重力与弹力课件2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

第一节重力与弹力第三章相互作用---力“它不是物，但不能离开物而存在；它不孤独，总是成双成对地出现；它不让你看见，但你能觉察到它的作用效果；它不能象数那样相加，而是遵循另外的法则。”你知道这是什么吗？。情景切入它就是我们即将要学习的第三章相互作用——力自然界的力现象无处不在，无奇不有。那么，在生活中接触到的力有些什么特点呢？如何发挥力的作用，避免力的危害？本章将探讨这些问题。情景切入第一节重力与弹力第三章相互作用---力知识系统总览郑重告诫：

受力分析的技能，是解决全部力学问题的核心技能与技巧。是每一个学习物理的同学都必须充分地掌握的！凡是在力学的学习过程中的感到比较困难的同学，大多数都缘于其较差的受力分析水平和不良的受力分析习惯！！！1、运动员一脚将球踢出2、运动员用头顶球3、守门员接住球思考与讨论4、用手压尺子，尺子变弯5、用手拉弹簧，弹簧变长一、力的描述物体的运动状态、形状为什么会发生改变？因为物体受到了力的作用一、力的描述1、定义：物体与物体之间的相互作用2、性质：（1）物质性力不能离开物体而独立存在，施、受力者同时共存（2）相互性力总是成对出现（3）矢量性既有大小、又有方向，运算遵循平行四边形定则（4）独立性一个物体同时受几个共点力的共同作用，每个力各自独立地产生作用效果，好像其他力不存在一样（5）瞬时性：有力则有加速度，力消失，加速度亦消失一、力的描述3、力的作用效果：思考：歌词“妹妹要过河，哪个来推我一把吗！”(1)力的两个作用效果说明力的作用效果是什么？一、力的描述3、力的作用效果：(2)影响作用效果的要素:(3)作用效果的应用:是分析物体是否受力的基本方法。若存在作用效果，说明该力存在；若没有作用效果，说明该力不存在。【特别提醒】(1)不仅有生命的人或动物能产生力的作用，任何物体都可以对其他物体施加力的作用。(2)力直接产生于施力物体和受力物体之间，不需要第三个物体传递。力的大小、方向和作用点。力不能传递！一、力的描述4、力的测量：测力计(弹簧秤)牛顿(N)5、力的单位：一、力的描述5、力的三要素：大小、方向、作用点6、力的表示方法：(1)力的图示法：力的三要素决定力的作用效果①定义：用一根带有箭头的线段把力的三要素准确表示出来的方法大小方向作用点→长度→箭头→起点箭尾（或箭头）表示力的作用点线段所在的直线叫做力的作用线

注意：力的作用点在受力物体上一、力的描述6、力的表示方法：(1)力的图示法：②作图方法：AB5NF=20N【例题1】物体B对A的压支持力是20N，如图所示，试画出这个力的图示。作力的图示步骤：a.选取合适的标度；b.从作用点开始沿力的方向画一条线段，线段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上标出刻度；c.在线段的末端加箭头表示力的方向。归纳0一、力的描述6、力的表示方法：(1)力的图示法：③注意事项：A、物体一律用“□”或“●”表示，不画实物（称为建模）；B、标度选择上是任意的，但所选标度应有利于作图，使表示力的有向线段的长度等于2～5段标度的长度。一般不等于所画力大小；C、表示方向的箭头应在最后一段末尾，不能画在中间位置或画出线段之外；“细节决定成败”AB5NF=20N0一、力的描述6、力的表示方法：(1)力的图示法：“细节决定成败”③注意事项：D、同一物体所受各力只能用同一个标度画出各力图示，不能一个力用一个标度；E、在力的图示中，必须明确标出力的大小、标度及力的三要素。F、对于几何形状规则的物体,在画力的图示或示意图时,有向线段的起点可画在几何中心。补充练习：AB5NF=20N0一、力的描述6、力的表示方法：(2)力的示意图：①定义：用一根带有箭头的线段把力的三要素粗略表示出来的方法大小方向作用点→长度→箭头→起点箭尾（或箭头）表示力的作用点线段所在的直线叫做力的作用线

注意：力的作用点在受力物体上

②作图方法：作力的示意图步骤a.从作用点开始沿力的方向画一条线段，线段的长短定性地表示出力的大小；b.在线段的末端加箭头表示力的方向。GN一、力的描述6、力的表示方法：(2)力的示意图：一、力的描述6、力的表示方法：(3)力的图示与力的示意图的区别：力的图示能表示力的三要素，精确表示力时经常用到；力的示意图只能表示力的作用点和方向，在对物体的受力情况进行分析时经常用到。一、力的描述6、力的表示方法：(3)力的图示与力的示意图的区别：作图步骤力的图示力的示意图选标度选定标度(用某一长度表示一定大小的力)画线段从作用点开始沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段即可标方向在线段的末端标出箭头,表示方向在线段的末端标出箭头,表示方向【例题2】如图所示，物体A对物体B的压力是10N，试画出这个力的图示和示意图．一、力的描述【审题指导】解答该题可按以下顺序进行．选标度→画线段→判方向、加箭头．【解析】画力的图示，要严格按照以下步骤进行．(1)选定标度：此题选单位长度的线段表示2N的力．一、力的描述(2)从力的作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示，从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度的线段．(3)在线段上加箭头表示力的方向．画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明N＝10N即可，如图丙所示．一、力的描述力的图示的应用1．力的图示反映了力的三要素，用作图法解决力的问题时经常用到．2．用力的图示把力表示出来，这是一种科学方法，通过这种方法，把力译成几何语言，能更直观和形象的描述力．压力、支持力、拉力、浮力、向心力、推力、动力、阻力等。一、力的描述7、力的分类：（1）按性质分重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力、核力等。（2）按效果分（3）按接触与否分接触力：弹力、摩擦力非接触力：重力（万有引力）、电场力、磁场力、分子力、核力等性质相同的力，作用效果不一定相同；作用效果相同的力，性质不一定相同。一、力的描述7、力的分类：（4）按产生分①万有引力：存在于一切物体之间，相互作用的强度随距离的增大而减小②电磁相互作用：存在于电荷与电荷、磁体与磁体、电流与电流之间，他们本质上是同一种相互作用的不同表现，作用规律与万有引力相似。③强相互作用：存在于原子核内质子与质子、质子与中子、中子与中子之间，它是短程力，作用范围只有约10－15m。④弱相互作用：在放射现象中发现的，也是短程力。强度只有强相互作用的10－12二、重力及其测量1、与重力有关现象二、重力及其测量1、与重力有关现象二、重力及其测量1、与重力有关现象二、重力及其测量1、定义由于地球的吸引而使物体受到的力2、产生重力的施力物体是地球,是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,但由于地球自转影响,重力通常不等于地球的吸引力。GF向F万二、重力及其测量3、大小

G=mg其中g=9.8N/kg,而重力加速度g=9.8m/s2,两个值一样，所表示的量是同一个物理量。①在同一地点,重力的大小与质量成正比。②在不同的地点,同一物体的重力(g)随纬度的增加而增大,随海拔高度的增加而减小（物体每升高1Km，重力约减小为1/万份）。③物体重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力也无关。[注意]：二、重力及其测量4、方向举例1物体由静止开始下落举例2轻质细线吊着物体二、重力及其测量抬高斜板物体向下倾倒重力的方向总是竖直向下4、方向由静止释放的小球,沿曲面下滑二、重力及其测量GG重力的方向不一定与接触面垂直.水平面上的物体所受的重力与水平面垂直，在斜面上的物体所受的重力不与斜面垂直.4、方向二、重力及其测量总是竖直向下注意：不能说成“垂直向下”或“指向地心”生活中的利用：工人师傅利用这种原理，在砌墙上，使用了重垂线。4、方向GF向F万二、重力及其测量4、测量①测量工具弹簧测力计是测量力的重要工具,物体的重力一般用它来测量。②对应状态要准确测量某物体的重力,应让它处于静止状态或者保持匀速直线运动状态。二、重力及其测量③.测量原理处于静止状态或者保持匀速直线运动状态的物体所受力为平衡力,若物体只受重力及另外一个力,则另一个力与重力大小相等、方向相反,若知道另一个力,则可以知道重力。④测量方法将被测物体悬于弹簧测力计的下端或是放在弹簧测力计上,让它们处于静止状态或者保持匀速直线运动状态,读出弹簧测力计的示数就是物体的重力的大小。4、测量二力平衡二、重力及其测量5、作用点---重心①定义:G1G2G3GiGi+1GnG重心是重力的等效作用点,并非物体的全部重力都作用于重心。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.二、重力及其测量②决定因素:物体形状和质量分布重心在物体上重心不在物体上重心的位置可以在物体上也可以在物体外5、作用点---重心质量分布均匀的物体：重心的位置只跟物体的形状有关,形状规则的物体，重心在几何中心。质量分布不均匀的物体：重心的位置不仅与物体的形状有关还与物体内质量分布有关二、重力及其测量②决定因素:5、作用点---重心二、重力及其测量③确定方法:5、作用点---重心质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上;思考：对形状不规则的薄板物体,如何确定其重心？a:几何方法确定：b:悬挂法（或支撑法）－－只适用于薄板状的物体此方法的原理是什么？二力平衡二、重力及其测量③确定方法:5、作用点---重心对形状不规则的薄物体,可用支撑法或悬挂法来确定其重心。b:悬挂法（或支撑法）－－只适用于薄板状的物体二、重力及其测量③确定方法:5、作用点---重心二、重力及其测量5、作用点---重心重心也可能改变物体状态为什么“上滚”令“爱因斯坦”都惊讶的中国“永动机”—重心变化原理原理二、重力及其测量5、作用点---重心我国古代的智慧—汲水器重心也可能改变物体状态【特别提醒】重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关,但一个物体的质量分布或形状发生变化时,其重心在物体上的位置可能发生变化。二、重力及其测量5、作用点---重心【典例3】关于物体的重心，下列说法中正确的是()A.物体升高或降低时，重心在物体上的相对位置也相应升高或降低B.物体形状改变时，重心位置一定发生变化C.物体的重心可能位于物体之外D.重心是物体上最重的一点二、重力及其测量C【标准解答】选C。对于某一确定物体,它的重心位置相对于物体是固定不变的,A错;物体的重心位置与物体的形状和质量分布均有关。形状改变,重心位置不一定变,B错;物体的重心不一定在物体上,如环形绳子的重心就不在绳子上,C对;重心是物体各部分所受重力的等效作用点。重心并非集中了物体的全部重力,也不是物体上最重的点,D错。二、重力及其测量【变式训练】关于重力和重心,下列说法正确的是()A.当物体漂浮在水面上时重力会减小B.放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力C.物体的重心位置总是在物体的几何中心上D.物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变二、重力及其测量D【解析】选D

。物体的重力与物体所处状态无关,A错;物体对水平面的压力与物体的重力的施力物体及受力物体不同,B错;物体的重心位置与物体的形状及质量分布有关,只有质量分布均匀,形状规则的物体的重心在其几何中心,C错、D对。【典例】如图所示,一个被吊着的均匀球壳,其内部注满了水,在球的底部有一带阀门的细出水口。在打开阀门让水慢慢流出的过程中,球壳与其中的水的共同重心将会()二、重力及其测量A.一直下降 B.一直不变C.先下降后上升D.先上升后下降【标准解答】选C。在注满水时,球壳和水的共同重心在球心,随着水的流出,球壳的重心不变,但水的重心下降,二者共同的重心在下降。当水流完时,重心又回到球心,故选项C正确。C四、基本相互作用作用对象特点作用范围举例万有引力电磁相互作用强相互作用弱相互作用你知道多少？作用对象特点作用范围举例万有引力一切物体之间随距离增大而减弱长程力重力电磁相互作用电荷间磁体间随距离增大而减弱，比万有引力要强长程力弹力摩擦力强相互作用组成原子核的核子间距离增大时，急剧减小短程力核力弱相互作用基本粒子之间距离增大时，急剧减小，比强相互作用要小得多短程力基本粒子间的力四、基本相互作用说明：自然界的这四种相互作用是近几十年才发现的，它们的特点已被科学所认识，但是没有人确切知道为什么会是这样的四种。许多物理学家认为它们可能是某种相互作用不同的体现形式，也就是说有更为一般的一种相互作用就可以解释自然界所有的力学现象了。这也给我们同学们留下了需要研究的问题，正如牛顿所说，“真理的大海”依然在我们面前，但却尚未发现。希望将来某一天，我们的同学能从这大海中发现新的内容。知识导航(1)本章重点介绍了三种相互作用力——重力、弹力、摩擦力，以及矢量合成的基本法则——平行四边形法则，为今后学习高中力学奠定了基础。(2)本章知识分为两部分：一是力的概念，是贯穿于力学乃至整个物理学的重要概念，重力、弹力、摩擦力是常见的几种相互作用力；二是共点力的合成与分解，体现出利用等效方法研究物理学的思想。(3)