第三章 第1节 第1课时 重力与弹力-2022-2023学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记（人教版）津鲁琼云晋皖黑吉桂贵粤辽渝鄂冀湘甘赣豫新青藏宁蒙陕

第1节　重力与弹力 第1课时　重力与弹力 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.理解重力及重心概念，会用二力平衡知识确定重心。 2.知道形变的概念及产生弹力的条件。 3.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向。 4.理解胡克定律，并能解决有关问题。 1.科学思维 (1)建立质点模型对物体受力分析。 (2)利用光学放大法观察微小形变。 2.关键能力 物理建模能力 一、重力 1.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 (3)方向：竖直向下 (4)重心：①定义：一个物体的各部分都受到重力作用，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。因此，重心可以看作是物体所受重力的作用点。 ②决定重心位置的因素：a.物体的形状；b.物体质量的分布。 2.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，箭头指向表示力的方向，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 只画出力的作用点和方向，不准确标度力的大小，这种粗略表示力的方法，叫作力的示意图。 二、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，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。 3.三种弹力的方向 (1)放在地板上的物体，它对地板的压力以及地板对它的支持力的方向，都跟接触面是垂直的。 (2)绳子拉力的方向沿绳子指向绳子收缩的方向。 (3)弹簧弹力的方向沿弹簧指向弹簧恢复原状的方向。 【想一想】 教材第57页观察微小形变的实验利用了什么思想方法？ 答案　光学放大法。 三、胡克定律 1.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。 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。 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：其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号是N/m，劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 【做一做】 (2020·云南大理期末)一根轻质弹簧，竖直悬挂，原长为10 cm。当弹簧下端挂 2.0 N的重物时，伸长1.0 cm；则当弹簧下端挂8.0 N的重物时未超过弹簧弹性限度，弹簧长(　　) A.4.0 cm B.14.0 cm C.8.0 cm D.18.0 cm 答案　B 解析　据题意，当弹簧下挂2 N重物时，伸长1 cm，据胡克定律有F＝kx，则劲度系数为k＝＝2 N/cm，则当弹簧下端挂8 N重物时，弹簧伸长量为x′＝＝4 cm，所以弹簧总长为14 cm。故选项B正确。 探究1　对重力的理解 1.重力 (1)大小 ①同一地点，不同物体重力的大小与其质量成正比。 ②不同地点，同一物体的重力随所处纬度的升高而增大，随海拔高度的增大而减小。 注意：重力不是地球对物体的引力，两者大小一般也不相等。 (2)方向：总是竖直向下。 2.对重心的理解 (1)重心的特点：重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部分不受重力作用。 (2)重心的位置及决定因素 ①位置：重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。 ②决定因素 a.物体质量分布情况。 b.物体的形状。 【例1】 (2020·湖南高一期末)关于重力，下列说法中正确的是(　　) A.物体受到的重力是由于地球对物体的吸引而产生的 B.物体只有落向地面时，才受到重力的作用 C.重力的方向总是垂直于接触面向下的 D.物体被竖直向上抛出后受到的重力比静止时受到的重力小 答案　A 解析　物体受到的重力是由于地球对物体的吸引而产生的，A正确；任何处在地球表面或者地球表面附近的物体都受到重力作用，B错误；重力的方向总是竖直向下的，C错误；在地球表面附近，重力的大小与物体的运动状态无关，D错误。 探究2　弹力的产生及方向 ■情境导入 　 甲　　　　　　　　　　　乙 (1)玩具汽车停在模型桥面上，如图甲所示，压力和支持力各是怎么产生的？方向如何？ (2)“弹跳鞋”是一种由弹簧操控形变的曲形弹跳器，向上的弹力如何产生的？ 答案　(1)桥对车的支持力是桥面发生弹性形变而产生的，方向垂直于桥面向上。车对桥的压力是车轮发生弹性形变而产生的，方向垂直于桥面向下。 (2)该弹力是弹簧发生压缩形变而产生的。 ■归纳拓展 1.弹力产生的两个条件 (1)两物体间相互接触。 (2)发生弹性形变。 2.弹力有无的判断 根据条件判断，首先看是否接触，其次看是否发生弹性形变。 (1)对形变明显的情况可以直接判断。 (2)对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体