这三个要素呢？3.力的图示（1）用一条有向线段来表示力的三要素：①线段的长度—大小；②箭头的方向—方向；③起点(终点)—作用点（2）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（表示方向）4.力的示意图有作用点和方向，不能表示具体的大小【思考与讨论】（1）是否任何物体受到力，都会发生形变呢？通过平面镜观察桌面的微小形变体验微小形变实验【思考与讨论】(2)发生形变的物体，会对使它发生形变的物体产生什么作用效果呢？(3)它产生这样效果的原因是什么？二、弹力1、形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化。2、弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。弹力的施力物体、受力物体FF3、弹力的方向4、弹力有无的判断方法①条件法：根据物体间是否直接接触并发生弹性形变，来判断是否存在弹力。4、弹力有无的判断方法②假设法：对于形变不明显的情况，可假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若状态不变，则不存在弹力;若状态改变,则一定有弹力。例如：斜面光滑，使分析左右两图中的小球与斜面之间是否存在弹力？4、弹力有无的判断方法③替换法：用细绳替换装置中的杆，看能不能维待原来的状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力。【思考与讨论】物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变。如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。弹簧在形变时产生的弹力与弹簧的伸长量是有关系的。那么，弹簧在弹性限度内，弹力大小与其伸长量有什么关系呢？三、胡克定律(1)弹性形变：物体在发生形变后，撤去作用力能够恢复的形变。(2)胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F＝kx。(3)劲度系数：其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛每米，符号是N/m，劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量，只与弹簧本身有关。四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系1、实验目的：2、实验原理：（1）弹簧弹力F的确定：在弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码所受弹力大小与所挂钩码的重力大小相等，即F=mg。

（2）弹簧伸长的长度x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧伸长的长度x=l－l0。

3、实验器材铁夹、弹簧、刻度尺、钩码、铁架台、铅笔、坐标纸。4、实验步骤（1）如图所示，将弹簧的上端固定在铁架台的横杆上，用刻度尺测出弹簧自由下垂时的长度l0，即弹簧原长。

（2）在弹簧下悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度l1和钩码的质量m1

。（3）增加钩码的个数，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5…。5、数据分析（1）数据记录计算出每次弹簧伸长的长度x(x=ln－l0)和弹簧受到的拉力F(F=mng)，并将数据填入表格。

弹簧的原长l0=

cm。

（2）数据处理①建立如图所示的直角坐标系，以弹簧的弹力F为纵轴、以弹簧伸长的长度x为横轴，选择合适的单位长度，根据测量数据在坐标纸上描点。②按照图中所绘点的分布，作出一条直线，所画点不一定正好在这条直线上，但要注意使直线两侧的点数大致相同，得到F-x图像。③以弹簧伸长的长度为自变量，写出图像所代表的函数F＝kx

。

④得出弹簧弹力和伸长的长度之间的定量关系。（3）实验结论在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F与弹簧的形变量x成正比

6、误差分析(1)本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差，为了减小误差，要尽量多测几组数据。(2)弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差。为了减小该系统误差，实验中应使用轻质弹簧。7、注意事项（1）尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响。

（2）实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超过弹性限度。

（3）测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及形变量x三者之间的不同，明确三者之间的关系。为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧在竖直悬挂时保持自由下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态。

（4）记录数据时要注意弹簧的弹力及形变量的对应关系及单位。（5）描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允