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

高一物理必修一 3.1 重力与弹力 学习目标 重点难点 1.知道力的作用效果．认识力是物体间的相互作用．能分清受力物体和施力物体． 2．知道力的三要素．会用力的图示和示意图来表示力． 3．知道重力产生的原因，理解重力的大小及方向．知道重心的概念． 1.力的概念、力的特点及力的表示方法是本节的一个重点． 2．重力的产生、大小、方向及重心，既是本节的重点也是本节的难点. 问题1：认识一个力，需要弄清哪几个问题？（课文P55) 弄清 力的三要素？ 施力物？ 受力物？ 力的大小、方向、作用点 思考 问题2：观察情境，同学回答力的概念？ 力的概念: 物体与物体之间的________作用 相互 思考 题3：观察情境,回答力的作用效果是什么？ 压、拉弹簧: 力可以改变物体的形状 捏橡皮泥: 用磁铁靠近小钢珠 （小钢珠由静止变运动） 小钢珠 力可以改变物体的 运动状态 问题3：观察情境,回答力的作用效果是什么？ 思考 物体的运动状态及改变 3.1 重力和弹力 1、物体的运动状态： 2、物体的运动状态发生改变： a、V的大小不变，方向改变 b、V的大小改变，方向不变 c、V的大小和方向都改变 三种情况： 是指物体运动的速度。 是指物体运动的速度发生改变。 3、单位： 4、作用效果： 1、定义： 2、力的三要素： 大小（线段的长短） 方向（箭头指向） 作用点（箭头或箭尾） 力 力是物体与物体间的相互作用 牛顿，简称牛，符号：N 使物体发生形变、改变物体的运动状态。 5、力的性质： 不能离开施力物体和受力物体而单独存在，一个物体既是施力物体同时也是受力物体。力是相互的，只能成对出现，不可能单独一个力出现。 物质性： 相互性： 不能离开物体而存在 F=80N 2、力的示意图： 力的图示和力的示意图 1、力的图示： （1）、选定标度 （2）、从作用点沿力的方向画一线段，加上刻度和箭头 带箭头的比例线段表示。 只表示作用点和方向 请同学们作出一小车受水平向左的80N的力的图示和示意图. 力的图示 力的示意图 甲 乙 20N F = 80N 跳水运动员和蹦极运动员为什么总是向地面方向下落，而没有向上飞到空中？ 生活中的下落运动 力是一个物体对另一个物体的作用。 结合你初中所学，你认为应从哪几个方面来认识重力呢？ 1.谁受到的力，谁施加的力？ 2.怎样量度它的大小？ 3.它的方向如何？作用点在哪里？ 1.重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。 2.产生原因：由于地球的吸引。 (1)重力的施力物体是地球。 (2)物体所受的重力与它所处的运动状态无关。 (3)不能说重力就是地球对物体的吸引力（必修二解释）。 注意： 3.重力大小：G = mg g值：自由落体加速度。g = 9.8 N/kg，粗略计算取10N/Kg。 g的单位可以是N/Kg，也可以是m/s2，而且1N/Kg=1m/s2 单位：牛顿，简称牛，符号用N表示。 思考与讨论 (1)用何种仪器测量物体的重力呢？是用天平还是测力计？ (2)如何用测力计测量物体的重力？ (3)我们可以说测力计对物体的拉力大小等于物体的重力， 能说成测力计对物体的拉力就是物体的重力吗？为什么？ 4.重力方向：竖直向下 (1)竖直向下不能说垂直向下； (2)竖直向下不能说指向地心，只有两极和赤道处指向地心。(必修二解释) 注意： （或垂直当地水平面向下） 重心的定义： 定义:一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的重心. G1 G2 G3 Gi Gi+1 Gn G 等 效 质量分布均匀的物体：重心的位置只跟物体的形状有关 重心在物体上 重心不在物体上 重心的位置可以在物体上也可以在物体外 质量分布不均匀的物体：重心的位置不仅与物体的形状有关,还与物体内质量分布有关 悬挂法 －－只适用于薄板状的物体 此方法的原理是什么？ 二力平衡　　　 支撑法 如图所示，用手指支持一根铅笔，总可以找到一个位置，使铅笔水平地支持在手指上．手指上方铅笔上的O点就是铅笔的重心．这时铅笔受到两个力：竖直向上的手指的支持力FN、 竖直向下的重力G.由二力平衡知识可知，这时铅笔保持平衡，如果重心O不在手指的正上方，支持力FN和重力G将不在同一直线上，铅笔就不能保持平衡了． 受力物体碗除重力外还受到什么方向的力？ 是弹力吗？ 谁形变引起的？ 如何证明桌子发生了形变？ 微小放大法 弹力 定义： 条件： 发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用。 ①直接接触 ②发生形变 几种常见的弹力 1、压力： 2、支持力： 3、绳的拉力： 方向垂直于接触面而指向被压的物体。 方向垂直于接触面而指向被支持的物体。 方向沿着绳而指向绳收缩的方向。 几种常见的弹力 1、接触面的弹力： A．平面与平面接触： 弹力与平面垂直 B．点与平面接触： 弹力通过接触点垂直于平面 A 例题：分析A受到的弹力（A均处于静止状态） F A Ａ A 例题：分析棒受到的弹力（棒均处于静止状态） C．点与曲面接触： 弹力通过接触点垂直于过点的切面 例题：分析棒受到的弹力（棒均处于静止状态） D ．曲面与平面接触： 弹力与平面垂直 例题：分析球受到的弹力（球均处于静止状态） E．曲面与曲面接触： 弹力通过接触点垂直于公切面 (相当于点与点接触) 例：分析球所受到的弹力 总结：接触面的弹力的方向总是与接触面垂直，并指向被压或被支撑的物体。 绳的弹力： A B 分析杆和A受到的弹力 总结：绳的弹力方向总是沿着绳并指向绳的收缩方向 杆的弹力： F A B C 总结：杆的弹力方向不一定沿着杆的方向，应根据研究对象的具体的状态进行判定 判断弹力有无的方法——撤销法、假设法 A (1)直接判定：对于发生明显形变的物体(如弹簧、橡皮条等)，可根据弹力产生的条件由形变直接判断。 ②找形变(或挤压) ①寻找接触面(一般有几个接触面就可能有几个弹力) 判断弹力有无的常见方法： (2)对于形变不明显的情况，通常用以下方法来判定： a．假设法：假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力。 b．替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能不能维持原来的力学状态。如将侧壁、斜面用海绵来替换，将硬杆用轻弹簧(橡皮条)或细绳来替换。 c．状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡知识等)来判断物体间的弹力。 ①假设无弹力： ②假设有弹力： 弹力的作用点和大小 ①、弹力的作用点：两物体接触处，在受力物体上。 ②、弹力的大小：对于同一物体，弹力大小同形变大小有关。 弹力大小与形变关系 :形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也消失. （3）弹力的方向：与物体形变的趋向相反。 计算方法—— 胡克定律 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 1、内容： 弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。 2、公式： F ＝ k x 其中：k——弹簧的劲度系数 (与弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法和长度等量有关) 单位：牛每米， 符号N/m x——弹簧伸长（或缩短）的长度 弹力有无的判定方法： ①假设法：先假设两物体间有弹力作用，看是否满足物体所处的状态，如满足，则说明有，反之，则无。 ②撤销法：假设把与研究对象接触的物体撤除，看看研究对象的状态是否改变，若不变，则无弹力，反之，则有弹力。 例题：如图所示，静止在 光滑水平面上的均匀圆球A ， 贴着挡板PQ，这时圆球是否受到挡板的弹力作用？ G FN1 FN2 我们对弹力方向做一个总结 4、弹簧两端的弹力方向，指向弹簧恢复原状方向 2、轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向 1、接触时的弹力方向，过接触点，而指向受力物体，垂直于接触面（或切线方向）。　 3、轻杆对物体的弹力方向：可能沿任意方向 【练习1】如图所示，取一只扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中。用手捏玻璃瓶，可以看到透明细管中的水面变化，这一实验的目的是（　　） A．说明玻璃瓶中水的体积发生了变化 B．验证液体的流动性 C．验证弹力的大小跟形变量成正比 D．说明外力可以使玻璃瓶发生形变 【参考答案】D 课堂练习 【练习2】（2022·陕西西安·高一期末）如图所示，一个球形物体静止于光滑水平面上，并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点分别是球与墙、球与地面的接触点。下列说法中正确的是（　　） A．物体受到重力、B点的支持力、A点的弹力作用 B．物体之间有接触但不一定有弹力，物体间有弹力则一定会有接触 C．物体受到的支持力是由于物体的弹性形变而产生的 D．物体对地面的压力就是物体的重力 【参考答案】B 课堂练习 【练习3】如图所示，四种情境中物体均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑，其中物体所受弹力示意图不正确的是（　　） A． B． C． D． 【参考答案】D 课堂练习 【练习4】如图所示，A、B两弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦力不计，物重G=1N，A、B劲度系数均为100N/m，则A和B的弹簧伸长量分别为（　　） A．1cm，0 B．0，1cm C．1cm，2cm D．1cm，1cm 【参考答案】D 课堂练习 【练习5】一小组将两个完全相同的轻弹簧分别按图甲和图乙连接，等效为两个新弹簧，测得两个新弹簧的“拉力与弹簧伸长量的关系图像”如图丙所示，则下列说法正确的是（     ） A．F = 2N时甲图中每个弹簧伸长0.1m B．F = 2N时乙图中每个弹簧伸长0.1m C．原来每个弹簧的劲度系数为20N/m D．b为甲图弹簧得到的图像 【参考答案】A 课堂练习 谢谢观看 $$