3.1 第1课时 重力与弹力(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第一册同步学习指导(人教版2019)

练案!!5" 第三章"!!"!第!课时"重力与弹力" """ """""" """"" "" !"#$% 知识点一"重力"力的图示和力的示意图 !!关于重力的说法!正确的是 $""% )!重力就是地球对物体的吸引力 *!只有静止的物体才受到重力作用 +!同一物体在地球上无论向上或向下运动! 都受到重力 ,!物体只有在向下运动时才受到重力作用 "!!多选"一个重力为-. O的物体沿斜面下滑! 关于该物体重力的图示!下列四个图中正确的 是 $""% #!关于重力与重心!下列说法正确的是$""% )!重心就是物体内最重的一点!每个物体就 一个重心 *!一根质量均匀的柱形铁棒由直变弯!在形 状改变后重心位置不变 +!形状规则的物体!它的重心可能不在物体 的几何中心 ,!重心是物体所受重力的作用点!所以重心 总是在物体上!不可能在物体外 知识点二"弹力"胡克定律 $!!-.-1#四川成都高一统考期末"-.-/年0月 !0日晚!在杭州亚运会男足小组赛首轮比赛 中!中国队以3 " !战胜印度队!此役是中国队 时隔-.年再度在亚运会男足赛场与印度队交 锋& 下列说法正确的是 $""% )!足球的重心在球壳上 *!撞到球网上的足球受到弹力是由于球网发 生了弹性形变 +!足球受到的重力是运动员脚部施加的 ,!运动员踢足球时!足球对脚部没有力的 作用 %!!-.-1#广东广州高一期末"下列对图中弹力 有无的判断!正确的是 $""% )#小球随车厢$底部光滑%一起向右做匀速直 线运动!则车厢左壁对小球有弹力 *#两相同小球被两根等长的竖直轻绳悬挂而 静止!则两球对彼此有弹力作用 +#小球被9'E两轻绳悬挂而静止!其中9绳处 于竖直方向!则E绳对小球一定没有拉力 ,#小球静止在光滑的三角槽中!三角槽底面 水平!倾斜面对球有弹力 &!!-.-1#天津武清高一阶 段练习"体育课上一学生 将足球踢向斜台!下列关 于足球给斜台的弹力!说 法正确的是 $""% )#是由斜台发生形变产生的 *#方向沿# ! 的方向 +#方向沿垂直于斜台斜向右下方 ,#方向沿垂直于斜台斜向左上方 '!在半球形光滑碗内斜放一根 筷子!如图所示!筷子与碗的 接触点分别为('0!则碗对筷 子('0两点处的作用力方向 分别为 $""% )!均指向球心2 *!(点处指向球心2!0点处竖直向上 +!(点处平行于筷子向上!0点处垂直于筷子 斜向上 ,!(点处指向球心2!0点处垂直于筷子斜 向上 (!!多选"!-.-1#浙江杭州高一校联考"某物理 探究小组测量图$9%所示口罩两侧弹性绳的 劲度系数& # 将两条弹性绳('0端拆离口罩 并如图$E%在水平面自然平展!总长度为3/ %>/ $ 如图$%%用两个弹簧测力计同时缓慢拉 ('0端!当两个弹簧测力计示数均为- O时! 总长度为4/ %>& 不计一切阻力!弹性绳在弹 性范围内& 根据以上数据可知 $"" ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! % *&)** )#图$%%中!每条弹性绳的伸长量为!3 %> *#图$%%中!口罩两侧均受到1 O的弹力 +#每条弹性绳的劲度系数为1. / OA> ,#每条弹性绳的劲度系数为!. / OA> )!!-.-1#陕西渭南高一统考期末"一轻质弹簧 的弹力与形变量之间的关系如图甲所示& 将 该弹簧下端固定在水平地面上!把一质量为 !!4 JN的物体缓慢放在弹簧的上端!待物体稳 定后静止在弹簧上端!弹簧处在弹性限度内! 如图乙所示!> ;!. >A:-& 下列说法正确的是 $""% )#物体对弹簧的压力是由于弹簧的形变产 生的 *#弹簧的压缩量为/ %> +#弹簧的劲度系数为5 OA> ,#弹簧的压缩量为3 %> &'()% !*!!多选"如图所示的装置中!小球的重力均相 同!大小为!. O!弹簧和细线的质量均不计! 一切摩擦忽略不计!平衡时各弹簧的弹力分 别为& ! '& - '& / !已知丙图中的弹簧平衡时伸 长了3 %>$在弹性限度内%!下列说法正确的 是 $""% )!& ! ;& - ;& / *!& ! 7& - ;& / +!丙图中弹簧的劲度系数E;- OA%> ,!丙图中弹簧的劲度系数E;1 OA%> !!!如图所示!用细线将物体)悬挂 在天花板上!物体*放在水平地 面上!)'*间有一劲度系数为!.. OA>的轻弹簧!此时弹簧的形变 量为- %>!$弹簧始终处于弹性限度内%已知 )'*两物体的重力分别是/ O和3 O!则细线 的拉力及地面对*的支持力可能是$""% )!! O和. O *!3 O和/ O +!3 O和2 O ,!2 O和2 O !"!三个质量均为- JN的 相同木块9'E'%和两 个劲度系数均为3.. OA>的相同轻弹簧 P'Q用轻绳连接!如图 所示!其中9木块放在光滑水平桌面上& 开 始时P弹簧处于原长!木块都处于静止状态& 现用水平力&缓慢地向左拉P弹簧的左端! 直到%木块刚好离开水平地面!取> ; !. >A: - !则该过程P弹簧的左端向左移动的 距离为多少 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! . *")** 探究点2 弹力 练案[16] 基础梳理 1.形状 体积 2.恢复 3.垂直 收缩 1.C 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力是引力的 判断正误 一个分力,不能说重力就是地球对物体的吸引力,故A错误 (1)(2)x(3)(4)x 静止的物体和运动的物体都受到重力作用,故B错误;物体受 例3:D 题图甲中A、B间没有挤压,无弹力,A错误;题图乙中A 到的重力与物体的运动方向无关,同一物体在地球上向什么 对两侧面有压力作用,B错误;题图丙中地面光滑且水平,A 方向运动,都受到重力,故C正确,D错误。 挤压竖直墙壁,存在压力的作用,C错误;题图丁中A受到斜 寸2.AD 物体的重力为20N.标度分别设为5N和2.5N.方向竖 面B对它的支持力的作用,D正确。 直向下,作用点在重心上,故选项A、D正确。 例4:见解析图 3.C 重心是重力的等效作用点,并不是只有重心才受重力,故 解析:轻绳的弹力沿绳并指向绳收缩的方向;点与面接触或面 选项A错误;重心位置与物体的形状和质量分布有关,质量分 与面接触的弹力则垂直于接触面;若接触面为曲面,则弹力与 布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心处,但形状发生 切面垂直。图丙中,物体与曲面之问的弹力方向垂直于过接 触点的切面。图已中,弹力的方向垂直千过接触点的切面,故 改变后重心位置可能发生变化,重心可以不在物体上,故选项 弹力方向必通过球心,与重心位置无关。 B.D错误;形状规则的物体重心的位置可能不在几何中心,还 它们所受弹力的示意图如图所示: 受质量分布影响,故选项C正确。 4.B 足球形状规则,质量分布均匀,故重心在球心上,故A错 误;落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了弹性形变 球网是此弹力的施力物体,故B正确;足球受到的重力是地球 施加的,故C错误;运动员踢足球时,脚对足球有力的作用,足 丙 球对脚部也有力的作用,施力物体同时也是受力物体,故D错 误。故选B。 #t# 5.C 小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,小球 光面 受重力与小车底板给小球的支持力,二力平衡,车厢左壁对小 球无弹力,故A错误;两相同小球被两根等长的竖直轻绳悬挂 战 2 而静止,两小球各自受重力与竖直轻绳给小球的拉力,二力平 探究点3 胡克定律 衡,则两球对彼此无弹力作用,故B错误;小球被a、b两轻绳 基础梳理 悬挂而静止,其中a绳处于竖直方向,小球受重力与竖直轻绳 1.恢复原状 2.不能 3.弹伸长(或缩短)的长度: kx a给小球的拉力,二力平衡,则b绳对小球一定没有拉力,故C 4.劲度系数 牛顿每米 N/m 正确:小球静止在光滑的三角樽中,三角襟底面水平,小球受 判断正误 重力与橹底面给小球的支持力,二力平衡,倾斜面对球无弹 (1)V(2)V(3)x 力,故D错误 例5:12cm 6.C 足球给斜台的弹力是由施力物体足球发生形变所产生的 解析:当弹赞受向下的15N的拉力作用时,由胡克定律得 A错误;足球给斜台的弹力方向是垂直于斜台指向斜台右下 #.k(L n-1。),解得劲度系数&。0.04 N/m 方,C正确,B、D错误。 7.D 在A点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在碗的内表 -375N/m. 面(半球面)上滑动,所以在A点处的接触面是半球面在该点 设当用30N的力向下压时,弹黄长为L,由胡克定律得F。= 处的切面,弹力与切面垂直,即指向球心0。在B点处,当筷 #k(。-L),整理得。.=1L。- 30 子滑动时,筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动,所以在 12cm. B点处的接触面与筷子平行,弹力垂直于筷子斜向上,故D正 跟踪训练2:AC 由图可知,弹力为零时,弹赘长度为6cm.即弹 确,A.B、C错误。 黄的原长为6cn。弹黄的劲度系数为k=f-2 8. AC 每条弹性绳的伸长量为Axx(83 cm-53cm)= 100N/m.故A.C正确.B错误;弹伸长0.02m时.弹力的大 15cm.故A正确;两个弹测力计示数均为2N.口罩两侧均 小为F=kAL.=100 N/mx0. 02m=2N.故D错误。 素养能力提升 例6:BC 对灯头受力分析,灯头受到重力G和弯曲的路灯杆对 灯头的弹力F作用,由于灯头处于静止状态,所受弹力与重力9.B 物体对弹策的压力是由于物体的形变产生的,故A错误; 平衡,故弯曲的路灯杆对灯头的弹力方向竖直向上,弹力大小 由图甲可得,弹的劲度系数t-Af30 △x=0.05 F=G=20N.故A.D错误.B、C正确。 N/m=600 N/m. -279一 故C错误;设弹压缩量为x.根据平衡条件ng=&x,解得x=经典题型剖析 1.8x10-3 cm,故B正确,D错误。 例1:(1)刻度尺 弹测力计 600 (2)所挂钩码的重力、弹原长、弹挂不同个数的钩码时所 10.AC 题图甲装置中下面小球受到重力ng和弹策弹力F,的 对应的弹赞长度 作用,根据平衡条件可知F.三m,题图乙和内两个装置中弹 (3)CBDAEFG(4)不变 的弹力大小等于细线的拉力,根据二力平衡可知,细线的 解析;(1)实验需要测量弹等的长度、形变量,因为钩码的质 拉力大小等于小球重力,则有F.=F.=mg,因此F.=F.=F 量未知,所以要测量钩码的重力,故还置要的实验器材有:刻 =g,B错误,A正确:根据胡克定律F=知可以算出车= 度尺,弹赞测力计。 10N-2 N/cm,D错误,C正确。 (2)为了测量弹黄弹力,实验中应测量所挂钩码的重力。为 5cm 了测量弹赞的形变量,实验中还应测量弹原长、弹黄挂不同 11.B 设弹策拉伸或压缩两种情况下的弹力大小分别为E 和 个数的钩码时所对应的弹赞长度。 F.,形变量为x=0.02m.故有F.=F.=kx=2N.又因G.= (3)实验中要先组装器材,即C、B.然后进行实验,即D.最后 3 N.G.=5N.根据A.B均处于平衡状态进行受力分析,由 数据处理,分析解释表达式,最后整理仪器,即A、E、F、G。所 力的作用是相互的,可知F,=F',F。=F:'。 以实验操作按先后顺序排列为CBDAEFG。 _ (4)指针从P位置往下移到0位置,只是在测量弹策的原长 时,原长偏大,挂上钩码后的弹黄长度测量值也偏大同样的 值,而弹策的伸长量没有改变,所以测量得到弹策的劲度系数 B 不变。 例2:(1)见解析(2)BC(3)C 解析:(1)根据题中表内实验数据在坐标纸上描出对应点,然 后作出图像如图所示。 蝉拉仲的情况 压缩的情况 3.0 .rN 第一种情况,即弹拉伸时,对A由受力平衡得F。=F.+G =5N.对B由受力平衡得F、=G.-F'-3N;第二种情况 = 即弹策压缩时,对A由受力平衡得F'=G.-F.=1N.对B$ 由受力平衡得F '=G。+F'=7N。综上可知,B正确 12.0.16m 解析:刚开始q弹黄处于压缩状态,设其压缩量为x,则根据 m=0.04m 500 20 40 6.0 8.0 100 12.01n 最终e本块刚好离开水平地面,a弹赞处于拉伸状态,设其伸 (2)由(1)中F一x图像可知,弹蓄的弹力F与伸长量x的图 像是一条过原点的倾料直线,F与x成正比,故A错误,B正 m=0.04m 500 确;由胡克定律F=lx可知,该弹的劲度系数k=- ,由 最终缓慢向左拉p弹黄的水平力大小为F=(m.+m.)g=4 F-x图像可知,弹赞的劲度系数k-F x10N=40 N 3.o -12.0x10-Mm= 则p弹赞的伸长量为对=f-500m=0.08 m F40 25N/m,故C正确,D错误。 所以所求距离为x=x.+x+x。=(0.04+0.04+0.08)m= (3)弹策竖直悬挂时,弹策在自身重力作用下要伸长,即竖直 0. 16m。 悬挂时弹赞的原长比水平放置在桌面上所测原长要长,两种 情况下弹黄的劲度系数相同,两图线平行,C正确,A、B、D 第2课时 实验:探究弹策弹力与形变量的关系 错误。 实验要点梳理 创新实验提升 实验原理 例3:(1)20.0 (2)500 (3)19.00 2.相等 相等3.1-4。 解析:(1)图中弹黄释的每一小格为1N,所以弹黄秤读数为 20.0N。 实验器材 (2)弹赞的劲度系数为k-4f-20.0 刻度尺 =-400x10 N/m=500 Nm。 实验步骤 (3)设弹黄下端到简口的距离为x,则当弹露出简外的长 2.重力3./-1。 度x.=3.00em时,根据胡克定律,有F.=k(x。+x.) 数据处理 解得xo。=1.00cm 2 则弹策的原长为L.=20.00cm-1.00 em=19.00 cm。 -280一