第三章 第1节　重力与弹力-2023年物理初升高暑假衔接领跑练 （人教版2019必修第一册）

第三章 初升高暑假衔接练 第1节　重力与弹力 一、重力 1．基本性质 (1)定义：由于地球的吸引而使物体受到的力，叫作重力。 (2)大小：G＝mg。 (3)方向：总是竖直向下。 (4)g的含义：重力加速度，通常取9.8 m/s2。 2．重心 (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。 (2)决定物体重心位置的因素 ①物体的形状。 ②物体内质量分布。 (3)确定重心位置：悬挂法。 3．力的图示 (1)力的三要素：力的大小、方向和作用点。 (2)表示方法：可以用有向线段表示力．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。 二、弹力 1．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。 2．定义：发生形变的物体，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。 3．分类：压力、支持力和拉力。 4．方向 (1)压力和支持力：垂直于接触面，指向被压或被支持的物体。 (2)绳的拉力：沿着绳子指向绳子收缩的方向。 三、胡克定律 1．弹性形变：撤去作用力后能够恢复原状的形变。 2．弹性限度：当形变超过一定的限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来形状的限度。 3．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。 4．劲度系数：公式F＝kx中的k称为劲度系数，单位是牛顿每米，单位的符号是N/m。 四、实验 探究弹簧弹力与形变量的关系 一、实验目的 1．探究弹簧弹力与形变量的关系。 2．学会利用图像研究两个物理量之间关系的方法。 二、实验原理 1．弹簧的弹力F的测量：弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与所挂钩码的重力大小相等，即F＝mg。 2．弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝l－l0。 3．作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。 三、实验器材 轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，铁架台，坐标纸。 四、实验步骤 1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长。 2．在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1。 3．改变所挂钩码的质量，重复步骤2，记录m2、m3、m4、m5、…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、…。 4．计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格。 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 l/cm x/cm 0 五、数据处理 1．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图。连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线，如图所示。 2． 以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可根据F－x图线的斜率求解，k＝。 3．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。 六、误差分析 1．偶然误差：由于读数和作图不准产生的误差，为了减小偶然误差要尽量多测几组数据。 2．系统误差：弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的误差，为减小系统误差，应使用较轻的弹簧。 七、注意事项 1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度。 2．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。 3．描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。 4．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。 预习自测 判断正误： （1）自由下落的物体所受重力为零。( ) （2）重力的方向不一定指向地心。( ) （3）弹力一定产生在相互接触的物体之间。( ) （4）相互接触的物体间一定有弹力。( ) （5）F = kx中“x”表示弹簧形变后的长度。( ) （6）弹簧的形变量越大，劲度系数越大。( ) （7）弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。( ) （8）胡克定律是英国科学家胡克发现的。( ) 重点一　重力和重心 1．重力的大小 (1)重力的大小G＝mg，只与物体的质量m