【课程标准内容及要求 1.认识重力、弹力与摩擦力。2.知道滑动摩擦和静摩擦现象,能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。3.能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题。实验二:探究弹簧弹力与形变量的关系。实验三:探究两个互成角度的力的合成规律。
第1讲重力弹力
一、重力
1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。
注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力。
2.大小:G=mg,可用弹簧测力计测量。
注意:物体在地球上不同位置处质量不会变;G的变化是由g的变化引起的。3.方向:总是竖直向下。
注意:竖直向下是和水平面垂直向下,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心。4.重心:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。
(1)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布。
(2)不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法。
注意:重心的位置不一定在物体上。
二、弹力
1.弹力
(1)定义: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。
(2)产生条件
①物体间直接接触;
②接触处发生弹性形变。
(3)方向:总是与施力物体形变的方向相反。
2.胡克定律
(1)内容: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。
(2)表达式:F=kx
①k叫作弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m;k的大小由弹簧自身性质决定。
②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。
【自测下列图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是()
答案 C
命题点一弹力的有无及方向的判断
1.“三法”判断弹力有无
2.弹力方向的判断
【例1画出如图所示情景中物体A受力的示意图。
答案如图所示
【针对训练1】如图1所示,小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方
向成α角的细绳拴接一小球。当小车与小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是()
图1
A.细绳一定对小球有拉力的作用
B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力
D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力
答案 D
解析当小车匀速运动时,弹簧弹力大小等于小球重力大小,细绳的拉力F T=0;当小车和小球向右做匀加速直线运动时,绳的拉力不能为零,弹簧弹力有可能为零,故D正确。
命题点二弹力分析的“四类模型”问题
1.四类模型的比较
轻绳轻杆弹性绳轻弹簧质量大小0000
受外力作用时形变的种类拉伸形变
拉伸形变、
压缩形变、
弯曲形变
拉伸形变
拉伸形变、
压缩形变
受外力作用时形变量大小微小,可忽略微小,可忽略
较大,不可
忽略
较大,不可
忽略
弹力方向沿着绳,指向
绳收缩的方
向
既能沿着杆,也
可以跟杆成任意
角度
沿着绳,指向
绳收缩的方
向
沿着弹簧,
指向弹簧恢
复原长的方
向
弹力大小变
化情况
可以突变可以突变不能突变不能突变
2.计算弹力大小的三种方法
(1)根据胡克定律进行求解。
(2)根据力的平衡条件进行求解。
(3)根据牛顿第二定律进行求解。
绳的弹力
【例2如图2所示,水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点,长为L=2 m的轻绳一端固定于直杆P点,另一端固定于墙上O点正下方的Q点,OP长为d=1.2 m,重为8 N的钩码用质量不计的光滑挂钩挂在轻绳上且处于静止状态,则轻绳的弹力大小为()
图2
A.10 N B.8 N
C.6 N D.5 N
答案 D
解析设挂钩所在处为N点,延长PN交墙于M点,如图所示,同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,设为α,则根据几何关系可知∠NQM=∠NMQ=α,故NQ=MN,即PM等于绳长;根据几何关系可
得sin α=PO
PM=
1.2
2=0.6,则cos α=0.8,根据平衡条件可得2F T cos α=G,解得
F T=5 N,故D正确。
弹簧的弹力
【例3(多选)如图3所示是锻炼身体用的拉力器,并列装有四根相同的弹簧,每
根弹簧的自然长度都是40 cm,某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m,则()
图3
A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 N
B.每根弹簧产生的弹力为150 N
C.每根弹簧的劲度系数为125 N/m
D.每根弹簧的劲度系数为500 N/m
答案BC
解析每只手的拉力均为600 N,故选项A错误;每根弹簧的弹力为F=600
4N
=150 N,故选项B正确;每根弹簧的劲度系数k=F
x=
150
1.6-0.4
N/m=125 N/m,
故选项C正确,D错误。
杆的弹力
【例4如图4所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,重力加速度为g。现使小车以加速度a向右做匀加速直线运动,下列说法正确的是()
图4
A.杆对小球的弹力一定竖直向上
B.杆对小球的弹力一定沿杆向上
C.杆对小球的弹力大小为mg
D.杆对小球的弹力大小为F=(mg)2+(ma)2
答案 D
解析对小球受力分析如图,由图可知,当a大小变化时,杆上的弹力与竖直方向夹角变化,方向不一定沿杆,但一定是斜向上,且F>mg,故选项A、B、C错误;由几何关系可知,F=(mg)2+(ma)2,选项D正确。
命题点三“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题“活结”和“死结”问题
1.活结:当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时,由于滑轮或挂钩对绳无约束,因此绳上的力是相等的,即滑轮只改变力的方向不改变力的大小。
2.死结:若结点不是滑轮或挂钩,而是固定点时,称为“死结”结点,此时两侧绳上的弹力不一定相等。
【真题示例5(2020·全国Ⅲ卷,17)如图5所示,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°,则β等于()
图5
A.45°B.55°
C.60°D.70°
答案 B
解析对O点进行受力分析,如图所示。因为甲、乙物体质量相等,所以F1与F2大小相等,合成的平行四边形为菱形,α=70°,则∠1=∠2=55°,F1和F2的合力与F3等大反向,β=∠2,故B正确。
“动杆”和“定杆”问题
1.动杆:若轻杆用光滑的转轴或铰链连接,当杆处于平衡时,杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则会引起杆的转动。如图6甲所示,C为转轴,B为两绳的结点,轻杆在缓慢转动过程中,弹力方向始终沿杆的方向。
图6
2.定杆:若轻杆被固定不发生转动,则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向,如图乙所示。
【例6如图7为两种形式的吊车的示意图,OA为可绕O点转动的轻杆,轻杆的重力不计,AB为缆绳,当它们吊起相同重物时,杆OA在图(a)、(b)中的受力分别为F a、F b,则下列关系正确的是()
图7
A.F a=F b B.F a>F b
C.F a<F b D.大小不确定
答案 A
解析对题图中的A点受力分析,则由图甲可得
F a=F a′=2mg cos 30°=3mg
由图乙可得tan 30°=mg F b′
则F b=F b′=3mg
故F a=F b。A项正确。
【针对训练2】水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10 kg 的重物,∠CBA =30°,如图8所示,则滑轮受到轻绳的作用力的大小为(g取10 N/kg)()
图8
A.50 N B.20 N
C.100 N D.50 3 N
答案 C
解析由题意可得,对滑轮B受力分析,滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力,因同一根绳张力处处相等,都等于物体的重力,即F1=F2=G=mg=100 N,用平行四边形定则作图,由于拉力F1和F2的夹角为120°,则合力F=100 N,所以滑轮受绳的作用力为100 N,方向与水平方向成30°角斜向下,选项C正确。
对点练弹力的有无及方向的判断
1.(多选)关于弹力,下列说法正确的是()
A.弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反
B.轻绳中的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向
C.轻杆中的弹力方向一定沿着轻杆
D.在弹性限度内,弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比
答案ABD
2.在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图1所示的情况就是一个实例。当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是()
图1
A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
B.运动员受到的支持力是运动员的脚发生形变而产生的
C.此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大
D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力
答案 D
解析发生相互作用的物体均要发生形变,故A错误;发生形变的物体,为了恢复原状,会对与它接触的物体产生弹力的作用,运动员受到的支持力是跳板发生形变产生的,B错误;在最低点,运动员虽然处于瞬时静止状态,但接着运动员要加速上升,故此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力,C错误,D正确。3.如图2所示,一倾角为45°的斜面固定于墙角,为使一光滑的铁球静止于图示位置,需加一水平力F,且F通过球心。下列说法正确的是()
图2
A.铁球一定受墙面水平向左的弹力
B.铁球可能受墙面水平向左的弹力
C .铁球一定受斜面通过铁球的重心的弹力
D .铁球可能受斜面垂直于斜面向上的弹力
答案 B
解析 F 的大小合适时,铁球可以静止在无墙的斜面上,F 增大时墙面才会对铁球有弹力,所以选项A 错误,B 正确;斜面必须对铁球有斜向上的弹力才能使铁球不下滑,该弹力方向垂直于斜面但不一定通过铁球的重心,所以选项C 、D 错误。 对点练 弹力的分析和计算
4.如图3所示,质量均为m 的木块A 和B ,用一个劲度系数为k 的轻质弹簧连接,最初系统静止,现在用力缓慢拉A 直到B 刚好离开地面,则这一过程A 上升的高度为( )
图3 A.mg k B.2mg k C.3mg k D.4mg k
答案 B
解析 最初弹簧处于压缩状态,根据平衡条件对A 有k Δl 1=mg ,B 刚好离开地面时弹簧处于拉伸状态,根据平衡条件对B 有k Δl 2=mg ,这一过程A 上升的高度为
Δl 1+Δl 2=2mg k ,故选项B 正确。
5.如图4所示,与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固定,另一端固定
一个质量为m 的小球,水平轻质弹簧处于压缩状态,弹力大小为34mg (g 表示重力
加速度),则轻杆对小球的弹力大小为( )
图4
A.53mg
B.35mg
C.45mg
D.54mg
答案 D 解析 小球处于静止状态,其合力为零,对小球受力分析,如图所示,
由图中几何关系可得F =(mg )2
+(34mg )2=54mg ,选项D 正确。 6.如图5所示,水平地面上有一个由四块完全相同石块所组成的拱形建筑,其截面为半圆环,石块的质量均为m 。若石块接触面之间的摩擦忽略不计,则P 、Q 两部分石块之间的弹力为( )
图5
A.2mg
B .22mg C.22mg
D.mg 2
答案 A
解析 对石块P 受力分析如图所示。由几何关系知
θ=180°4=45°
根据平衡条件得,Q 对P 作用力为
F N2=mg cos 45°=2mg
故A 正确,B 、C 、D 错误。
对点练 “活结”和“死结”与“动杆”和“静杆”问题
7.如图6所示,一不可伸长的轻绳左端固定于O点,右端跨过位于O′点的光滑定滑轮悬挂一质量为1 kg的物体,OO′段水平,O、O′间的距离为1.6 m,绳上套一可沿绳自由滑动的轻环,现在轻环上悬挂一钩码(图中未画出),平衡后,物体上升0.4 m,物体未碰到定滑轮。则钩码的质量为(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)()
图6
A.1.2 kg B.1.6 kg
C. 2 kg
D.
2
2kg
答案 A
解析重新平衡后,绳子形状如图所示,设钩码的质量为M,由几何关系知,绳子与竖直方向夹角为θ=53°,根据平衡条件可得2F T cos 53°=Mg,F T=mg,解得M=1.2 kg,故A正确,B、C、D错误。
8.如图7所示,一个轻质环扣与细线l1、l2连接(l1 图7 A.F1∶F2=1∶1 B.F1∶F2=l1∶l2 C.F1∶F2=l2∶l1 D.F1∶F2=(l2-l1)∶(l2+l1) 答案 A 解析对P、Q轻环分析,轻环受光滑杆的支持力和绳子的拉力,根据平衡条件,这两个力是一对平衡力,支持力是垂直于杆向上的,故绳子的拉力也是垂直于杆的,对结点O受力分析如图所示,根据平衡条件可知,F P和F Q的合力与F T等值反向。由几何关系可知α=β,故F P=F Q即F1∶F2=1∶1,故选项A正确。 9.(多选)如图8所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线,根据图线可以确定() 图8 A.弹簧的原长为10 cm B.弹簧的劲度系数为200 N/m C.弹簧伸长了15 cm时弹力大小为10 N D.弹簧伸长了15 cm时弹力大小为30 N 答案ABD 解析当弹力为零时,弹簧处于原长,则原长为10 cm,故A正确;当弹簧的长度为5 cm时,弹力为10 N,此时弹簧压缩量x=10 cm-5 cm=5 cm=0.05 m, 根据胡克定律F=kx得,k= 10 0.05N/m=200 N/m,故B正确;当弹簧伸长量x′= 15 cm=0.15 m时,根据胡克定律得,F=kx′=200×0.15 N=30 N,故C错误,D 正确。 10.如图9所示,细绳一端固定在A点,另一端跨过与A等高的光滑定滑轮B后悬挂一个砂桶Q(含砂子)。现有另一个砂桶P(含砂子)通过光滑挂钩挂在A、B之间的细绳上,稳定后挂钩下降至C点,∠ACB=120°,下列说法正确的是() 图9 A.若只增加Q桶中的砂子,再次平衡后P桶位置不变 B.若只增加P桶中的砂子,再次平衡后P桶位置不变 C.若在两桶内增加相同质量的砂子,再次平衡后P桶位置不变 D.若在两桶内增加相同质量的砂子,再次平衡后Q桶位置上升 答案 C 解析对砂桶Q受力分析,Q受到细绳的拉力和重力作用,大小F T=G Q,设AC、BC之间的夹角为θ,对C点受力分析可知C点受三个力而平衡,由题意知,C 点两侧的绳张力相等,故有2F T cos θ 2=G P,联立可得2G Q cos θ 2=G P,故只增加Q 桶中的砂子,即只增加G Q,夹角θ变大,P桶上升,选项A错误;若只增加P 桶中的砂子,即只增加G P,夹角θ变小,P桶下降,选项B错误;由2G Q cos θ2= G P可知,当θ=120°时,G Q=G P,此时,若在两砂桶内增加相同质量的砂子,上式依然成立,则P、Q桶的位置均不变,选项C正确,D错误。 11.(多选)橡皮筋具有与弹簧类似的性质,如图10所示,一条质量不计的橡皮筋竖直悬挂,劲度系数k=100 N/m,橡皮筋上端安装有拉力传感器测量橡皮筋的弹力。当下端悬挂一个钩码,静止时拉力传感器读数为10 N,现将一个完全相同的钩码轻轻挂在第一个钩码的下方,取g=10 m/s2,则() 图10 A.悬挂第二个钩码的瞬间,拉力传感器的读数仍为10 N B.悬挂第二个钩码的瞬间,钩码间的弹力大小是20 N C.悬挂第二个钩码后,拉力传感器的读数恒为20 N D.悬挂第二个钩码后,钩码运动速度最大时下降的高度为10 cm 答案AD 解析悬挂第二个钩码的瞬间,橡皮筋长度还没发生变化,根据胡克定律,橡皮筋拉力大小仍为10 N,钩码间的弹力大小仍是10 N,A正确,B错误;悬挂第二个钩码后,橡皮筋继续伸长,拉力传感器的读数从10 N继续增大,直到弹力等于两个钩码的重力时,拉力传感器的读数才为20 N,C错误;设悬挂第一个钩码稳定时橡皮筋的伸长量为x1,kx1=G,悬挂第二个钩码后,钩码运动速度最大时,钩码受力平衡,设此时又伸长x2,则k(x1+x2)=2G,代入数据,可得x2=10 cm,D正确。 第一讲:重力弹力 【考纲要求】 1、形变、弹性、胡克定律Ⅰ 2、矢量和标量Ⅰ 【重难点】1 【课前预习】 一、力的基本概念 1、什么是力?它的单位、符号以及是否是矢量?如何表示一个力? 2、力如何分类?分别举例说明。 二、重力 1、什么是重力?它的单位、符号、方向如何? 2、什么是物体的重心?影响重心位置的因素有哪些?重心一定在物体上吗? 三、弹力 1、什么是弹力?哪些力属于弹力?弹力产生的条件是什么? 2、弹力的方向: 面面接触的弹力: 绳的弹力: 弹簧的弹力: 思考:杆的弹力,方向一定沿着杆吗? 3、如何判断弹力的有无? 4、弹簧弹力的大小遵从什么规律?式中各量的物理意义是什么? 【典型例题】 例1、关于力的下列说法中正确的是( ) A.力是物体对物体的作用,所以力总是成对出现的 B. 没有施力物体和受力物体,力照样可以存在 C.直接接触的物体间一定有力的作用 D.由有一定距离的磁铁间有相互作用力可知,力可以离开物体而独立存在 E. 两物体间相互作用不一定要直接接触 F.力的大小可以用天平测量 例2、.关于重力的大小,以下说法正确的是() A.悬挂在竖直绳子上的物体,绳子对它的拉力就是其重力 B.静止在水平面上的物体对水平面的压力大小一定等于其重力 C.物体所受的重力与它的运动状态无关 D.向上运动的物体所受重力可能小于向下运动的物体所受重力 E、重力的方向总是指向地球球心 F、质量均匀分布,形状规则的物体的重心可能在物体上,也可能在物体外 G、重心就是物体内最重的一点,任何物体都可以用悬挂法确定其重心位置 例3、.下列各图中,标出光滑的A物体受到的重力G和弹力N1、N2……(A均静止) (新教材)统编人教版高中物理必修一第三章第1节《重力与弹力》 优质说课稿 今天我说课的内容是统编人教版高中物理必修一第三章第1节《重力与弹力》。第三章主要讲述相互作用——力,以相互作用与**定律为学习主题。自然界的物体不是孤立存在的,它们之间具有多种多样的相互作用。正是由于这些相互作用,物体在形状、**状态等许多方面会发生变化。如何来研究这些相互作用呢?在力学中,物体间的相互作用抽象为一个概念——力。在研究物体做机械**时,最常见的力有重力、弹力和摩擦力,本章研究这几种常见力的特点和规律。通过本章学习,培养学生**与相互作用观念、建构模型的意识和能力、一定的科学探究的意识、能力和科学态度与责任,从而让学生具有物理学科的核心素养。本章共有五节内容,本节是第一节,探究重力与弹力。承载着实现全章教学目标的任务。为了更好地教学,下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、教学方法、学情分析、教学过程等方面进行说课。 一、说课程标准。 普通高中物理课程标准(2017版2020年修订)【内容要求】:“1.2.1 认识重力、弹力。通过实验,了解胡克定律。例 1 调查生产生活中所用弹簧的形状及使用目的。例 2 制作一个简易弹簧测力计,用胡克定律解释其原理。” 二、教材分析。 本节是第三章《相互作用——力》的第一节。本节探究重力与弹力。从重力的概念切入,继而阐述重力与物体质量和自由落体加速度的关系式,物体的重心。接下来讲述了弹力,通过演示、文字叙述让学生理解弹力的概念和特点。最后通过实验探究弹簧力与形变量的关系,得出胡克定律。教材以图片和问题导入,注重思考与讨论,依次讲述 【课程标准内容及要求 1.认识重力、弹力与摩擦力。2.知道滑动摩擦和静摩擦现象,能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。3.能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题。实验二:探究弹簧弹力与形变量的关系。实验三:探究两个互成角度的力的合成规律。 第1讲重力弹力 一、重力 1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。 注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力。 2.大小:G=mg,可用弹簧测力计测量。 注意:物体在地球上不同位置处质量不会变;G的变化是由g的变化引起的。3.方向:总是竖直向下。 注意:竖直向下是和水平面垂直向下,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心。4.重心:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。 (1)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布。 (2)不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法。 注意:重心的位置不一定在物体上。 二、弹力 1.弹力 (1)定义: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。 (2)产生条件 ①物体间直接接触; ②接触处发生弹性形变。 (3)方向:总是与施力物体形变的方向相反。 2.胡克定律 (1)内容: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。 (2)表达式:F=kx ①k叫作弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m;k的大小由弹簧自身性质决定。 ②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。 【自测下列图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是() 答案 C 命题点一弹力的有无及方向的判断 1.“三法”判断弹力有无 2.弹力方向的判断 考点一重力、弹力的分析与计算 1.重力的理解 (1)产生:由于地球吸引而使物体受到的力.注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力. (2)大小:G=mg,可用弹簧测力计测量.注意:①物体的质量不会变;②G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的. (3)方向:总是竖直向下的.注意:竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心. (4)重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即物体的重心. ①影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布. ②不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法.注意:重心的位置不一定在物体上.2.弹力有无的判断 (1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况. (2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.3.弹力方向的判断 (1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断. (2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向. 4.弹力大小计算的三种方法 (1)根据力的平衡条件进行求解. (2)根据牛顿第二定律进行求解. (3)根据胡克定律进行求解. 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表达式:F=kx.k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定.x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度. [思维深化] 1.判断下列说法是否正确. (1)地球上物体所受重力是万有引力的一个分力.(√) (2)只要物体发生形变就会产生弹力作用.(×) 第1讲力重力弹力 自主·夯实基础自主预习轻松过关 名师点金 本讲知识虽然一般不在高考中单独考查,但往往会穿插在每年各地的考题中.本讲内容是以后受力分析的基础,其中对弹力的有无、大小、方向的分析有一定的难度,需要在本讲的复习中深刻理解,强化训练. 知识梳理 一、力 1.力的基本特征 (1)物质性:力不能离开物体而独立存在. (2)相互性:力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体. (3)矢量性:力是矢量,既有大小又有方向. (4)瞬时性:力是产生加速度的原因.力发生改变,加速度也同时发生改变,它们之间有瞬时对应的关系. (5)积累性:力在时间上的积累是力的冲量,力在空间上的积累是力所做的功. 2.力的作用效果 (1)使物体发生形变; (2)改变物体的运动状态(产生加速度). 3.力的图示与力的示意图 力的图示是用有向线段表示力的三要素(大小、方向、作用点)的方法.有向线段的长度表示力的大小,有向线段的方向表示力的方向,有向线段的起点或终点表示力的作用点.力的示意图不要求严格表示力的大小,只要求表示力的方向和作用点即可. 4.力的测量和单位 力的测量工具有弹簧测力计(弹簧秤)等,力的国际单位是牛顿(N). 5.力的分类 (1)按性质分类:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力…… (2)按效果分类:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力…… (3)按研究对象分类:外力、内力. 二、重力 1.产生原因:是由于地球对物体的吸引而产生的. 2.大小:同一地点重力的大小与质量成正比,即G=mg. (1)定性分析:重力源于地球对物体的万有引力.严格地说,重力一般不等于地球对物体的万有引力.重力是地球对物体的万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供物体随地球一同绕地轴转动时所需要的向 心力,如图1-1所示.从赤道到两极, 该向心力F向=mω2R cos θ(其中m为物 体的质量,ω为地球的自转角速度,R 为地球的半径,θ为纬度角)逐渐减小, 故物体的重力逐渐增大;到两极时, θ=90°,F向=0,重力等于万有引力. (2)定量计算:由于自转引起的重力与万有引力之差远小于万有引力,在高中物理中可认为mg=G. 超重或失重是物体对物体的支持力大于或小于物体重力的现象,并不是物体的重力发 第 1 页 共 2 页 乙甲 甲 丙 第一章 相互作用 第一讲 力的概念 重力 弹力 知识要点梳理: (一)、力的概念 1.力是 。2.力的物质性是指 。 3.力的相互性是 ,施力物体必然是受力物体,力总是成对的。 4.力的矢量性是指 ,形象描述力用 。 5.力的作用效果是 或 。 (二)、重力 1.概念: 2.产生条件3 最大, 最小;在同一地理位置,离地面越高,g 值 。一般情况下,在地球表面附近我们认为重力是恒力。 4.方向: 。 5.作用点—重心:质量均匀分布、有规则形状的 物体重心在物体的 ,物体的重心 物体上(填一定或不一定)。 6.质量分布不均或形状不规则的薄板形物体的重心可采用 粗略确定。 (三)、弹力 1.概念: 2.产生条件(1) ;(2) 。 3.大小:(1)与形变有关,一般用平衡条件或动力学规律求出。 (2式中的k 被称为 ,它的单位是 ,它由 决定;式中的x 是弹簧的 。 4.方向:与形变方向相反。 (1)轻绳只能产生拉力,方向沿绳子且指向 的方向; (2)坚硬物体的面与面,点与面接触时,弹力方向 接触面(若是曲面则是指其切面),且指向被压或被支持的物体。 (3)球面与球面之间的弹力沿半径方向,且指向受力物体。 要点精析 (1)对力的概念的理解 【例1】在滑冰场上,甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互猛推一下后分别向相反方 向运动。假定两板与冰面间的动摩擦因数相同。已知甲在冰上滑行的距离比乙远,这是由于 ( ) A .在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力 B .在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间 C .在刚分开时,甲的初速度大于乙的初速度 D .在分开后,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小 2.下列关于力的说法中,正确的是 ( ) A .力不能离开施力物体和受力物体而独立存在的 B .马拉车前进,马对车有拉力作用,但车对马没有拉力作用 C .根据效果命名的同一名称的力,性质也一定相同 D .只有两物体直接接触时才会产生力的作用 (2)关于重力与重心的考查 【例3】 “神州”五号的飞行可看成近地运行,杨利伟的质量是65kg ,他在运行过程中的向心力可估算为_________N 。 4.关于物体的重力和重心,下列说法中正确的是 ( ) A .物体的重力就是地球对物体的吸引力 B .物体静止时,对水平支持物的压力就等于物体的重力 C .重心就是物体中最重的一点,可用悬挂法确定重心的位置 D .物体的重心可以不在物体上 (3)关于弹力有无的判断及大小计算 【例5】画出图中物体所受 的力(P 为重心,接触面均光滑) 重力和弹力 知识集结 知识元 重力 知识讲解 一、重力的产生:由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力. 二、重力的特点 1.地球上的一切物体都受到重力的作用. 2.重力是非接触力:抛出去在空中运动的物体与静止时所受重力是不变的. 3.重力的施力物体是地球. 三、重力的三要素 1.重力的大小:重力与质量的关系是G=mg,通常取g=9.8N/kg,g是重力加速度,所以高中 2.它的物理意义是:1kg的物体所受重力的大小是9.8N.粗略计算时阶段更常写为g=9.8m/s g=10m/s2.g不是不变的,它与地理位置有关,在地球上,一般距离地心越远,g越小,相同 距离时,越靠近两极越大.重力的大小可以用弹簧测力计测出,其大小在数值上等于物体静止 时对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力. 2.重力的方向:总是竖直向下,与当地的水平面垂直,可由铅锤线确定.重力的方向不受其 他作用力的影响,与运动状态也没有关系. 注意:切不可说成垂直向下,因为平面不一定水平,其垂直向下的方向也不同,另外,重力的方向也不一定指向地心(后面学万有引力时会学到). 3.重力的作用点:重力的作用点在物体的重心上. 重心是重力的等效作用点,并不是重力的实际作用点,也不一定在物体上.物体重心的位置由物体的形状及质量分布情况所决定,与物体的放置状态无关,与物体的运动状态无关. 例题精讲 重力 例1.关于重力,下列说法正确的是() A.球体的重心一定在球心上 B.物体上只有重心处才受到重力作用 C.物体向上抛出时受到的重力小于它静止时受到的重力 D.同一物体在同一地点,无论运动状态如何,其所受重力都一样大 例2. 如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝,飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为() A.马跑得快的缘故 B.马蹄大的缘故 1重力与弹力 第1课时重力、弹力的理解 [学习目标] 1.理解重力及重心的概念,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.掌握胡克定律,并能解决相关问题. 一、力 1.定义:一个物体对另一个物体的作用. 2.力的三要素:大小、方向和作用点. 3.单位:牛顿,简称牛,符号:N. 二、重力 1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力. 2.方向:竖直向下. 3.大小:G=mg,g是自由落体加速度. 4.作用点——重心 (1)重心: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,这一点叫作物体的重心. (2)决定因素:①物体的形状;②物体的质量分布. 三、力的表示方法 1.力的图示:力可以用有向线段表示,有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点. 2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.四、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,对与它接触的物体产生的力. 3.常见的弹力:压力和支持力都是弹力,方向跟接触面垂直;绳子的拉力也是弹力,方向沿 着绳子而指向绳子收缩的方向. 1.判断下列说法的正误. (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,重心一定在物体上.(×) (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因为地面发生了形变.(√) 2.把一条盘放在地面上的长为L的匀质铁链竖直向上刚好拉直时,它的重心位置升高了________;把一个边长为L的匀质正方体,在水平面上绕bc棱翻倒使对角面AbcD处于竖直方向,如图1所示,重心位置升高了________,正方体受到的支持力是因为________发生形变产生的,正方体对地面的压力是________发生形变产生的. 图1 答案L 2 2-1 2L地面正方体 一、重力与重心 导学探究 1.如图2所示,建筑工地上常用重锤来检测墙壁是否竖直,为什么使用重锤就能够检测墙壁是否竖直? 图2 答案重力的方向竖直向下,所以悬挂重锤的悬线方向一定在竖直方向上,如果墙壁与悬线平行,则说明墙壁竖直. 2.观察图3,思考以下问题:重心是物体上最重的一点吗?重心位置与什么有关?物体的重心一定在物体上吗?请举例说明. 物理力学部分--重力和弹力问题归纳 一、关于重力: (1)重力的定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。 【说明】①地球上的物体都受到重力作用,不论质量大小,也不论有无生命。 ②重力是由于地球的吸引而产生的,但重力的大小不一定等于地球对物体的吸引力,重力一般小于地球对物体的吸引力。 ③重力是非接触力,同一物体在空中运动与静止时所受的重力相等。 ④重力的施力物体是地球。 (2)重力的大小 ①重力与质量的关系:G=mg,g是自由落体加速度,通常取g=9.8N/kg,表示质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。 【说明】a. g会随地球上纬度的改变而改变,纬度越高,g值越大,两极最大,赤道最小,导致同一物体在不同纬度处所受重力不同。 b. g值会随海拔高度而改变。在同一纬度处,高度越大,g值越小,致使同一物体受到的重力随高度增加而减小。 ②重力的测量 在实验室里,重力大小可以用弹簧测力计测出。当弹簧测力计吊起物体静止时,物体对测力计的拉力才等于物体受到的重力。 (3)重力的方向 重力的方向总是竖直向下,可利用铅锤线确定其方向。 (4)重心 ①重心的概念:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分所受重力的作用都集中于一点,这一点叫做物体的重心。 引入重心的概念后,研究具体的物体时,可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示,于是原来的一个物体就可以用一个有质量的点来表示。 ②重心的确定 a. 质量分布均匀的物体,重心位置只跟物体的形状有关。 若物体的形状是中心对称的,则对称中心就是重心。 b. 质量分布不均匀的物体,重心位置除跟物体的形状有关外,还跟物体的质量分布情况有关。如:起重机重心位置随吊升货物的多少和位置变化而变化。 *C、可用坐标公式法计算重心 二、关于弹力: 1、弹性形变和弹力的概念: (1)弹性形变: 形变包括两方面,即形状的改变和体积的改变。 弹性形变:有些物体在形变后能够恢复原状,如弹簧、橡皮筋等,这样的形变叫做弹性形变。 (2)弹力 ①弹力的概念:发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。 ②弹性限度:若物体形变过大,超过一定限度,撤去作用力后,物体不能完全恢复成原来的形状,这个限度叫弹性限度。 2、几种常见弹力及弹力方向的判定: (1)压力和支持力 产生:如图所示,由于书发生了形变,对与它接触的桌子产生了弹力F1,这就是压力,方向是垂直于支持面指向被压的物体。 由于桌面发生形变,对与它接触的书产生弹力F2,这就是支持力,方向是垂直于支持面指向被支持的物体。 综上可得:压力和支持力均为弹力,方向垂直于支持面指向受力物体。 (2)绳的拉力 由于灯发生微小形变,对与它接触的吊绳产生了弹力F2,即灯对绳的拉力,方向沿绳向下。 综上可得:拉力是弹力,方向沿绳指向绳收缩的方向。 物理高一重力与弹力知识点 重力和弹力是物理学中的基本概念,它们在我们日常生活和学 习中起着重要的作用。下面我们来详细了解高一物理中与重力和 弹力相关的知识点。 一、重力的概念和特点 重力是地球吸引物体的力量,在物理学中属于基本力之一。重 力的特点如下: 1. 重力是一种吸引力:地球对物体具有吸引作用,使物体向地 心方向运动。 2. 重力的方向:重力的方向指向地心,也就是指向地球的中心。 3. 重力的大小:物体所受重力的大小与其质量成正比,即质量 越大,所受重力越大。 4. 重力的计算:根据万有引力定律,物体所受重力的大小与地 球质量以及物体和地球之间的距离有关。 二、重力的应用 重力在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。以下是重力的几个应用场景: 1. 物体的自由下落:根据重力的作用,物体在没有空气阻力的情况下,自由下落的加速度约等于9.8 m/s^2。 2. 弹力的平衡:当物体受到重力和弹力的作用时,达到平衡状态时,重力和弹力相等。 3. 行星运动:行星围绕恒星运动的规律可以通过重力来解释,如地球绕太阳运动、月球绕地球运动等。 三、弹力的概念和特点 弹力是一种物体受到压缩或拉伸后产生的力,它具有以下几个特点: 1. 弹力的方向:弹力的方向与物体受力的形式有关,当物体受到压缩时,弹力的方向指向物体的中心;当物体受到拉伸时,弹力的方向指向物体外部。 2. 弹力的大小:根据胡克定律,弹力的大小与物体的形变程度成正比,即物体形变越大,弹力越大。 3. 弹力的作用时间:弹力只在物体受力状况改变时才会产生,并且随着形变的恢复,弹力也会逐渐减小。 四、弹力的应用 弹力同样在生活和科学研究中起到重要的作用,以下是弹力的几个应用场景: 1. 弹簧测力计:通过测量弹簧的伸长或压缩程度,可以间接计算物体所受力的大小。 2. 弹簧秤:利用弹簧的伸缩变化来测量物体的质量。 弹力重力摩擦力 一、考纲要求 1.力的概念、作用效果、示意图(认识) 2.力的测量(认识) 3.重力、弹力、摩擦力(认识) 二、教学目标 1.了解力的基本知识,概念,三要素,作用效果 2.会画重力的示意图 3.知道弹簧测力计的正确使用方法和读数 4.知道影响摩擦的因素 三、教学难点 1.力的示意图 2.力的作用效果 四、教学方法 讨论法、多媒体课件演示法 五、教学步骤 (一)课前检测 1.(2016•宜昌)以下关于力描述不正确的是() A.力是物体运动的原因 B.力能改变物体的运动状态 C.力能使物体发生形变 D.力的作用效果与力的三要素有关 2.(2016•北京)如图所示的弹簧测力计的示数为N. 3.(2016•株洲)关于重力的示意图正确的是() 4.(2012广东)图中的四个实例,目的是为了减小摩擦的是()A.鞋底的花纹B.浴室脚垫做得凹凸不平 C.在合页轴上加润滑油D.矿泉水瓶盖上的条纹 第一题:力的知识(三要素、作用效果) 第二题:重力的示意图 第三题:弹簧测力计 第四题:摩擦力 通过这4题,让学生自主梳理知识点(学生自行进行总结知识点),教师进行知识框架的搭建。 (二)考点分析 1.力的示意图(三要素、重力)(3题作图题、填空题,由易到难,让学生主动练习) 题目:(1).(2011广东)画出如下图所示小球所受重力的示意图. (2).如图,用水平力轻轻推动矿泉水瓶底部时,瓶子沿桌面平稳地移动; 用等大的水平力轻推瓶盖,瓶子翻了.说明力的作用效果与力的______(填“大小”“方向”“作用点”)有关.“翻了”说明瓶子的________发生了改变。 (3).(2012广东,15,1分)画出下图中静止在水平桌面上的物体A所受重力及支持力的示意图. (4).(2014•东营)如图所示,所受重力大小为G的物体静止在斜面上, 高一重力与弹力的知识点 重力和弹力是物理学中的重要概念,它们在我们日常生活中随处可见。了解重力和弹力的知识点,有助于我们更好地理解物体的运动和相互作用。本文将从定义、特征和应用等方面介绍重力和弹力的知识点。 一、重力的概念与特征 重力是地球对物体的吸引力,是一种质量间的相互作用。它根据牛顿的普遍引力定律,与物体的质量和距离有关。重力的特征可以总结为以下几点: 1. 无处不在:重力存在于宇宙的各个角落,不仅仅限于地球。例如,月球围绕地球的轨道就是由重力决定的。 2. 直线传播:重力是以直线方式传播的,不会因空间的曲折而改变。 3. 万有引力:重力的作用范围几乎无限大,作用于所有物体。无论物体的大小和质量如何,地球都会对其施加吸引力。 4. 质量和距离的关系:重力的大小与物体的质量成正比,与物体之间的距离的平方成反比。这意味着质量越大,距离越近,重力就越强。 二、弹力的概念与特征 弹力是物体在变形后恢复原状时所产生的相互作用力。弹力可分为拉力和压力两种情况,它们展示了物体的弹性特性和变形能力。以下是弹力的几个重要特征: 1. 弹性系数:弹力的大小与物体的弹性系数有关。弹性系数越大,物体回复原状的能力就越强,弹力也就越大。 2. 反向作用力:根据牛顿第三定律,当物体受到弹力时,它会产生一个与弹力大小相等但方向相反的作用力。这意味着弹力始终成对出现。 3. 弹簧定律:杆状物体或弹簧所受弹力与其伸长或压缩的距离成正比。这个关系可以用胡克定律表达,具体为F=kx,其中F表示弹力,k表示弹簧系数,x表示伸长或压缩的距离。 三、重力和弹力的应用 重力和弹力的概念和特征也被广泛应用于实践中,影响我们日常生活和科学研究的各个领域。下面是一些应用示例: 1. 工程设计:在建筑、桥梁和道路等工程设计中,需要考虑重力的作用,确保结构的稳定和安全。 2. 运动和运动学:重力是物体运动的驱动力之一,它使得物体朝向地球的中心运动。同时,弹力也可以导致物体的加速度和位移变化。 3. 弹性材料和弹簧:在工业生产中,许多材料和设备都涉及弹性变形和弹力。弹簧就是利用弹力实现各种机械运动和控制的常见元件。 4. 天体物理学:重力不仅在地球上起作用,还决定了行星、星系和宇宙的运动和结构。通过研究重力和引力定律,我们可以更好地理解宇宙中物体的相互作用。 总结: 第三章相互作用——力 第1节重力与弹力第1课时 【素养目标】 1.理解力的概念,会画力的图示和力的示意图. 2.知道重力产生的原因、重力的方向,会计算重力的大小.(重点) 3.知道重心的概念及其确定方法.(难点) 4.了解四种相互作用. 【必备知识】 知识点一、力和力的图示 1.运动状态的变化 物体的运动状态用速度来描述.只要物体的速度变化了,不管是大小还是方向改变了,都说这个物体的运动状态发生了变化. 2.力的四种基本性质 3. 4.力的作用效果 (1)使物体的运动状态发生变化; (2)使物体产生形变. 5.力的分类 按效果命名:压力、拉力、推力、动力、阻力、向心力等。 按性质命名:重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。 6.力的三要素:大小、方向、作用点。三要素都可以影响力的作用效果。 7.力的图示和力的示意图 (1)力的图示:能表示出力的大小、方向和作用点. (2)力的示意图:只表示出力的作用点和方向. 知识点二、重力 1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。 2.大小:G=mg,其中g是自由落体的加速度,一般计算中g取9.8 m/s2. 3.方向:重力总是竖直向下的,和当地水平面垂直,不一定和接触面垂直,不一定指向地心。只有在两极和赤道时,重力的方向才指向地心。 4.作用力——重心 从效果上可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫物体的重心.形状规则的均匀物体重心在其几何中心处,质量分布不均匀的物体,重心位置与形状和质量分布有关. (1)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. (2)重心的位置可以在物体上,也可以在物体外,如一个圆形平板的重心在板上,而一个铜环的重心就不在环上. (3)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上; (4)对形状不规则的薄板物体,可用支撑法或悬挂法来确定其重心. (5)重心的位置与物体所在的位置及运动状态都无关。 【课堂检测】 1.关于重力的方向,下列说法中正确的是() A. 重力的方向总是垂直向下 B. 重力的方向总是竖直向下 C. 重力的方向总是和支持物体的支持面垂直 D. 重力的方向总是垂直接触面向下 【答案】B 【解析】A、重力的方向总是竖直向下的,与水平面垂直,AD不符合题意,B符合题意; C、重力的方向总是和水平支持物体的水平支持面垂直,和倾斜支持面不垂直,C不符合题意; 故答案为:B 【分析】重力方向总是竖直向下;不一定与支持面垂直;与接触面方向无关。 2.质量为2kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下保持静止(g取9.8N/kg)。则以下说法正确的是() A. 物体的各部分中,只有重心处受重力 B. 细绳所在直线可能与天花板不垂直 C. 物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同,所以它们是同一个力 D. 剪断细绳后,物体不受任何力的作用 高中物理必修1 重力、弹力基础知识点专题讲解 重力、弹力 【学习目标】 1.明确力的概念——力是物体间的相互作用 2.知道重力及重心的概念 3.掌握力的图示,会画力的示意图 4.知道形变的含义及产生弹力的原因和条件 5.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向 【 6.理解胡克定律,并能利用胡克定律解决问题 【要点梳理】 要点一、对力的理解 要点诠释: 1.力的定义 力是物体与物体之间的相互作用 2.力具有物质性、矢量性、相互性 (1)力的物质性 < 力不能离开物体而单独存在.力可以发生在相互接触的物体之间,也可以发生在不相互接触的物体之间.比如不接触的电荷、不接触的磁铁,这些物体间也同样有力.它们之间没有离开物质,它们之间存在着电场或磁场. (2)力的矢量性 力有三要素:大小、方向和作用点.之所以称为要素,是因为这三个要素中的任一个发生变化,都会直接影响力的作用效果.力是矢量,因此求力时,不仅要写出力的大小,同时还要说明力的方向. (3)力的相互性 提到力一定涉及两个物体.一个是施力物体,一个是受力物体.施力物体也一定是受力物体,关键看研究的对象是谁.A对B有力,B对A也一定有力. 3.力的作用效果 力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态,即改变物体运动速度的大小和方向. (1)静力效果——使物体的形状发生变化(形变),如把物体拉伸、压缩、扭转、剪切等. ( (2)动力效果——改变物体的运动状态,如使物体从静止开始运动,从运动变为静止(或使物体的运动速度从小变大、从大变小);或使物体的运动方向发生变化等, 根据力的作用效果,判断物体是否受力是受力分析的基本方法. 4.力的图示与力的示意图: (1)力的图示: 为了更形象、直观地表达力,我们可以用一根带箭头的线段来表示一个力的大小、方向和作用点(即力的三要素),这种表示力的方法,叫做力的图示. 画力的图示的步骤: ①选定标度(用多长的线段表示多少牛的力). ②从作用点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的长度,并在线段上加刻度. , 3.1 重力与弹力(第1课时) 『教材分析』 重力的知识是后面学习力学和牛顿定律的基础。本节从高于初中物理的知识出发,介绍了重力的产生原因,大小方向等,又引入了重心和力的图示法的概念。介绍了许多生活的实例,不仅对学生积极参与教学起到了良好的促进作用,同时使学生感知到物理与生活息息相关,激发了学生学习物理的兴趣。学生在初中阶段已经学习过重力,可能会对这节课不够重视。本节的矢量性对学生来讲存在认识上的难度,区分力的示意图和力的图示也存在难度等。可以通过设计使学生个人感受实验,进而让学生对重力的认识更进一步。 『教学目标与核心素养』 物理观念:知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。 科学思维:通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理方法。 科学探究:能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关。科学态度与责任:养成用科学的质疑的态度去学习知识的习惯,善于在学习的过程中提出问题。 『教学重点与难点』 重点:1、力的概念、图示以及力的作用效果。 2、重力的概念及重心的理解。 3、弹力的概念及产生条件 难点:1、力的概念。 2、重心的概念和位置。 3、弹力的概念及产生条件 『教学方法』 教师启发引导,小组合作,演示法、归纳法等多种教学方法相结合。 『教学准备』 刻度尺、铅笔、均匀球体及圆柱体、长直尺、三角板、多媒体课件。 『教学过程』 一、新课引入 你每天起床穿着别人做的衣服,吃着别人做的早餐,难道你还能说和别人一点关系都没有吗?所以说孤立的人是不存在的,总是和别人有着各种各样发的联系。 教学设计说明:从自身实际出发,懂得相互联系,延伸到物体上,创设问题情境,激发探究动机,引导学生发现问题。借机进行感恩教育。 自然界的物体不是孤立存在的,它们之间具有多种多样的相互作用。正是由于这些相互作用,物体在形状、运动状态等许多方面会发生变化如何来研究这些相互作用呢? 重力与弹力 知识集结 知识元 重力 知识讲解 一、重力的产生:由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力. 二、重力的特点 1.地球上的一切物体都受到重力的作用. 2.重力是非接触力:抛出去在空中运动的物体与静止时所受重力是不变的. 3.重力的施力物体是地球. 三、重力的三要素 1.重力的大小:重力与质量的关系是G=mg,通常取g=9.8N/kg,g是重力加速度,所以高中 2.它的物理意义是:1kg的物体所受重力的大小是9.8N.粗略计算时阶段更常写为g=9.8m/s g=10m/s2.g不是不变的,它与地理位置有关,在地球上,一般距离地心越远,g越小,相同 距离时,越靠近两极越大.重力的大小可以用弹簧测力计测出,其大小在数值上等于物体静止 时对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力. 2.重力的方向:总是竖直向下,与当地的水平面垂直,可由铅锤线确定.重力的方向不受其 他作用力的影响,与运动状态也没有关系. 注意:切不可说成垂直向下,因为平面不一定水平,其垂直向下的方向也不同,另外,重力的方向也不一定指向地心(后面学万有引力时会学到). 3.重力的作用点:重力的作用点在物体的重心上. 重心是重力的等效作用点,并不是重力的实际作用点,也不一定在物体上.物体重心的位置由物体的形状及质量分布情况所决定,与物体的放置状态无关,与物体的运动状态无关.例题精讲 重力 例1. 关于重力,下列说法正确的是() A.球体的重心一定在球心上 B.物体上只有重心处才受到重力作用 C.物体向上抛出时受到的重力小于它静止时受到的重力 D.同一物体在同一地点,无论运动状态如何,其所受重力都一样大 【解析】 题干解析: A、重心不仅与物体的形状有关,还与质量分布有关,所以球体的重心不一定在球心,故A错误; B、物体上各处都受到重力,故B错误; C、物体的重力与物体的运动状态无关,则知物体向上抛出受到的重力等于它静止时受到的重力,故C错误; D.同一物体在同一地点,重力加速度g相同,物体的重力G=mg相同.故D正确 例2. 如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝,飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是 , 考情分析高考对本章考查的频率较高,单独考查时多以选择题和实验题的形式出现,与其他知识综合考查时多以选择题和计算题的形式出现。 重要考点1.滑动摩擦力、动摩擦因数、 静摩擦力(Ⅰ) 2.形变、弹性、胡克定律(Ⅰ) 3.矢量和标量(Ⅰ) 4.力的合成和分解(Ⅱ) 5.共点力的平衡(Ⅱ) 实验二:探究弹簧弹力与形 变量的关系 实验三:探究两个互成角度 的力的合成规律 考点解读 1.弹力、摩擦力的产生条件、 方向判断及大小计算是高 中物理力学知识的基础。 2.力的合成与分解是高中 物理力学的基本方法,经常 结合受力分析和共点力的 平衡综合考查,平行四边形 定则是所有矢量运算的基 本法则。 3.共点力的平衡是高考中 的重点,其中动态平衡更是 高考的难点,对同学的理解 能力要求较高。 第1讲重力、弹力、摩擦力 知识点重力 1.产生:由于01地球的吸引而使物体受到的力。 2.大小:物体受到的重力G与物体的质量m的关系是G=02mg,其中g 是自由落体加速度。 3.方向:总是03竖直向下。 4.重心:其位置与物体的04质量分布和05形状有关。 知识点形变、弹力、胡克定律Ⅰ 1.形变 01形状或02体积的变化叫作形变。 2.弹性 (1)弹性形变:物体发生形变后,如果撤去作用力能够03恢复原状,这种形变叫作弹性形变。 (2)弹性限度: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04形状,这个限度叫作弹性限度。 3.弹力 (1)定义:发生05形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的作用力。 (2)产生的条件 ①物体间直接06接触;②接触处发生07弹性形变。 (3)方向:总是与物体弹性形变的方向08相反。 4.胡克定律 (1)内容:在弹性限度内,弹簧发生09弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成10正比。 (2)表达式:F=11kx。k叫作弹簧的12劲度系数,由弹簧自身的性质决定,单位是13牛顿每米,用符号14N/m表示。x是弹簧长度的15变化量,不是弹簧形变以后的长度。只知弹簧弹力大小时,弹簧可能处于拉伸状态,也可能处于16压缩状态,两种情况都要考虑。 知识点滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ 1.滑动摩擦力和静摩擦力的对比 名称项目滑动摩擦力静摩擦力 定义两个相互接触的物体,当它们 01相对滑动时,在接触面上会 产生一种阻碍相对运动的力,这 种力叫作滑动摩擦力 相互接触的两个物体之间只有 02相对运动的趋势,而没有相 对运动时的摩擦力叫作静摩擦力 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/kg 2.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。(2)〕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 第1节重力与弹力 知识点一重力[观图助学] 1.重力和重心的概念 2.力的图示和力的示意图 (1)力的图示 力可以用有向线段表示。有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点,这种表示力的方法,叫作力的图示。 (2)力的示意图 不需要准确标度力的大小,只需画出力的作用点和方向,这种粗略表示力的方法,叫作力的示意图。 [思考判断] (1)重力的方向也可以表述为指向地心。(×) (2)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。(×) (3)只有物体的重心才受到重力的作用。(×) (4)两个力的大小都是5 N,则这两个力一定相同。(×), 重力是非接触力,重力的施力物体是地球,物体所受重力与所处的运动状态及是否受其他力无关。 重垂线就是利用重力的方向总是竖直向下的原理制成的。 如图描述的是“三毛”拉车的情景。 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。 知识点二 弹 力 [观图助学] 跳板为什么能将跳水运动员弹起? 压缩的弹簧为什么能使小车向左加速运动? 1.形变 (1)形变:物体在力的作用下形状或体积发生的改变。 (2)形变的形式⎩ ⎨⎧形状的改变:如弹簧长短的变化等。体积的改变:如用力挤压排球,排球体积变小等。 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。 3.三种常见弹力的方向 [(1)接触的物体间一定有弹力。(×) (2)弹力可以发生在没有接触的物体之间。(×) (3)有些物体的形变是明显的,有些物体的形变是微小的。(√) (4)支持力的方向一定指向被支持的物体。(√) (5)弹簧的弹力方向一定沿着弹簧的轴线方向。(√), 微小形变:有些物体的形变很微小,需借助仪器才能观察到。 光学放大法 力学放大法 知识点三胡克定律 [观图助学] 1.弹性形变:物体在发生形变后,撤去作用力能够恢复原状的形变。 2.弹性限度: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。 3.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。 4.劲度系数:其中k为弹簧的劲度系数,单位为牛顿每米,符号是N/m,劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。第一讲重力,弹力
(新教材)统编人教版高中物理必修1第三章第1节《重力与弹力》优质说课稿
第1讲 重力 弹力
第二章 第1讲:重力、弹力的分析与计算
第1讲 力 重力 弹力
相互作用 第一课时力的概念 重力 弹力
高中物理必修一-重力和弹力
新教材高中物理必修一 第三章 1 第1课时 重力、弹力的理解
物理力学部分--重力和弹力问题归纳
物理高一重力与弹力知识点
物理人教版八年级下册第八单元 利力与简单机械 第1讲弹力 重力 摩擦力
高一重力与弹力的知识点
3.1重力与弹力第1课时 讲义-2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册
高中物理-必修1-重力、弹力-基础-知识点专题讲解
人教版高中物理必修1教学设计3:3.1 第1课时 重力、弹力的理解教案
2021年高中物理必修一(人教2019版):重力与弹力《讲义教师版》
第1讲重力弹力摩擦力教案
第1节重力与弹力高一物理自学讲练资料
2019-2020版物理新教材导学人教必修第一册讲义:第三章+第1节+重力和弹力及答案