第三章 1 重力与弹力-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习全书word（新教材，人教版）

1　重力与弹力 [定位·学习目标] 1.通过重力的学习,体会借助“等效法”理解物体重心的物理观念和科学思维,并通过悬挂法确定物体重心的实验操作,掌握根据二力平衡知识确定物体重心的研究方法。 2.通过学习“放大法”研究微小形变实例分析,体会判断弹力产生的条件及弹力方向分析的科学思维。 3.通过胡克定律的学习,掌握应用胡克定律分析问题、解决问题的能力,并形成科学态度与价值观。 知识点一　重力及力的表示 1.重力 (1)定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。 (2)矢量性 g的单位既可以是 N/kg,又可以是 m/s2,而且1 N/kg=1 m/s2。 (3)作用点——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位置:决定于物体的形状和物体的质量分布。 ③确定方法。 a.质量分布均匀、形状规则的物体,重心处于几何中心处。 b.对质量分布不均匀或形状不规则的物体,可以应用二力平衡的知识通过实验来确定其重心位置,可以通过支撑法或悬挂法来确定。 2.力的表示方法 (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。 在力学中,物体间的相互作用抽象为一个概念——力,即力是一个物体对另一个物体的作用。关于力的概念,你对力有哪些认识?怎样表示一个力? 答案:(1)说明力的物质性。力不能脱离物体而存在,每一个力既有施力物体,又有受力物体。如以空中的人为研究对象,空中的人是重力的受力物体,重力的施力物体是地球。 (2)一个物体受到的某一个力,必定涉及力的大小、方向、作用在何处的问题,即力包括了三个要素,力的大小、方向、作用点。 量度力的大小通常用力的图示法——在选定标度条件下,用一定长度的线段表示力的大小;箭头的方向表示力的方向、箭头起点一般画在物体上表示力的作用点。 假设空中的人重力为600 N,则人所受重力的图示如图所示。 知识点二　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.弹力 (1)概念: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。 (2)方向:跟接触面垂直,且指向形变恢复的方向。如跳水运动员向下压弯的跳板,要向上恢复原状,对运动员有一个向上的弹力。 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状。(　×　) (2)弹力一定发生在相互接触的物体之间。(　√　) (3)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变。(　√　) (4)水杯放在桌面上,因为没有观察到桌面发生形变,则没有产生弹力。(　×　) 知识点三　胡克定律 1.弹性形变和弹性限度 (1)弹性形变:物体在发生形变后,如果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(选填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。 2.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)公式F=kx。式中k叫作弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m。其意义表示弹簧“软”“硬”程度。 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)由k=知,弹簧的劲度系数与弹力成正比。(　×　) (2)由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比。(　×　) (3)只要弹簧发生形变,则弹力一定与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。(　×　) 要点一　对重力和重心的理解 观察下图中的几个实例,思考以下问题。 探究:(1)物体的重力只作用在重心上吗? (2)重心是物体上最重的一点吗? (3)重心位置与什么有关? (4)物体的重心一定在物体上吗?请举例说明。 答案:(1)不是。物体各部分均受重力作用。 (2)不是,重心是物体各部分所受重力的等效作用点。 (3)重心位置与物体的质量分布及物体的形状有关。 (4)重心可以不在物体上,如木匠用的拐尺的重心和圆环的重心都不在物体上。 1.对重力的理解 (1)产生:重力是由于地球的吸引而产生的,凡是由分子、原子构成的物体皆受重力作用,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。重力大小一般稍小于引力(两极除外),方向竖直向下,但一般不指向地心。 (2)大小:在同一地点,重力大小与物体质量成正比,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,重力大小G=mg,g为物体所处位置的重力加速度。 (3)测量:在实验室里或日常生活中,重力