3.1 重力与弹力 知识清单 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.1 重力与弹力 1． 力 1.定义：物体间的相互作用称为力。 2.符号：F 单位：牛顿/牛 N 3.作用效果：（1）改变物体的运动状态；（2）使物体发生形变 4.性质：(1)物质性：力不能离开物体而独立存在。(2)相互性：力是成对出现的，施力物体一定也是受力物体。(3)力的矢量性：既有大小又有方向。 5.三要素：大小、方向、作用点。 6.力的表示方法 (1)力的图示：用一条有向线段表示力的方法叫力的图示，用带有标度的线段长短表示大小，用箭头指向表示方向，作用点用线段的起点表示。 (2)力的示意图：不需画出力的标度，只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向。 二. 重力 （1）重力的产生： 由于地球对物体的吸引而产生的力称为重力。 （地球对物体的吸引力称为万有引力，重力只是万有引力的一个分力，重力≠万有引力） （2）施力物体：地球。 （3）重力的大小： G=mg G—重力，N m—质量，kg（物体本身的属性，不会随位置发生变化） g—重力加速度（随纬度增大而增大，随高度增加而减小） （4）重力的方向： 重力的方向总是竖直向下的 （万有引力指向地心，而重力只在两极和赤道才指向地心） （5）重力的作用点——重心 1）物体的各部分都受重力作用，效果上,认为各部分受到的重力作用都集中于一点，这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心。 2）质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。 3）可用悬挂法找重心： 方法：先在 A 点把物体悬挂起来，通过 A 点画一条竖直线 AB，再选另一处D点把物体悬挂起来，过D点画一条竖直线DE， AB和DE的交点C，就是薄板的重心。 三．弹力 1.形变： 1）定义：物体的形状和体积发生变化称为形变。 2）条件：相互接触，发生挤压 （相互接触并发生挤压，一定会产生形变，只不过有时形变程度较小不易观察） 3）分类： a.弹性形变：物体发生形变后能恢复原状的称为弹性形变。 b.非弹性形变（塑性形变）：物体发生形变后不能恢复原状的称为非弹性形变。 弹性限度：当外力过大，超过一定的限度时，物体不能再恢复原状，这个限度称为弹性限度。 2．弹力： 1）产生条件 （1）物体间直接接触； （2）发生弹性形变。 2）判断是否存在弹力 （1）先看目标和几个物体接触 （2）再判断这几个物体是否对物体产生弹力 方法一：定义法——相互接触并发生挤压，存在弹性形变则有弹力 方法二：假设法——假设物体不存在，看目标的运动状态是否发生变化，若变化则存在弹力 方法三：受力平衡法——若目标静止或作匀速直线运动，看看各个方向是否受力平衡，再分析有无弹力 方法四：牛二定律法——若目标做匀变速运动，通过受力分析及牛二定律分析有无弹力 3）弹力方向 （1）压力与支持力：a.面与面：垂直于接触面并指向受力物体 b.点与面：做点与面的切线，弹力垂直于切线并指向受力物体 c.点与点：做两点切线，弹力垂直于切线并指向受力物体 注意：物体与球之间的弹力，弹力或其延长线要指向球心。 （2）轻绳的弹力方向：沿绳，并指向绳收缩方向。 （3）轻杆的弹力方向：可沿杆可不沿杆，具体情况具体分析。 4）弹力大小 （1）受力平衡法：若物体静止或匀速直线运动，可根据受力平衡法求解。 （2）牛二定律法：若物体作匀变速直线运动，可根据牛二定律法求解。 （3）胡克定律法：a.适用范围：仅适用于在弹性限度内的弹簧 b.公式：F=kx F——弹簧弹力 N K——劲度系数 N/m 只与弹簧有关 X——形变量 m 伸长量或压缩量（不要带成弹簧长度） 3.探究弹簧弹力与形变量的关系 1）实验目的：探究弹簧弹力与形变量的关系 2）实验原理：将弹簧挂在铁架台横杆上自由下垂，测得弹簧原长。把一定质量的钩码挂在弹簧下端，当钩码平衡时弹簧弹力等于钩码重力。用刻度尺测量拉伸后的弹簧长度，伸长量等于拉伸后长度减去原长，从而探究弹簧弹力与形变量的关系。 3）实验器材：带有横杠的铁架台，弹簧，钩码，刻度尺，坐标纸 4）实验步骤：（1）将弹簧挂在铁架台横杆上自由下垂，用刻度尺测量弹簧原长； （2）把一定质量的钩码挂在弹簧下端，用刻度尺测量伸长后的弹簧长度； （3）改变钩码质量，重复以上步骤； （4）将数据填入表格中，绘制F-x图像； （5）实验结束，整理器材。 5）数据处理： ①填表 ②绘图： 将表中数据在图中描点，用平滑的直线连接各点，连线时要尽量使更多的点落在直线上，不在直线上的点要均匀的分布在直线两侧。 6）实验结论：在弹性限度内，弹簧的弹力大小与形变量成正比。 （考试重点记忆！） （注意：无论横轴是形变量还是弹簧长度，斜率都表示弹簧的劲度系数k） 7）注意事项： ①所挂钩码质量要适当，不能过重否则会超过弹簧的弹性限度； ②所挂钩码质量差要尽量大些，这样可以使绘图更加准确； ③弹簧原长一定要在弹簧自然下垂并且平衡时测量。 8）误差分析： ①测量弹簧原长和伸长量时有测量误差 ②当弹簧自然下垂时，因自身重力影响会向下拉伸，从而对实验产生影响。 （误差②是F-x图像不过原点的原因，注意一定是弹力-形变量图像） 学科网（北京）股份有限公司 $$