第3章 第8节 重力与弹力-【名师大课堂】2025年初升高物理衔接教程

第八节 重力与弹力 教材 分析 初中教材要求 高中教材分析 通过具体事例了解重力、弹力及力的作用效果; 学会简单的力的测量方法、力的表示 从性 质 和 效 果 上 能 够 掌 握 几 种 常 见 的力 一、力 1.力的概念:力是物体对物体的作用。 2.力的作用效果:力可以改变物体的运动状 态;力可以改变物体的形状。 说明:物体的运动状态是否改变一般指物体 的运动快慢是否改变和物体的运动方向是 否改变。 3.力的单位:在国际单位制中,力的单位是牛 顿,简称牛,用 N表示。力的感性认识:拿 两个鸡蛋所用的力大约是1N。 4.力的三要素:力的大小、方向、作用点。 5.力的性质:物体间力的作用是相互的。两物 体相互作用时,施力物体同时也是受力物 体,反之,受力物体同时也是施力物体。 6.力的表示方法: 力的示意图:用一条带箭头的线段把力的大 小、方向、作用点表示出来,如果没有大小, 可不表示,在同一个图中力越大,线段应 越长。 二、重力 1.重力的概念:由于地球的吸引而使物体受到 的力叫作重力。重力的施力物体是地球。 2.重力大小的计算公式:G=mg。其中g= 9.8N/kg,它表示质量为1kg的物体所受 的重力为9.8N。 3.重力的方向:竖直向下。其应用是重垂线、 水平仪分别检查墙是否竖直和面是否水平。 4.重力的作用点———重心:重力在物体上的作 用点叫重心。质量分布均匀、外形规则的物 体的重心在它的几何中心上。如粗细均匀 的直棒的重心在它的中点,球的重心在球 心,方 形 薄 木 板 的 重 心 在 两 条 对 角 线 的 交点。 三、弹力 1.弹性:物体在受力时发生形变,不受力时,又 恢复到原来的形状,物体的这种性质叫作 弹性。 2.塑性:有些物体,形变后不能自动地恢复到 原来的形状,物体的这种性质叫作塑性。 3.弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力叫 作弹力。弹力的大小与弹性形变的大小 有关。 4.弹簧测力计 (1)原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所 受的拉力成正比。 (2)使用方法 “看”:量程、分度值、指针是否指零;“调”:调 零;“读”:读数=挂钩受力。 (3)注意事项:加在弹簧测力计上的力不许 超过它的最大量程。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 92 初升高衔接教材 物理 练习1 用一根细线系着一 个小钢球做成一个摆。如 图所示是小钢球摆动过程 中某时刻的位置,请画出 此时小钢球受力的示意图。(不计空气阻 力) 【问题】 什么是力? 如何正确地描述力和表 示力? 练习2 以下关于重力及其方向的说法中正 确的是 ( ) A.重力的方向总是垂直向下 B.物体的质量与物体受到的重力成正比 C.g=9.8N/kg表示1kg=9.8N D.重力的施力物体是地球 练习3 关于重心,下列说法正确的是 ( ) A.形状规则的物体其重心在几何中心上 B.物体的重心不一定在物体上 C.将质量均匀的木球中心挖去,木球的重 心消失 D.物体受到的力全都作用在重心上 【问题】 物体受到重力作用的施力物体是什 么? 重力作用是否需要直接接触才有力的 作用呢? 练习4 如图所示,一个足球放在一块长木板 上静止,木板和足球均发生了弹性形变。关 于它们之间产生的弹力的情况,以下说法错 误的是 ( ) A.足球受到的支持力是木板产生的弹力 B.足球产生的弹力作用在木板上 C.木板形变是木板产生的弹力造成的 D.足球产生的弹力就是足球对木板的压力 【问题】 如图所示,细绳竖直拉紧,小球与光 滑斜面接触且都保持静止,则小球是否受到 斜面的弹力作用呢? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 一 力 1.力 (1)定义:物体间的相互作用。(不一定要接 触才有力)施力物体和受力物体同时存在。 (2)单位:牛顿,简称牛,符号:N。 (3)矢量性:力既有大小,又有方向。 力的大小的测量可通过弹簧测力计测量。 (4)力的作用效果 ①使物体的运动状态发生变化(速度的大小 改变、方向改变或大小和方向同时改变)。 ②使物体发生形变。 (5)力的三要素:大小、方向、作用点。 2.力的表示方法 (1)力的图示:用一条带箭头的线段(有向线 段)来表示力的三要素。 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。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 03 第三章 相互作用———力 ③箭尾(或箭头)表示力的作用点,线段所在 的直线叫作力的作用线。 (2)力的示意图:只用一条带箭头的线段来 表示力的方向和作用点。 注:高中受力分析时主要画力的示意图。 关于如图所示的两个力F1 和F2,下 列说法正确的是 ( ) A.F1=F2,因为表示两个力的线段一样长 B.F1>F2,因为表示F1 的标度大 C.F1<F2,因为F1 只有两个标度的长度, 而F2 有三个标度的长度 D.无法比较F1 和F2 的大小,因为两个力 的标度的大小未知 [解析] 无法比较F1 和F2 的大小,因为两 个力的标度的大小未知,故选D。 [答案] D 二 重力 1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。 2.大小:G=mg,g就是自由落体加速度。 (1)重力的大小G=mg,只与质量和重力加 速度g有关,与物体的运动状态无关。 (2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度 有关,在赤道处,g 最小,在两极处,g 最大 (同一高度);海拔越高,g 越小,离地面越 近,g越大。 3.方向:竖直向下。 注:总是竖直向下。竖直向下是指与水平面 垂直向下,但是并不等同于垂直于支持面向 下,也不等同于指向地心。 4.作用点———重心 (1)重心: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(重力的等效作用点)。 (2)决定因素:①物体的形状(形状是否规 则)。②物体的质量分布。 (3)确定方法:对形状不规则的薄板状物体, 可以采用悬挂法来确定重心的位置。 (4)重心的位置可以在物体上,也可以在物 体外。重心越低,物体越平稳。 如图所示为仰韶文化时期的某款尖底 瓶,该瓶装水后“虚则欹,中则正,满则覆”。 下列有关瓶(包括瓶中的水,下列选项中的 瓶均同此处)的说法正确的是 ( ) A.瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力 B.瓶所受重力的方向是垂直向下的 C.装入瓶中的水越多,瓶的重心一定越高 D.瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作 用点 [解析] 重力是由于地球的吸引而使物体 受到的力,严格来说,重力是地球对物体吸 引力的一个分力,所以重力不等于物体受到 的地球的吸引力,故A错误;瓶所受重力的 方向是竖直向下的,故B错误;瓶本身的重 心位置不变,装入瓶中的水比较少时,随水 的增加,整体的重心位置可能先减小然后才 逐渐升高,故C错误;根据重心的定义可知, 瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用 点,故D正确。 [答案] D 三 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会 发生改变,这种变化叫作形变。 (2)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,这种形变叫作弹性 形变。 (3)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完全恢复原来的 形状,这个限度叫作弹性限度。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 13 初升高衔接教材 物理 (4)弹力:发生形变的物体,要恢复原状,对 与它接触的物体会产生的力的作用,这种力 叫作弹力。 注:弹 力 都 是 由 施 力 物 体 发 生 形 变 而 产 生的。 2.几种弹力及方向 (1)几种弹力:支持力、压力、拉力、推力等; 压力和支持力的方向都垂直于物体的接 触面。 (2)绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子 收缩的方向。 3.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,即F=kx。 (2)劲度系数:其中k称为弹簧的劲度系数, 单位为牛顿每米,符号是N/m,劲度系数是 表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 如图所示,四种情境中物体A均处于 静止状态,它与外界的接触面(点)均光滑 (其中D图中O点为球心)。下列选项中物 体A所受弹力的示意图正确的是 ( ) A B C D [解析] A中 A球受到墙的弹力F1,方向 垂直于墙壁向右,斜面的支持力F2,方向垂 直于斜面向上,故 A正确;B中 F2 方向不 对,应通过球心,故B错误;C中F1 方向应 垂直于墙壁向右,故C错误;D中A球只受 到水平面的弹力F1,右侧的球对A球没有 弹力,否则A球将向左运动,与实际情况不 符,故D错误。 [答案] A 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 1.同学们通过实验探究,得到了在发生弹性形 变时,弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系。下列 说法中能反映正确的探究结果的是 ( ) A.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比 B.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成反比 C.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量的平方成 正比 D.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量无关 2.一个实验小组在做“探究弹 簧弹力和形变量的关系”的 实验时,使用了两根不同的 轻质弹簧 M 和 N,他们得 到弹簧弹力与弹簧长度的关系图像如图所 示,则由图可知 ( ) A.M的原长比N的长 B.M的劲度系数比N的小 C.M的劲度系数比N的大 D.弹力与弹簧长度成正比 3.关于物体的重力和重心,下列说法正确的是 ( ) A.一个物体的质量不变,它受到的重力一 定不会变 B.弹簧测力计和天平都是直接用来测物体 重力的 C.挂在细线下面的物体处于静止时,重心 一定在通过悬点的竖直线上 D.有规则形状的物体的几何中心一定与重 心重合 4.体育课上一同学将足球踢向墙壁,足球与墙 壁碰撞后飞出,如图所示。关于足球与墙壁 的作用,下列说法正确的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 23 第三章 相互作用———力 A.墙壁给足球的弹力方向先沿v1 的方向, 后沿v2 的方向 B.墙壁给足球的弹力方向,沿垂直于墙壁 斜向左上方的方向 C.足球受到墙壁对它的弹力是因为足球发 生了形变 D.足球受到墙壁对它的弹力是因为同学的 脚发生了形变 5.一个质量均匀的铅球静止在 水平的角落里,如图所示,并 与竖直的墙面相接触,A、B 两点分别是铅球与墙和地面 的接触点,则下列说法正确 的是 ( ) A.铅球受两个力,分别是重力、地面的支 持力 B.铅球受三个力,分别是重力、地面的支持 力和墙面的弹力 C.只要两个物体相互接触,就会产生弹力 D.不发生形变也可能产生弹力 6.(多选)关于弹力的方向,下列说法正确的是 ( ) A.压力的方向总是垂直于接触面,并指向 被压物 B.支持力的方向总是垂直于支持面,并指 向被支持物 C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指 向绳收缩的方向 D.杆对物体的弹力总是沿着杆,并指向杆 收缩的方向 7.(多选)如图所示,A、B两物体的 重力分别是GA=5N,GB=6N。 A用细线悬挂在顶板上,B放在水 平面上,A、B间轻弹簧的弹力F= 2N,则细线中的张力FT 及地面 对B的支持力FN 的可能值分别是 ( ) A.3N和8N B.7N和8N C.7N和4N D.3N和4N 8.现有一根劲度系数为400N/m 的轻质弹 簧,原长为12cm,当受到一个大小为16N 的压力作用时,该弹簧将缩短到多少厘米? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 第九节 摩擦力 教材 分析 初中教材要求 高中教材分析 通过具体事例了解摩擦力的作用效果 熟练掌握摩擦的定义、条件和三要素 1.定义:两个互相接触的物体,当它们要发生 或已发生相对运动时,就会在接触面上产生 一种 阻碍相对运动的力,这 个 力 就 叫 摩 擦力。 2.分类 摩擦力 静摩擦力 动摩擦力 滑动摩擦力 滚动摩擦力 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁􀪁 􀪁􀪁 3.摩擦力的方向:摩擦力的方向与物体相对运 动的方向相反,有时起阻力作用,有时起动 力作用。 4.静摩擦力大小应通过受力分析,结合二力平 衡求解。 5.在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同) 下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 33 参考答案 8.解析:(1)小球从A端处由静止开始下落,做自由落体 运动,根据位移公式h=12gt 2 解得t= 2hg =2s 。 (2)要使C在AB落地前穿过 AB的条件是:AB落地 的瞬间小球C与B端相遇。AB的落地时间为2s,此 时C恰好与B端相遇,则v0t- 1 2gt 2=L 解得v0=10.5m/s。 (3)设空心圆管AB与小球C刚接触时的时间为t1,空 心圆管AB下落的高度为h1= 1 2gt1 2 小球C上升的高度为x1=v0t1- 1 2gt1 2 则h1+x1=h 可得v0t1=h 设空心圆管AB与小球C刚穿过时的时间为t2,空心 圆管AB下落的高度为h2= 1 2gt2 2 小球C上升的高度为x2=v0t2- 1 2gt2 2 则h2+x2-L=h 得v0t2-L=h 又t2-t1=0.01s 联立解得v0=100m/s。 答案:(1)2s (2)10.5m/s (3)100m/s 第三章 相互作用———力 第八节 重力与弹力 初中知识 温习旧知 练习1 如图所示: 问题答案:力是物体对物体的作用。用带箭头的直线正 确描述出力的大小、方向、作用点三个要素。 练习2 D 练习3 B 问题答案:重力的施力物体是地球。重力是非接触力, 施力物体与受力物体间可以不接触。 练习4 C 问题答案:小球不受斜面的弹力。 巩固提升 针对训练 1.A 根据胡克定律可知,发生弹性形变时,弹簧的弹力 与弹簧的伸长量成正比,不是成反比,也不是与伸长 量的平方成正比,故A正确,B、C、D错误。 2.C 由胡克定律可知,F-l图像中图线与l轴交点的 横坐标代表弹簧的原长,故N的原长比 M的长,A错 误;F-l图线斜率代表弹簧的劲度系数,故 M的劲度 系数比N的大,C正确,B错误;弹簧的弹力与弹簧的 形变量成正比,与弹簧长度是一次函数关系,D错误。 3.C 挂在细线下面的物体处于静止时,物体受细线的 竖直向上的拉力和物体的重力是一对平衡力,所以物 体的重心一定在通过悬点的竖直线上,故选C。 4.B 弹力的方向总是垂直于接触面,并指向被支持物, 所以墙壁给足球的弹力方向沿垂直于墙壁斜向左上 方的方向,A错误,B正确;足球受到墙壁对它的弹力 是因为墙壁发生了形变,C、D错误。 5.A 小球在B 点受到支持力,在 A 点虽然接触,但不 挤压,不受弹力,所以小球受重力和B 点的支持力处 于平衡,故A正确,B、C错误;弹力都是由施力物体发 生形变而产生的,故D错误。 6.ABC 弹力都是施力物体发生形变,方向是恢复形变 的方向,故 压 力 的 方 向 垂 直 于 接 触 面 指 向 被 压 的 物 体,支持力的方向垂直接触面指向被支持的物体,A、 B正确;绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳 收缩的方向,C正确;杆的弹力不一定沿着杆的方向, 与物体的状态有关,要根据物体的状态,由平衡条件 或牛顿运动定律确定,D错误。 7.AC 若弹簧开始处于伸长状态,对B分析,由平衡条 件可得,地面对B的支持力为 FN=GB-F=6N- 2N=4N,细线中的张力为FT=GA+F=5N+2N =7N;若弹簧开始处于压缩状态,对B分析,由平衡 条件可得,地面对B的支持力为FN=GB+F=6N+ 2N=8N,细线中的张力为FT=GA-F=5N-2N =3N,故A、C正确,B、D错误。 8.解析:设弹簧缩短到x厘米,由胡克定律F=kΔx 可得16N=400N/m×(12-x)×10-2m 解得x=8cm 故该弹簧将缩短到8厘米。 答案:8厘米 第九节 摩擦力 初中知识 温习旧知 练习 B 巩固提升 针对训练 1.A 0~t1 内,A不受水平拉力,说明水平面对B的静 摩擦力没有达到最大值,t1~t2 内力传感器的示数逐 渐增大,说明水平面对B的静摩擦力达到最大值,B 对A有向右的静摩擦力,t2 时刻后力传感器的示数不 变,说明B相对A向右运动,A受到滑动摩擦力,则t2 时刻A、B之间的静摩擦力达到最大值,且为Fmax= k(t2-t1),故选A。 2.C 人站在左图的自动扶梯匀速运动时,接触面是斜 面,根据平衡条件可知人受到沿电梯向上的摩擦力、 重力和垂直斜面的支持力;人站在右图的自动人行道 匀速运动时,接触面是平面,根据平衡条件可知人只 受重力和竖直向上的支持力,人不受摩擦力,故C正 确,A、B、D错误。 3.A 滑板受到的摩擦力大小为Ff=μmg=6N,故 A 正确,B、C、D错误。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 96