【高效备课】3.1《重力与弹力》（学案）-2022-2023学年高一物理上学期同步备课（人教版2019必修第一册）

3.1重力与弹力学习目标：（1）理解重力及重心概念，会用二力平衡知识确定重心（2）知道形变的概念及产生弹力的条件（3）知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向（4）理解胡克定律，并能解决有关问题目录基础新知 21.1重力 21.2重心 22.1形变 22.2弹力 23.胡克定律 3考点探究 5考点一：对重力与重心的理解 5考点二：弹力 6考点三：胡克定律 8小结导图： 9

基础新知1.1重力定义：由于地球的吸引而使物体受到的力大小：G＝mg，其中g就是自由落体加速度，一般计算中g＝9.8m/s2或g＝10m/s2方向：竖直向下。除了赤道和两极，竖直向下并不是指向地球的球心。同时，竖直向下不是垂直向下1.2重心(1)定义：重力的等效作用点(2)重心位置决定因素：物体的形状和质量分布2.1形变定义：物体在力的作用下形状或体积的变化弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度2.2弹力定义：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方向：（1）压力和支持力的方向垂直于物体的接触面（2）绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向产生弹力两个必备的条件(1)两物体间相互接触；(2)发生弹性形变3.胡克定律内容：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成正比公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度适用条件：在弹簧的弹性限度内基础检测1．如图，建筑工人为检查墙砌得是否符合要求，通常拿起半块砖头拴在细线的一端并挂在墙角来进行。这是利用了（）A．重力的作用点在重心上 B．重力的大小与质量成正比C．重力的方向总是竖直向下 D．重力的方向总是垂直向下【答案】C【解析】砖头受重力和细绳的拉力作用，因重力的方向总是竖直向下，则细线的拉力是竖直向上的，即细线是竖直的，由此来判断墙面是否竖直。2．下列关于重力、重心的说法，正确的是（）A．物体的重心一定与它的几何中心重合B．任何物体的重心都在物体内，不可能在物体外C．重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的D．用绳子将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，该物体的重心不一定在绳子的延长线上【答案】C【解析】A．物体质量分布不均匀的物体，物体的重心可能不与它的几何中心重合，A不符合题意；B．物体的重心都在物体内，也可能在物体外，如匀质圆环的重心在圆环之外，B不符合题意；C．重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的，C符合题意；D．根据二力平衡可知，用绳子将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，该物体的重心一定在绳子的延长线上，D不符合题意。3．(多选)关于弹力，下列说法正确的是()A．静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力B．压力、支持力、绳的拉力都属于弹力C．弹力的大小与物体的形变程度有关，在弹性限度内形变程度越大，弹力越大D．弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同【答案】BCD【解析】静止在水平面上的物体受到的重力是地球的吸引产生的，而压力是由于形变引起的，二力不是同一种力，选项A错误；压力、支持力、绳子中的拉力均是由于形变而引起的，都属于弹力，选项B正确；弹力的大小与物体的形变程度有关，在弹性限度内形变程度越大，弹力越大，选项C正确；弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同，选项D正确4．为测量一弹簧的劲度系数，某同学根据实验数据作出了该弹簧弹力与弹簧长度的关系图象如图所示，弹簧始终处于弹性限度内，则该弹簧的劲度系数为（）A．50N/m B．2003N/m C．100N/m【答案】C【解析】根据胡克定律k=8−4考点探究考点一：对重力与重心的理解重力的产生：重力是由于地球的吸引而产生的，但由于地球自转的影响（下学期我们会具体学习）。与引力相比：重力大小稍微小一些(两极除外，两极与引力相等)，方向稍微偏一些(两极和赤道除外)大小：G＝mg，同一物体的重力随所处纬度的升高而增大，随海拔高度的增大而减小重心定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。重心可以看作是物体所受重力的作用点。决定物体重心位置的因素（1）物体的形状：质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关（2）物体质量的分布：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形状不规则的薄形物体，可用支撑法或悬挂法来确定重心重心不是物体上最重的一点，它可以不在物体上针对训练1．关于重力，以下说法正确的是（）A．地球对物体的吸引力就是重力B．重力没有施力物体C．同一物体在地球上各处所受重力大小不一定相同D．物体的重心一定在物体上【答案】C【解析】A．地球对物体的吸引力一部分提供物体随地球自转的向心力，另一部分就表现为重力。所以地球对物体的吸引力与重力不是一回事，A不符合题意；B．重力的施力物体是地球，B不符合题意；C．由于重力加速度随纬度的增大而增大，故同一物体在地球上各处的重力不一定相同，C符合题意；D．重心可能在物体上，也可能在物体之外，比如均匀的圆环重心在圆环之外，D不符合题意。考点二：弹力判断弹力有无的方法：（1）直接判断：对于形变较明显的情况，可根据弹力产生条件直接判断（2）间接判断①分析物体所受其他力的情况②根据物体的运动状态分析物体应具有的受力特点③结合前两点推断物体是否还需受弹力作用（3）“假设法”判断：常见以下三种情形①假设与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的状态是否变化，若状态不变，则此处不存在弹力，若状态变化，则此处存在弹力②假设有弹力，看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持，则说明有弹力；若不能保持，则说明没有弹力③假设没有弹力，看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持，则说明没有弹力；若不能保持，则说明有弹力几种常见弹力的方向类型方向图示接触方式面与面垂直于公共接触面指向被支持物体点与面过点垂直于面指向被支持物体点与点垂直于公共切面指向受力物体且力的作用线一定过球(圆)心轻绳沿绳收缩方向轻杆可沿杆伸长方向收缩方向可不沿杆轻弹簧沿弹簧形变的反方向收缩方向伸长方向针对训练1．下列各图中A、B两球之间不存在弹力的是(所有接触面均光滑)()ABCD【答案】B【解析】A图中若两球间无弹力则小球将向凹面的底部运动，A、B间有弹力，选项A错误；B图中两球间若有弹力则小球将向两边运动，A、B间无弹力，选项B正确；C图中两球间若无弹力则小球A将向右下运动，A、B间有弹力，选项C错误；D图中两球间若无弹力则小球A将向下运动，A、B间有弹力，选项D错误考点三：胡克定律(1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内(2)x是弹簧的形变量，不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的长度(3)F­x图像为一条经过原点的倾斜直线，图像斜率表示弹簧的劲度系数。同一根弹簧，劲度系数不变(4)推论：ΔF＝kΔx推导：F1＝kx1，F2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝kΔx。因此，弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比关系针对训练1．（多选）研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L的关系实验时，得到如图