3.1 第1课时 重力（学生用书）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

物理必修第一册课堂学索 第三章 相互作用一力 第1节 重力与弹力 答案精解Pm 第1课时重力 [学习目标]L.理解重力及重心的概念，会用二力平衡知识确定重心（物理观念）.2.会用力的图 示和力的示意图表示力（科学思维）。 课前 教材预案●● 教材梳理 知识点3儿力的表示方法 知识点1力 L.力的图示：力可以用 表示，有向 1.定义： 的作用。 线段的 表示力的大小 表示 力的方向，箭尾（或箭头）表示力的 2.力的三要素：大小 和 2.力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力 3.单位： ,简称 ,符号：N 的 和 ,不需要准确 知识点2儿重力 标度力的大小 I自主检测川 1.定义：由于 而使物体受到的力. L.判断下列说法的正误， 2.方向： (1)重力的方向总是垂直于地面， () 3.大小：G= ,g是自由落体加速度（或 (2)重心是物体重力的作用点，重心一定在物 重力加速度). 体上 () 4.作用点一重心 (3)力的图示能准确地表示力的大小、作用点 (1)重心：一个物体的各部分都受到重力的作 和方向 (4)力的示意图也能准确表示力的大小和方向. 用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力 作用 ,这一点叫作物体的重心 2.一个质量为2kg的物体静止在水平地面上，它 (2)决定因素：①物体的 受到的重力大小是 N,水平地面对物 ②物体的 体支持力的大小是 N(g取10N/kg). 课堂 深度探究●· 考点1重力 【情境导学】如图所示，树上的苹果会落向地面： 建筑工地上工人常用重锤线来检测墙壁是否 竖直.为什么树上的苹果总要落向地面？为 什么使用重锤线能检测墙壁是否竖直呢？ ·50 第三章相互作用一力 争知识拓展 C.挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是 1.重力的大小 绳对它的拉力 (1)重力的大小G=mg,只与物体的质量m和 D.同一物体在地球各处所受重力的大小不一 重力加速度g有关，与物体的运动状态无关 定相等 (2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有 思维导引：理解重力的概念，决定因素及其 关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大（同一 方向 高度)：同一纬度，海拔越高，g越小，海拔越 【变式1】关于重心，下列说法正确的是() 低，g越大 A重心就是物体内最重的一点 2.重力的方向：竖直向下，竖直向下是指垂直于 B.物体发生形变时，其重心位置一定不变 水平面向下，但是并不等同于垂直于支持面向 C.重心一定在物体的几何中心 下，也不等同于指向地心 D.采用背越式跳高的运动员在越过横杆时， 3.重力的作用点—重心 重心位置可能在横杆之下 (1)重心是物体各部分所受重力的等效作用 考点2力的图示与力的示意图 点，并不是只有物体的重心才受到重力作用. 【情境导学】如图所示，用10N的力托着一本书， 用500N的力推汽车，如何简洁明了地表示 出这两个力呢？ 2 (2)重心的位置除了跟物体的几何形状有关 外，还跟物体的质量分布有关，如图甲所示.质 量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何 中心，如图乙所示.重心的位置可以在物体上， 也可以在物体外 (3)悬挂法确定薄板状物体的重心 ①原理：二力平衡时，两个力等大反向 学知识拓展 力的图示与力的示意图的画法 ②方法：薄板状物体的重心位置可用悬挂法确 作图步骤 力的图示 力的示意图 定，如图所示，先在A点把薄板状物体悬挂起 选定标度（用某一 来，物体静止时，物体所受的重力与悬绳的拉 选标度 长度的线段表示一 力在同一竖直线上，所以物体的重心一定在通 定大小的力) 过A点的竖直线AB上.然后在C点把物体悬 挂起来，同理知，物体的重心一定在通过C点 从作用点开始沿力 的方向画一条线 从作用点开始沿力 的竖直线CD上，AB和CD的交点O就是薄 画线段 段，根据选定的标 的方向画一条适当 板状物体的重心位置， 度和力的大小按比 长度的线段 【例题1】关于重力，下列说法正确的是( 例确定线段长度 A.重力的方向总是垂直于接触面向下 B.把处在空气中的物体浸入水中，物体所受 在线段的末端标出 在线段的末端标出 标方向 重力变小 箭头，表示方向 箭头，表示方向 ·51 物理必修第一册课堂学案 【例题2】如图所示，一人通过细绳用大小为50N 【变式2】(1)在图甲中木箱的P点，用与水平方 的力F沿与水平方向成30°角斜向上拉物块 向成30°角斜向右上方的150N的力拉木箱， A,试画出拉力F的图示和物块重力G的示 木箱所受重力为200N,作出重力和拉力的图 意图，并指出受力物体与施力物体。 示 (2)作出图乙中电灯所受重力和拉力的示 30 意图. 思维导引：画力的图示和示意图，注意它们的 要素，不要漏掉或者错画. 课末随堂演练● 1.(对重心概念的理解)下列关于重心的说法正 3.(力的图示和示意图)在图甲中木箱P点，用与 确的是 () 水平方向成30°角斜向右上方的150N的力拉 A.任何有规则形状的物体，它的重心一定与它 木箱：在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成 的几何中心重合 60°角斜向左上方的20N的力使木块静止在 B.用一条绳子把一个物体悬挂起来，物体处于 墙壁上：图丙中物体沿着斜面下滑，作出甲、乙 完全静止状态，该物体的重心不一定在绳子 两图中所施加的力的图示：以及图丙中物体所 的延长线上 受重力的示意图. C.任何物体的重心都在物体内，不可能在物 体外 D.重心与物体的形状和物体的质量分布有关 2.(力的图示和示意图)如图所示是一个质量分 布均匀的铁球所受重力的图示，下列说法正确 的是 A.力的图示中标度是唯一的，必须是25心 25N B.根据力的图示可读得铅球所受重力 的大小为50N C.力的图示中重力的作用点在重心上，表示其 他部分不受重力 D.力的图示中重力的方向垂直于平面向下，当 放在斜面上则垂直于斜面向下 友情提示完成Pm课时作业（十三） ·52·命题视角2 1.C解析由题知，电动公交车做匀减速直线运动，且设RS间 3)根据=g,可知g=号 的距高为1，剥根据题意有s一若-欧士，=二 根据v-【图像可知其斜率为重力加速度，则有g 2 2.7-0.35 m/s=9.79m/s. 少十边，联立解得2=41，=w一10，再根据匀变速直线 0.24 (4)需要测量的物理量：水滴下落的高度h和下落的时间1， 运动速度与时间的关系有=限一a·5t1,则at=2m/s, 测量h的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度， 其中还有华=一a·号，解得=1m/,联立解得订 多次测量取平均值： 测量t的方法：调节水龙头阀门，使一滴水开始下落的同时， 1m/s,选项C正确. 恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音.用手机测量滴 2C解析匀变速直线运动，速度可能增大，也可能减小，选项 A、B错误：匀变速直线运动的加速度大小和方向都不变，所 水下落的总时间，则t= 以相等时间内速度的变化相同，选项C正确，D错误。 答3(1)1.15(2) (m·8) 3围1)汽车诚造到率所需时间为6=吕一号=4” 3.0 故2s末的速度为v=h一at=8m/s-2×2m/s=4m/s. 2. (2)汽车停车所需时间为1=业=4s>3s, 2.0 a 1.s 则3s内的位移为西=8X3m7×2X3m=15m 1.0 1i82 (3)制车通过的位移为西一2a=2X2m=16m 0. 俗3(1)4m/s(2)15m(3)16m 命题视角3 0.040.080.120.160.200.247 1.D解析铯原子团仅在重力的作用，加速度g竖直向下，大 (3)9.79(4)见解析 小恒定，在-t图像中，斜率为加速度，故斜率不变，所以图 第三章 相互作用——力 像应该是一条倾斜的直线，选项A,B错误：因为加速度恒 定，且方向竖直向下，故为负值，选项C错误，D正确. 第1节 重力与弹力 2.D解扬x-1图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运动， 因此速度变大，即0一山图像斜率变大，山一？做匀减速运动 第1课时重力 则图像的斜率变小，在2时刻停止，图像的斜率变为零，选 课前·教材预案 项D正确. 【教材梳理】 3。A解粉因电梯上升，由速度图像可知，电梯加速上升的时 知识点1 间段为20.08到30.0s,选项A正确. 1.一个物体对另一个物体 命题视角4 2.方向作用点 1.B层团根据自由落体运动规律A=立g得方=号×10× 3.牛顿牛 知识点2 2m=20m,选项B正确. 1.地球的吸引 2.B层罚由自由落体公式A=受g可得1=√ =3,选 2.竖直向下 项B正确 3.mg 4.(1)集中于一点 (2)①几何形状②质量分布 3.解粉(1)打，点计时器接在频率为50,0Hz的交流电源上，相 知识点3 邻计数，点之间还有1个计时点，则相邻两计敏，点之间的时间 1.有向线段长短箭头作用点 为1=2×0.02s=0.04s, 2.方向作用点 纸带做自由落体运动，打点3时的除时速度等于点2到点4 【自主检测】 之间的平均速度，由纸带数据可知防=号 1.(1)×(2)× (3)/(4)× (3.83+5.36)X102m/s=1.15m/8 2.2020 2×0.04 课堂·深度探究 (2)作出图像如图所示. 【情境导学】 r/1·s) 答案苹果落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用：重 3.0 锤能检测墙壁是否竖直，是因为重力的方向是竖直向下的， 2. 重锤静止时，悬挂重锤的细线方向一定是沿竖直方向的，如 果墙壁与细线平行，就说明墙壁是竖直的，没有倾斜. 24 [例题门D解析重力的方向总是竖直向下的，但不一定是垂 直于接触面向下的，比如在斜面上的物体所受的重力方向 并不是垂直于斜面向下的，选项A错误；重力G=mg,其大 0.5 小只与物体质量、自由落体加速度g有关，与其他因素无 关，选项B错误：绳子拉力的施力物体是绳子，重力的施力 00.040.080.120.160.200.247 物体是地球，两者的施力物体不同，不是同一个力，选项C ·197 错误：由于自由落体加速度随着纬度、高度的变化而变化， 第2课时弹力 所以同一物体在地球各处所受重力的大小不一定相等，选 课前·教材预案 项D正确 【教材梳理】 [变式1门D解析重心在效果上可以看作物体各部分所受重 知识点1 力作用集中于一点，而不是最重的点，选项A错误：物体发 1.形状体积 生形变时，物体的形状发生改变，所以其重心位置可能改 2.恢复原状接触 变，选项B错误：重心的位置与物体的形状和物体内质量的 3.与接触面垂直沿着绳子而指向绳子收缩的方向 分布有关，重心不一定在物体的几何中心，选项C错误：采 知识点2 用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在 1.(1)接触(2)弹性 横杆之下，选项D正确】 知识点3 【情境导学】 1.恢复原状 答案可以用带箭头的线段来表示，线段的长度表示力的大 2.不能 小，箭头的指向表示力的方向，箭尾或者箭头表示力的作 3.弹簧伸长（或缩短）的长度xkx 用点 4.劲度系数 牛顿每米N/m [例题2门解析由题意知，细绳拉物块A,受力物体是物块A,施 【自主检测】 力物体是细绳.画力的图示时，先选好标度，用点A代表物 1.(1)×(2)×(3)/(4)× 块A,即力的作用点，最后标上箭头指明拉力的方向，即得 2.20012 力F的图示，如图所示，为了准确无误地表示拉力的方向， 课堂·深度探究 图中的虚线是必要的补充： 10N 【情境导学】 F=50N 答系用手捏玻璃瓶，细管中水面会上升（或下降）.说明受到 竖白线 压力时玻璃瓶发生形变，体积变小（或变大）了. 30-水平线 [例题1门C解析再小的力都可以使物体发生形变，足球气打 力的示意图只需把力的方向和作用，点表示出来 得足一点，受力后，依然会发生形变，选项A错误：弹力是 由施力物体发生形变而产生的，地面对足球的支持力是由 于地面发生形变引起的，足球对地面的压力是由于足球的 下部发生形变引起的，脚对足球的压力是由于脚发生形变 引起的，选项C正确，B、D错误. 从物块A的重心作一条竖直向下的线段，标上箭头，即得 重力G的示意图，如图所示，施力物体是地球，受力物体是 [变式1门B解析A项图中的小球受到重力与水平面的支持 力即可保持静止，若受到左侧顶，点处的弹力，则小球将向右 物块A. 答系见解析 运动，所以A选项图中小球只受到水平地面的弹力F,不 [变式2]答系(1) 50N 能存在弹力F:,选项A错误：B项图中处在杆项的小球处 (2) 于静止状态时受到重力与杆对小球的弹力，二者是一对平 30 衡力，所以杆对小球的弹力的方向与重力的方向相反，为坚 直向上，选项B正确：C项图中小球受到竖直向下的重力， 如果受到左上方的下，的拉力，小球将无法处于静止状态， 选项C错误：D项图中杆与半球容器有两个接触点，左侧处 为点与球面接触，所以弹力的方向过圆心与接触点，方向指 课末·随堂演练 向球心，右侧是点与直杆接触，弹力方向垂直于杆的方向指 1,D解折重心的位置与物体的形状和质量分布有关，只有形 向左上方，选项D错误 状规则、质量分布均匀的物体的重心才在物体的几何中心， [例题2]AC解析对于A,C选项来说，假设物体A和B之间 选项A错误，D正确：用一条绳子把一个物体悬挂起来，物体 存在弹力，则物体均无法保持静止，故A、B之间无弹力：对 处于完全静止状态时，物体的重力与绳子的拉力平衡，由二 于B,D选项来说，假设拿走B物体，A物体都会开始运动， 力平衡的知识可知，物体的重心一定在绳子的延长线上，选 故A、B间存在弹力，选项A、C正确. 项B错误：重心是物体各部分所受重力的等效作用，点，可以 [变式2]答案CD解析图A中物体a所受弹力仅一个，为地 在物体上，也可以不在物体上，选项C错误 面的支持力：图B中仅一个弹力，为地面的支持力：图C中 2.B解析力的图示中标度不是唯一的，可以是5N,10N等， 两个弹力，来自地面的支持力及物体b的压力：图D中有两 选项A错误：根据力的图示可读得铅球所受重力的大小为 个，来自地面的支持力及绳子的拉力。 50N,选项B正确：力的图示中重力的作用，点在重心上，可以 [例题3]解标(1)弹簧原长L=5.00cm=5.00×102m, 认为各部分受到的重力作用集中于重心上，其他部分也受重 在拉力F=10.0N的作用下仲长到 力，选项C错误；力的图示中重力的方向总是竖直向下的，无 L1=6.00cm=6.00×102m, 论放在什么位置，重力的方向都是竖直向下的，选项D错误。 根据胡克定律得F=k1=k(L1一L), 3.答索 解得弹簧的劲度系数k=1.00×103N/m, 150 10N 设当压力大小为F:时，弹簧被压缩到 L2=4.20cm=4.20×10-2m, 130 根据胡克定律得，压力大小F=kn=k(L。一Le)=1.00X 10×(5.00-4.20)×10-2N=8.00N. 198