专题3.1 重力与弹力（方法精细讲学）-2019-2020学年高中物理人教版必修1知识点方法学与练

2019-2020学年高中物理人教版必修1知识点方法学与练 第三章 相互作用 专题3.1 重力与弹力 目录 ★知识点一 重力 1 ★知识点二 弹性形变和非弹性形变 2 ★知识点三 弹力 3 ★知识点四 胡克定律 5 ★知识点五 弹簧测力计 6 ★知识点一 重力 1.重力定义：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力．一切物体都受重力作用，物体所受重力的施力物体是地球；物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关． 2. 重力的大小：重力G跟物体的质量m成正比，即G=mg．重力不等于物体受到的地球的吸引力. 3. 重力的方向：竖直向下．要切记：不是向下，也不是垂直平面(如斜面)向下。 4. 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作用集中于一点，这一点叫做物体的重心． （2）注意事项：物体重心的位置与物体的形状及物体的质量分布情况有关，与物体的放置状态、运动状态无关．质量分布均匀的规则物体的重心在其几何中心．板类物体的重心可用悬挂法确定． 5. 对重力和重心的深入解释 （1）重力和万有引力的关系 重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力．由于重力远大于向心力，一般情况近似认为重力等于万有引力． （2）确定重心的位置 物体重心的位置和物体的质量分布以及物体的形状有直接关系，如果物体的质量分布均匀，形状规则，其重心在它的几何中心．重心并不一定在物体上，可以在物体以外．如下图所示，如果是质量分布不均匀或形状不规则的薄板状物体，可以用“悬挂法”来确定重心的位置． 【例题1】下列关于重力的说法中正确的是（　　） A．只有静止在地面上的物体才会受到重力 B．重力是由于地球的吸引而产生的，它的方向竖直向下 C．质量大的物体受到的重力一定比质量小的物体受到的重力大 D．物体对支持面的压力必定等于物体的重力 【例题2】有一质量均匀分布的圆形薄板，若将其中央挖掉一个小圆，则薄板的余下部分（　　） A．重力减小，重心随挖下的小圆板移走了 B．重力和重心都没改变 C．重力减小，重心位置没有改变 D．重力减小，重心不存在了 ★知识点二 弹性形变和非弹性形变 1. 弹性形变 定义：物体在外力的作用下会发生形变，当外力撤销后物体可以恢复到原来的形状．物体这种能消除由外力引起的形变的性能，称为弹性（elasticity），外力去除后，形变完全消失的现象叫弹性形变.如弹簧，橡皮筋等。 2. 非弹性形变 定义：物体在力的作用下会发生形变，撤去外力后物体不能恢复到原来的形状，这种形变叫做非弹性形变。 3.弹性形变与非弹性形变的区别 两者的主要区别在于变形是否可恢复：弹性变形是可以完全恢复的，即弹性变形过程是一个可逆的过程；塑性变形则是不可恢复的，塑性变形过程是一个不可逆的过程． 4.弹性限度 如果物体形变过大，超出了一定的限度，撤去外力后，物体不能恢复到原来的形状，这个限度叫做弹性限度。 ★知识点三 弹力 1.弹力 （1）定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生的力叫弹力． （2）弹力的产生条件：①两个物体相互接触，②发生弹性形变． （3）弹力的方向：弹力的方向总是沿着弹性形变恢复的方向． ①支撑面的弹力：支持力的方向总是垂直于支撑面，指向被支持的物体；压力总是垂直于支撑面指向被压的物体．  点与面接触时弹力的方向：过接触点垂直于接触面．  球与面接触时弹力的方向：在接触点与球心的连线上．  球与球相接触的弹力方向：垂直于过接触点的公切面． ②弹簧两端的弹力方向：与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向．其弹力可为拉力，可为压力． ③轻绳对物体的弹力方向：沿绳指向绳收缩的方向，即只为拉力． ④轻杆对物体的弹力方向：利用替代法判断轻杆提供的是拉力还是支持力：轻绳和有固定转轴轻杆的相同点是弹力的方向是沿绳和沿杆的，但轻绳只能提供拉力，轻杆既可以提供拉力也可以提供支持力．轻杆对物体的弹力方向通过合力来判断。比如上图的的可不沿杆的左边一个图，小球是静止的。小球受到竖直向下的重力，要使得小球静止，那么小球要受到相反方向与重力等大的支持力。 （4）弹力的大小 对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算．对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定． ①胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成△F=k△x，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比．式中k叫弹簧的劲度系数，单位：N/m．k由弹簧本身的性质决定（与弹簧的材料、粗细、直径及原长都有关系）． ②“硬”弹簧，是指弹簧的k值较大．（同样的力F作用下形变量△x较小） ③几种典型物体模型的弹力特点如下表． 项目 轻绳 轻杆 弹