(讲义)第3章 第1节 第1课时 重力与弹力-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(人教版2019)

第1节　重力与弹力 第1课时　重力与弹力 学习 任务 1．知道重力产生的原因、大小和方向，知道重心的概念。 2．会用力的图示和示意图表示力，知道其区别。 3．知道弹力的定义及产生的条件，会判断弹力的有无及方向。 4．知道胡克定律的内容、表达式，会用胡克定律解决相关问题。 　重力 1．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。 2．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。 　g的单位既可以是N/kg，又可以是m/s2，且1 N/kg＝1 m/s2。 如图所示，职业跳高运动员经常采用“背越式”，没有从事专业训练的运动员，往往采用的方式是“跨越式”。 问题1　你感觉哪种方式成绩会更好？ 提示：“背越式”成绩会更好。 问题2　成绩会更好的原因是什么？ 提示：在越过相同高度的横杆时，运动员采用“背越式”的重心比采用“跨越式”的重心升高的高度低，因此采用“背越式”可以越过更高的横杆，成绩会更好一些。 问题3　运动员跳高过程中所受重力的大小和方向是否改变？ 提示：不变。 问题4　运动员从起跳到落地的过程中其重心位置是否变化？ 提示：变化。 1．对重力的理解 (1)产生：重力是由于地球的吸引而产生的，但由于地球自转的影响，重力一般不等于地球对物体的引力。与引力相比，重力大小稍微小一些(两极除外)，方向稍微偏一些(两极和赤道除外)。 (2)大小：G＝mg，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。 (3)方向：竖直向下，除了赤道和两极，竖直向下并不是指向地球的球心。 名师点睛： 2．重心的性质及确定方法 (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，如图甲、乙所示。 ②决定因素 a．物体质量分布情况。 b．物体的形状。 (3)重心位置的确定方法 ①质量分布不均匀、形状不规则的物体，重心与物体的形状、质量分布情况均有关，如图丙所示。 ②质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上，如图丁所示。 ③形状不规则的薄形物体，可用悬挂法或支撑法来确定重心，如图戊所示。 【典例1】　下列关于重心和重力的说法正确的是(　　) A．一物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力 B．据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体受到的重力不一定大 C．物体放于水平面上时，其重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下 D．物体的形状改变后，其重心位置不会改变 B　[由于物体放于水中时，受到向上的浮力从而减小了弹簧的拉伸形变，弹簧测力计的拉力减小了，但物体受到的重力并不改变，选项A错误；当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体受到的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时(如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球上，月球上g值较小)，质量较大的物体受到的重力不一定大，选项B正确；重力的方向总是竖直向下的，选项C错误；物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，当物体的形状改变时，其重心可能发生改变，选项D错误。] 　对物体重心的三点注意 (1)重力作用于整个物体，重心是重力的等效作用点，不是重力的真实作用点。 (2)重心不是物体上最重的一点，也不一定在物体的几何中心。 (3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态均无关。 [跟进训练] 1．如图所示为仰韶文化时期的一款尖底瓶，该瓶装水后“虚则欹，中则正，满则覆”。下列有关瓶(包括瓶中的水)的说法正确的是(　　) A．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点 B．装入瓶中的水增多时，瓶的重心升高 C．瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力 D．瓶所受重力方向始终垂直地面向下 A　[瓶的各部分都受重力作用，瓶的重心是瓶的各部分所受重力的等效作用点，故A正确；瓶中不断加入水时，瓶的重心先降低后升高，故B错误；瓶所受重力是由于地球对瓶的吸引力产生的，但瓶所受的重力不是地球对瓶的吸引力，故C错误；重力的方向始终竖直向下，故D错误。] 　力的图示与力的示意图 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。 力的图示和力的示意图都能表示物体的受力情况，但二者在具体