1.重力与弹力 （教用Word）-【赢在微点·轻松课堂】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版2019）

第三章　相互作用——力 　　▶导语:本章在初中知识的基础上,定量化地研究力,涉及内容有三种常见的力——重力、弹力和摩擦力,对力的产生条件、大小和方向进行分析。牛顿第三定律的学习有助于力的分析和共点力平衡的学习。力的合成和分解是等效替代法的应用,不仅要求能用平行四边形定则求解问题,还要能按力的作用效果分解力。共点力平衡问题中解决问题的方法是重点,也是难点,学习中应注意总结。 要点精准概括 3种常见的力:重力、弹力、摩擦力 1个定律:牛顿第三定律 1种运算法则:平行四边形定则 1个平衡条件:共点力的平衡条件 3个思想方法:放大法、假设法、等效法 3种分析受力的方法:概念法、假设法、状态法 2种合成、分解的方法:作图法、计算法 3种处理静态平衡的方法:合成法、分解法、正交分解法 3种处理动态平衡的方法:解析法、图解法、相似三角形法 3种关键能力:形象思维能力、逻辑推理能力、数学应用能力 第三章　相互作用——力 1.重力与弹力 学习目标 1.了解力是物体对物体的作用,知道力的三要素,会用力的图示和力的示意图表示力; 2.了解重力产生的原因,掌握重力的方向及重力大小的公式,理解重心的意义及其决定因素; 3.认识弹力,知道弹力产生的条件,会初步分析弹力的有无和方向; 4.通过做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验,认识胡克定律,并会应用其进行有关计算。 情境导入 　　把物体抬高后松手,物体会落向地面,树上的果实熟透后会掉落到地面上,这些都是物体受到重力作用的结果。如图所示,被拉弯的弓把箭射出去;挂上篮子的扁担会弯曲;跳水运动员起跳时,跳板会下弯。 上述实例中的“弓”“扁担”及“跳板”有什么共同特征?弯弓为什么能够把箭射出去? 知识点一　力和重力 　 1.力是物体对物体的作用,一个力必然同时涉及施力物体和受力物体。 2.力的表示方法。 (1)力的图示:能表示出力的大小、方向和作用点。 (2)力的示意图:只表示出力的方向和作用点。 3.重力。 (1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。 (2)大小:G=mg,其中g为自由落体加速度。 (3)方向:总是竖直向下。 (4)重心是重力的等效作用点,物体的重心位置与物体的形状和质量分布有关,物体的重心可在物体内,也可以在物体外。薄板形物体可用悬挂法确定物体的重心位置。 •疑点辨析• (1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在。(×) (2)重力的方向也可以表述为指向地心。(×) (3)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。(×) 　 1.重力大小。 (1)同一地点:物体所受重力的大小与其质量成正比,即G=mg,其中g为当地的重力加速度。 (2)不同地点:同一物体在地面上所在位置的纬度越高,所受重力越大;在地球上空的位置海拔越高,所受重力越小。 2.重力方向。 重力的方向总是竖直向下,竖直向下不等同于垂直于接触面向下,也不等同于指向地球球心。 【例1】　如图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.力的图示中重力的作用点在重心上,表示其他部分不受重力作用 B.力的图示中重力的方向垂直平面向下,当铁球放在斜面上时则垂直斜面向下 C.根据力的图示可读得铁球重力的大小为50 N D.力的图示中标度是唯一的,必须是25 N 解析　重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是其他部分不受重力,物体的各个部分都受到重力,A项错误;重力方向竖直向下,当铁球放在斜面上时也是竖直向下,B项错误;根据力的图示可读得铁球重力的大小为50 N,C项正确;力的图示中标度是任意的,D项错误。 答案　C 对重力认识的4个常见错误。 (1)误认为重力与地球对物体的引力一定相同。 (2)误认为重力的方向垂直于支撑面。 (3)误认为重心一定在物体上。 (4)误认为重力的大小与物体运动状态有关。 【针对训练1】　下列关于重力和重心的说法正确的是(　　) A.物体所受的重力就是地球对物体的吸引力 B.只有静止的物体才受到重力 C.物体的重心只能在物体内 D.物体的重心位置与物体的质量分布和几何形状有关 解析　重力是由于物体受到地球的吸引而产生的,重力只是地球对物体吸引力的一部分,不一定是全部,地球上的物体都要受到重力作用,与物体的运动状态无关,静止的物体与运动的物体都受到重力作用,A、B两项错误;重力的作用点是重心,重心不一定在物体上,C项错误;物体的重心位置与物体的质量分布和几何形状有关,D项正确。 答案　D 知识点二　弹力 　 1.弹性形变和弹力。 (1)形变:物体在力的作用下形状或体积发生改变的现象。 (2)弹性形变:物体在发生形变后,撤去作用力能够恢复原状。 (3)弹力:发生弹性形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用。 2.几种弹力。 (1)常见弹力:平时所说的压力、支持力和拉力都是弹力。 (2)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面。 (3)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。 •疑点辨析• (1)两个接触的物体间一定存在弹力。(×) (2)桌面对物体的支持力作用是由于物体的弹性形变产生的。(×) 　 弹力有无的判断方法。 (1)方法一:对于形变比较明显的情况,可以根据弹力产生的条件判断。物体间相互接触、发生弹性形变,两个条件必须同时满足才有弹力产生。 (2)方法二:对于形变不明显的情况,通常采用假设法判断。 【例2】　下列说法错误的是(　　) A.压力和支持力的方向总是垂直于接触面 B.微小的力不能使坚硬的物体发生形变,所以就没有弹力产生 C.弹簧测力计在称过重物后指针恢复到零刻度属于弹性形变 D.只有发生弹性形变的物体,才会对它所接触的物体产生弹力的作用 解析　压力和支持力的方向总是垂直于接触面的,A项正确;微小的力也能使坚硬的物体发生形变,只不过发生的是微小形变,也能产生弹力,B项错误;弹簧测力计在称过重物后,不受拉力作用,弹簧要恢复原状,指针恢复到零刻度属于弹性形变,C项正确;根据弹力产生的条件可知,只有发生弹性形变的物体,才会对它所接触的物体产生弹力的作用,D项正确。 答案　B 判断弹力有无的两大误区 　　(1)误认为只要接触,就一定存在弹力作用,而忽略了弹力产生的另一个条件——发生弹性形变。 (2)误认为只要有形变,就一定有弹力作用,忽略了弹性形变与非弹性形变的区别。 【针对训练2】　如图所示,光滑接触面对球或棒的弹力分析正确的是(　　) 解析　A项中球的左侧受到竖直面的弹力垂直于竖直面向右,右下侧受到的弹力方向沿球的半径向上,A项正确;B项中不受斜面的弹力作用,C项中圆弧面对棒的弹力方向应垂直于圆弧切面指向圆心,D项中不受斜面对小球的弹力作用, B、C、D三项错误。 答案　A 知识点三　胡克定律 　 1.胡克定律:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的形变量成正比。 2.公式:F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位为牛顿每米,符号为N/m。 •疑点辨析• (1)对某一只弹簧,把它拉得越长,其劲度系数k越大。(×) (2)弹簧拉伸时,弹力大小与伸长量成正比;弹簧压缩时,弹力大小与压缩量不成正比。(×) 　 应用胡克定律的四个关键。 (1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内。 (2)x是弹簧的形变量,不是弹簧的原长,也不是弹簧形变后的长度。 (3)其F-x图像为一条经过原点的倾斜直线,图像斜率表示弹簧的劲度系数。同一根弹簧,劲度系数不变。 (4)由于F1=kx1,F2=kx2,故ΔF=F2-F1=kx2-kx1=kΔx,因此弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx成正比关系。 【例3】　探究弹力和弹簧伸长关系时,在弹簧的弹性限度内,悬挂15 N重物时,弹簧长度为0.16 m;悬挂20 N重物时,弹簧长度为0.18 m。则弹簧的原长l0和劲度系数k分别为(　　) A.l0=0.02 m,k=500 N/m B.l0=0.10 m,k=500 N/m C.l0=0.02 m,k=250 N/m D.l0=0.10 m,k=250 N/m 解析　根据胡克定律得15 N=k(0.16 m-l0),20 N=k(0.18 m-l0),解以上两式得l0=0.10 m,k=250 N/m,D项正确。 答案　D 在例3中,对弹簧施加15 N的压力时,弹簧的长度为多少? 　由胡克定律得,施加15 N的压力时,有15 N=k(l0-l),解得l=0.04 m。 【针对训练3】　如图所示,一劲度系数为k、原长为L0的轻弹簧,下端固定在水平面上,先用向下的力F压缩弹簧至稳定,然后改用向上的力F拉弹簧,再次至稳定。则在先压缩后拉伸的整个过程中弹簧上端上升的高度为(　　) A. B. C.L0+ D.L0- 解析　当用向下的力F压缩弹簧至稳定时,弹簧压缩的长度为x1=;当改用向上的力F拉弹簧,再次至稳定时,弹簧伸长的长度为x2=。则弹簧上端上升的高度为h=x1+x2=,B项正确。 答案　B 　 1.下列关于物体重力的说法正确的是(　　) A.重力的方向一定指向地心 B.重心是重力的等效作用点,重心一定与物体的几何中心重合 C.用悬挂法可以测定任何物体的重心 D.同一地点,物体所受重力大小与其质量有关,与其运动状态无关 解析　重力的方向是竖直向下的,不总是指向地心,只有两极和赤道处重力指向地心,A项错误;重心是重力的等效作用点,重心与物体的形状和质量分布有关,形状规则的物体,质量分布不一定均匀,所以其几何中心不一定与其重心重合,B项错误;悬挂法只能用于测定具有固定形状薄片物体的重心,C项错误;物体所受重力大小取决于物体质量和当地的重力加速度,与其运动状态无关,D项正确。 答案　D 2.(多选)如图所示,各选项图为P物体对Q物体压力的示意图,有明显错误的是(　　) 解析　P物体对Q物体的压力应作用在Q物体上,且力的方向应垂直于接触面并指向Q,A项正确,B、C、D三项错误。 答案　BCD 3.如图所示,弹力球沿AB方向撞击水平桌面,沿CD方向离开,则弹力球在撞击过程中受到桌面的弹力(　　) A.沿AB方向 B.沿CD方向 C.是球发生形变而产生的 D.是桌面发生形变而产生的 解析　弹力球所受弹力是由于弹力球与桌面接触的过程中使桌面发生了形变,从而使桌面产生了垂直于接触面并指向弹力球的弹力,即垂直于桌面竖直向上的弹力,A、B、C三项错误,D项正确。 答案　D 4.一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为(　　) A.40 m/N　　　　 　B.40 N/m C.200 m/N D.200 N/m 解析　由胡克定律可知,弹簧的劲度系数为k== N/m=200 N/m,D项正确。 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 $$