3.1重力与弹力-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【导与练】高中同步全程学习全书word（人教版）

物理观念:能了解重力、弹力、摩擦力、胡克定律、牛顿第三定律的内涵,能计算滑动摩擦力,知道矢量和标量,能进行力的合成与分解,能用共点力的平衡条件和牛顿第三定律分析解决一些生活中的实际问题。具有与力及其平衡、与牛顿第三定律相关的运动与相互作用观念。 科学思维:能在熟悉的情境中运用轻弹簧、光滑物体等模型解决问题;能对物体受力情况等进行分析和推理,获得结论;能区分观点与证据;知道质疑与创新的重要性。能体会力的等效替代方法;能运用数学中的三角函数、几何关系等对力与平衡的问题进行分析和推理,获得结论;能使用简单、直接、与牛顿第三定律相关的证据表达自己的观点;能从不同角度解决力与平衡的问题。 科学探究:能完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”和“探究两个互成角度的力的合成规律”等物理实验。能观察实验现象,发现并提出问题;能根据已有实验方案,使用弹簧测力计、刻度尺等器材收集数据;通过作图或其他方法分析数据,形成初步的结论;能参考教科书内容撰写简单的实验报告,能通过与他人交流解决实验中的问题。 科学态度与责任:通过对弹力及对力的合成规律的探究,能认识实验对物理研究的重要性;能欣赏“力与平衡”之美,能做到实事求是,坚持自己的观点;乐于将牛顿运动定律应用于日常生活实际;能为我国古代精湛的建筑技术而骄傲,体会物理学的技术应用在生产、生活中的作用及意义。 1　重力与弹力 [课标引领] 学业质量水平要求 合格性考试 1.形成初步的重力和弹力的概念,能应用概念解决实际问题。 2.了解胡克定律,能对比较简单的力、重力、弹力进行分析和推理 选择性考试 1.具有清晰的力、重力和弹力的概念,能用力、重力、弹力的概念描述和解释自然现象。 2.能对实际过程的力、重力和弹力的大小、方向进行分析和推理 一、重力 图(甲)是应用弹簧测力计测量物体的重力大小,图(乙)是苹果落向地面,图(丙)是用10 N的力水平托着一本书,图(丁)是用力水平推汽车。 (1)重力大小G与物体的质量m有什么定量关系? 答案:G=mg。 (2)为什么树上的苹果总要落向地面? 答案:受竖直向下的重力作用。 (3)如何简洁明了地表示出图(丙)、图(丁)的两个力? 答案:可以用一带箭头的线段来表示,线段的长度表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭尾或者箭头表示力的作用点。 1.重力 产生 由于地球的吸引而使物体受到的力 大小 G=mg,其中g为自由落体加速度 施力物体 地球 特点 地球上的物体都受到重力作用,物体的各部分都受重力作用,方向总是竖直向下 重心 (1)定义:物体各部分所受到的重力作用的集中点,即重心可以看作是物体所受重力的作用点。 (2)决定因素:①物体的形状;②物体内质量的分布。 (3)确定方法 ①形状规则的均匀物体,其位置位于几何中心处; ②质量分布不均匀的薄物体,其位置可利用悬挂法确定 2.力的图示 (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: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。 二、弹力　胡克定律 如图所示,(甲)、(乙)分别为运动员撑杆跳高和踢足球的场景。 (1)请分析图(甲)、(乙)两个场景中力对撑杆及足球产生的效果分别是什么? 答案:图(甲)中力使撑杆发生形变;图(乙)中力使足球的运动状态发生改变。 (2)在力的作用下一切物体都会发生形变吗? 答案:会,只不过有些形变较为明显,有些形变极其微小,需要通过仪器才能观察到。 1.形变:物体在力的作用下形状或体积发生变化,这种变化叫作形变。 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力的作用,这种力叫作弹力。 3.几种弹力及方向 常见弹力 弹力方向 压力、支持力 垂直于物体的接触面,指向被压或被支持的物体 绳子的拉力 沿着绳子而指向绳子收缩的方向 4.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。 5.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。 6.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,k叫作弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m。是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 1.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)只要物体接触,物体间就存在弹力。(　×　) 2.如图所示,身体素质和技术相当的跳高运动员,为什么采用“背越式”的要比采用“跨越式”的成绩好呢? 答案:跳高运动员在越过相同高度的横杆时,“背越式”运动员的重心比“跨越式”运动员的重心升高的高