内容正文:
普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)
内容要求 学业要求
1.认识重力、弹力与摩擦力。通过实验,了解胡克定律。知道滑动摩擦和静摩擦现象,能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。
例1 调查生产生活中所用弹簧的形状及使用目的。
例2 制作一个简易弹簧测力计,用胡克定律解释其原理。
2.通过实验,了解力的合成与分解,知道矢量和标量。能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题。
[活动建议]
调查生产生活中利用或尽量避免摩擦的实例。
1.能对物体的受力情况进行分析,得出 结论。
2.能从物理学的运动与相互作用的视角分析自然与生活中的有关简单问题。
3.体会物理问题研究中的极限方法和抽象思维方法。知道证据是物理研究的基础,能使用简单直接的证据表达自己的观点。
4.会做“探究弹簧弹力与形变量的关系”“探究互成角度的力的合成规律”等实验。能明确科学探究实验所要解决的问题,知道制订实验方案是重要的,会使用弹簧测力计、刻度尺等基本力学实验器材获取数据,能用物理图像描述实验数据,能根据数据得出实验结论,知道实验存在误差。能表达科学探究的过程和结果。
第1讲 重力与弹力
(对应学生用书第21页)
一、力
1.定义:力是物体与物体间的相互作用。
2.作用效果:使物体的形状、运动状态发生改变。
3.力的图示和力的示意图
(1)力的图示
可以用一条带箭头的线段来表示力。线段的长短表示力的大小,箭头指向表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点,这种描述力的方法,叫作力的图示。
(2)力的示意图
只画出带箭头的线段来表示物体在这个方向上受到了力的作用,对线段的长度没有严格要求。
二、重力
1.产生:因地球的吸引而使物体受到的力。
2.大小:G=mg,可用弹簧测力计测量重力。
3.方向:总是竖直向下的。
注意:①物体的质量不会变,重力的变化是由地球上不同位置处g的变化引起的。
②竖直向下不一定和接触面垂直,也不一定指向地心。
4.重心:处在地球附近的物体,虽然它的各个组成部分都受到重力的作用,但从效果上看,可认为重力集中作用在一个点上,称为物体的 重心。
(1)影响重心位置的因素:物体的形状;物体的质量分布情况。
(2)形状规则的均匀物体,重心在其几何中心。
注意:重心的位置不一定在物体上。
三、形变、弹力、胡克定律
1.弹性形变:撤去外力能够恢复原状的形变。
2.弹性限度:弹性体的形变不能无限增大,若超过一定的限度,撤去外力时物体就不能恢复原状,这个限度称为弹性限度。
3.弹力
(1)定义:相互接触的物体发生弹性形变时,由于物体要恢复原状,物体会对它接触的另一物体产生力的作用,这种力称为弹力。
(2)产生条件:物体相互接触且发生弹性形变。
(3)方向:总是与物体形变的方向相反。
4.胡克定律
(1)内容:在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式:F=kx。
①k是弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,用符号N/m表示;k与弹性体的材料、形状等因素有关。
②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。
1.在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,跳水运动就是一个实例。当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是( D )
A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
B.运动员受到的支持力是运动员的脚发生形变而产生的
C.此时跳板对运动员的支持力和运动员受到的重力等大
D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员受到的重力
解析:发生相互作用的物体均要发生形变,故A错误;发生形变的物体,为了恢复原状,会对与它接触的物体产生弹力的作用,运动员受到的支持力是跳板发生形变产生的,B错误;在最低点,运动员虽然处于瞬时静止状态,但接着运动员要加速上升,故此时跳板对运动员的支持力大于运动员受到的重力,C错误,D正确。
2.(2021·安徽六安开学考试)有两根相同的轻弹簧a和b,劲度系数均为k,现将它们按图甲方式连接,下面挂质量均为m的两个小物体,此时两根轻弹簧的总伸长量为x。若将两个物体按照图乙方式挂在两轻弹簧上,则两根轻弹簧的总伸长量为( C )
A. B.
C. D.x
解析:题图甲中x=+=,题图乙中两根轻弹簧的总伸长量为x′=+==,故C正确。
3.(鲁科版必修第一册第86页第3题改编)按下列要求在图中画出物体所受的弹力的示意图。
(1)图甲中斜面对物块的支持力;
(2)图乙中半球面对小球的支持力;
(3)图丙中均匀杆被细绳拉住而静止,画出杆所受的弹力。
解析:弹力的方向沿着弹性形变恢复的方向,故各物体所受弹力示意图如图所示。
答案:见解析图
(对应学生用书第22~23页)
考点一 弹力