内容正文:
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.(重点、难点) 2.知道形变的概念及产生弹力的条件.(重点) 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.(重点、难点) 4.理解胡克定律,并能解决有关问题.(重点)
一、重力
1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.
2.大小
(1)在实验室中可以用弹簧测力计测量重力的大小.
(2)重力的计算公式是G=mg,公式中G是物体的重力,m是物体的质量,g是自由落体加速度.
3.方向:总是竖直向下.
4.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.
二、弹性形变和弹力
1.形变
(1)形变:物体在力的作用下形状或体积的变化.
(2)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.
(3)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.弹力
(1)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.
(2)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.
三、胡克定律
1.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.
2.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.
3.适用条件:在弹簧的弹性限度内.
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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)若两物体间存在弹力,则它们一定接触.
(√)
(4)弹簧的长度越长,弹力越大.
(×)
(5)弹力的方向总与相应的形变的方向相反.
(√)
2.(多选)下列关于重力的说法中,正确的是( )
A.物体所受的重力是由地球吸引产生的
B.物体所受的重力大小等于该物体所受地球的吸引力的大小
C.物体所受的重力始终等于质量的9.8倍
D.同一地点质量相同的物体重力也相同
AD [物体所受地球的吸引力是物体受到重力的原因,故选项A正确,B错误;不同的地点g的值不同,物体的重力也就不同,故选项C错误,D正确.]
3.一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度.则该弹簧的劲度系数为( )
A.40 m/N
B.40 N/m
C.200 m/N
D.200 N/m
D [由胡克定律可知,弹簧的劲度系数为k= N/m=200 N/m,D项正确.]=
重力及重心的理解
1.对重力的理解
(1)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,重力一般不等于地球对物体的引力.与引力相比,重力大小稍微小一些(两极除外),方向稍微偏一些(两极和赤道除外).
(2)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.
(3)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.
2.重心的性质及确定方法
(1)重心的特点:重心是重力的等效作用点,并非物体的其他部分不受重力作用.
(2)重心的位置及决定因素
①位置:重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.
②决定因素
a.物体质量分布情况.
b.物体的形状.
(3)重心位置的确定方法
①质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上.
②形状不规则的薄形物体,可用支撑法或悬挂法来确定重心.
【例1】 关于重力与重心,下列说法正确的是( )
A.重心就是物体内最重的一点,每个物体就一个重心
B.一根质量均匀的柱形铁棒由直变弯,在形状改变后重心位置不变
C.形状规则的物体,它的重心可能不在物体的几何中心
D.重心是物体所受重力的作用点,所以重心总是在物体上,不可能在物体外
C [重心是重力的等效作用点,并不是只有重心才受重力,故选项A错误.重心位置与物体的形状和质量分布有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心处,但形状发生改变后重心位置可能发生变化,重心可以不在物体上,故选项B、D错误.形状规则的物体重心的位置可能不在几何中心,还受质量分布影响,故选项C正确.]
重心是物体所受重力的等效作用点,应用等效的思想方法去理解它.重心不是物体上最重的一点,它可以不在物体上.
1.在体育运动中,人的身体重心位置随着姿势的变化而改变.如图所示,下列各姿势中身体重心位于体外的是( )
A B C D
B [根据重心定义及人的四种姿势,易判断出B选项中身体重心位于体外,故选项B正确.]
弹力的有无及方向判断
1.产生弹力必备的两个条件
(1)两物体间相互接触.
(2)发生弹性形变.
2.判断弹力有无的三种常见方法