第14讲 重力和弹力-2022年初升高物理无忧衔接（人教版）

第14讲 重力和弹力 如图所示，树上的苹果会落向地面；建筑工地上工人常用重锤来检测墙壁是否竖直．为什么树上的苹果总要落向地面？为什么使用重锤能检测墙壁是否竖直呢？ 图1 【答案】苹果落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用；重锤能检测墙壁是否竖直的原理，也是因为重力的方向是竖直向下的，重锤静止时，悬挂重锤的细线方向一定是沿竖直方向的，如果墙壁与细线平行，就说明墙壁是竖直的，没有倾斜． 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． 例题1. 关于重力和重心,下列说法中正确的是 A.重心一定在物体上 B.物体静止时受到的重力最大,沿水平面运动时重力变小 C.重力的方向总是垂直向下的 D.重力的施力物体是地球 【答案】D　 【解析】重心可以在物体上,也可以在物体外,故A错误;重力大小是由物体的质量和重力加速度决定的,与物体的运动状态无关,故B错误;重力的方向总是竖直向下的,故C错误;重力的施力物体是地球,故D正确。 对点训练1. 跳高运动员在如图所示的四种过杆姿势中,重心最接近甚至低于横杆的是 (　　) 【答案】D 【解析】　四种过杆姿势中,前三种过杆时重心均在横杆之上,而背越式过杆时,头、躯干、腿依次过杆,身体的大部分与杆接近,甚至低于杆。选项D正确。 例题2. 关于弹力,下列说法中错误的是 (　　) A.物体受到的弹力是由于施力物体的形变而产生的 B.弹力产生在直接接触且发生弹性形变的物体之间 C.相互挤压的物体间弹力方向总是跟接触面相垂直 D.相互接触的物体间一定存在弹力 【答案】D　 【解析】物体受到的弹力是由于施力物体发生形变要恢复原状而产生的,故A说法正确;产生弹力的条件是直接接触的物体间发生形变,故B说法正确;弹力总是垂直于物体间接触面的,故C说法正确;相互接触的物体如果没有发生形变则它们之间没有弹力的作用,故D错误。 对点训练2. (多选)在各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图所示的跳水运动就是一个实例。下列说法正确的是(　　) A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变 B.跳板和运动员的脚都发生了形变 C.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的 D.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的 【答案】BC 【解析】　跳板和运动员的脚都受到力的作用,都要发生形变,选项A错误,B正确;运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的,跳板受到的压力是运动员的脚发生形变而产生的,选项C正确,D错误。 一、重力 1．重力的大小 (1)重力的大小G＝mg，只与物体的质量m和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关． (2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，海拔越低，g越大． 2．重力的方向：竖直向下．竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心． 3．重力的作用点——重心 (1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用． (2)重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关，如图2甲所示．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心，如图乙所示． 图2 (3)悬挂法确定薄板状物体的重心． ①原理：二力平衡时，两个力等大反向． 图3 ②方法：薄板状物体的重心可用悬挂法确定，如图3所示，先在A点把薄板状物体悬挂起来，物体静止时，物体所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上，所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上．然后在C点把物体悬挂起来，同理知，物体的重心一定在通过C点的竖直线CD上，AB和CD的交点O就是薄板状物体的重心位置． 二、力的图示与力的示意图 力的图示与力的示意图的画法 作图步骤 力的图示 力的示意图 选标度 选定标度(用某一长度的线