第三章 1.1 重力与弹力-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】配套教师用书（人教版）

1．重力与弹力 第1课时　重力与弹力 素养目标 知识图解 物理观念 重力、重心、形变、弹力、胡克定律 科学思维 (1)会用力的图示及力的示意图表示力 (2)等效法、放大法、公式法、悬挂法 科学探究 (1)“悬挂法”寻找重心 (2)探究弹力与形变量的关系 科学态度与责任 重力、弹力在生产、生活中的应用 一、重力 1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。 2．大小：G＝mg，其中g就是自由落体加速度，一般计算中g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2。 3．方向：竖直向下。 4．重心：重心可以看作物体所受重力的作用点。 (1)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，这一点叫作物体的重心(center of gravity)。 (2)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。 (3)不规则薄板重心的确定 应用二力平衡的知识通过实验来确定形状不规则物体的重心位置。 5．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 在不需要准确标度力的大小时，通常只需画出力的作用点和方向，这种表示力的方法，叫作力的示意图。 二、弹力 1．接触力：物体与物体接触时发生的相互作用称为接触力。接触力按其性质可以分为弹力和摩擦力。 2．形变：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫作形变(deformation)。 3．弹力：发生弹性形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力(elastic force)。 4．弹力的方向 (1)压力和支持力的方向跟接触面垂直，并且指向受力物体(选填“施力物体”或“受力物体”)。 (2)绳子的拉力方向沿着绳子而指向绳子收缩的方向。 (3)弹力的方向总是与施力物体的形变方向相反(选填“相同”或“相反”)。 三、胡克定律 1．弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变(elastic deformation)。 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(elastic limit)。 3．胡克定律 (1)实验表明，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F＝kx。 (2)k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号用N/m表示。 (3)弹簧的劲度系数反映了弹簧的软硬程度，劲度系数k越大，弹簧越“硬”；k越小，弹簧越“软”。 (1)自由下落的物体所受的重力为零。(　　) (2)重力的方向竖直向下，但不一定与接触面垂直。(　　) (3)物体的重心一定在物体上。(　　) (4)力的图示能反映力的大小、方向和作用点。(　　) (5)弹力一定产生在相互接触的物体之间。(　　) (6)相互接触的物体间一定有弹力。(　　) (7)F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度。(　　) (8)弹簧的形变量越大，劲度系数越大。(　　) (9)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。(　　) 答案：　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×　(7)×　(8)×　(9)√ 力的“三性” (1)物质性：力不能脱离物体而独立存在，每个力都有施力物体和受力物体。 (2)相互性：力是物体间的相互作用，力总是成对出现的，施力物体同时也是受力物体。 (3)矢量性：力是矢量。 ⊲图解 确定薄板的重心 ⊲图解 两种形变 弹性形变 去掉外力后能恢复原状 弹簧、橡皮筋、撑杆等 非弹性形变 去掉外力后不能恢复原状 橡皮泥 (1)两物体挤压→均发生形变一对弹力。 (2)某物体所受弹力，是由于另一个物体形变产生(不是自身形变产生)。 (3)弹性限度是弹性形变的极限，超过这个限度，物体就不能完全恢复原状。 弹力与弹簧伸长量的关系 探究点一　重力和重心 1．如图所示，为什么树上的苹果总要落向地面？ 提示：　苹果落向地面是因为受到地球的吸引而产生的重力作用。 2．观察下图，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。 提示：　 不是，重心是物体各部分所受重力的等效作用点。重心位置与物体的质量分布及物体的形状有关。重心可以不在物体上，如木匠用的拐尺的重心和圆环的重心都不在物体上。 1．重力的大小 (1)重力的测量 ①测量工具：弹簧测力计。 ②测量原理：二力平衡时，两个力大小相等。