课时3.1 重力与弹力-2023-2024学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第一册）

第三章 相互作用——力 课时3.1 重力与弹力 1. 知道什么是重力、重心，掌握重力的方向及重力的计算方法。 2. 知道形变、弹性形变、弹性限度的概念。 3. 知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的有无。 4. 了解胡克定律，会计算弹簧的弹力。 一、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物体的质量分布；②物体的形状。 (3)对形状不规则的物体，可以应用二力平衡的知识通过实验来确定其重心位置。如薄板状物体的重心位置可以通过悬挂法来确定。 注意：g的单位既可以是N/kg，又可以是m/s2，而且1 N/kg＝1 m/s2。 二、力的图示和示意图 1．力的图示：用有向线段来表示力。 (1)有向线段的长短(严格按标度画)表示力的大小。 (2)箭头表示力的方向。 (3)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。 三、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．弹力的方向 (1)压力和支持力的方向：都跟接触面垂直，指向被压或被支持的物体。 (2)绳的拉力沿着绳指向绳收缩的方向。 注意：如果两个物体间有弹力的作用，则它们一定直接接触了，但两个物体直接接触，它们之间却不一定有弹力的作用。 四、胡克定律 1．弹性形变：物体在形变后，如果撤去作用力时能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变。 2．弹性限度：如果形变过大，超过一定限度，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 (1)内容：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。 (2)表达式：F＝kx。 (3)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。k是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系 一、实验原理和方法 1．弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码处于平衡状态，弹力大小与所挂钩码的重力大小相等。 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．图像法处理实验数据：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。 二、实验器材 铁架台、毫米刻度尺(米尺)、轻弹簧、钩码(一盒)、三角板、铅笔、坐标纸等。 三、实验步骤 1．按如图所示安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度l0。 2．在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度，并记下钩码的重力。 3．增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格。以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，x＝l－l0表示弹簧的伸长量。 1 2 3 4 5 6 7 F/N l/cm x/cm 四、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，这个常数也可据F­x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。 五、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。 六、注意事项 1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过度拉伸，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。 第1课时　重力与弹力 基础过关练 题组一　对重力与重心的理解 1.(2023湖北武汉武钢三中期中)下列关于重力的叙述正确的是 (　　) A.重力就是地球对物体的吸引力 B.重力的方向总是垂直向下的 C.重力的大小可以用天平直接测量 D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的 2.(2022江苏南京第十三中学质量调研)关于重心，下列说法中正确的是 (　　) A