3.1 重力和弹力 导学案-2025-2026学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

必修一第三章《相互作用》课前课中课后 试题精准练 教材：人教版必修一 课题：第三章《匀变速直线运动的研究》第1节 重力和弹力 1、 课前预习精准练（10分钟） （1） 知识点梳理和记忆 1．重力定义：由于地球的吸引而使物体受到的力． 2．重力的大小：可用公式G＝mg计算得出，式中g是自由落体加速度，g＝9.8 N/kg． 3．重力的方向：总是竖直向下． 4.重心：物体的各组成部分都受重力作用，从效果上看，可认为各部分所受到的重力作用集中于一点，这一点称为物体的重心． 决定物体重心位置的因素 (1)物体的形状．(2)物体的质量分布． 确定物体重心的方法 (1)形状规则、质量分布均匀的物体，重心在几何轴对称中心． (2)薄板重心可用悬挂法来确定． 5．弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力． 6．弹力的方向 (1)压力方向垂直于支持面指向被压的物体； (2)支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体； (3)绳子对物体的拉力方向沿绳子指向绳子收缩的方向． 7．胡克定律 (1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比． (2)公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位：N/m，读作牛顿每米．不同的弹簧，其劲度系数不同． （2） 课前小练 1．在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛，如图是某壮汉正通过绳索拉着汽车运动．则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是(　　) A．壮汉、汽车 B．壮汉、绳索 C．绳索、汽车 D．汽车、绳索 2.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个质量为m＝0.2 kg的光滑小球,小球处于静止状态,弹性杆对小球的弹力(g取10 N/kg)(　　) A.大小为2 N,方向平行于斜面向上 B.大小为1 N,方向平行于斜面向上 C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上 D.大小为2 N,方向竖直向上 3.一根弹簧的劲度系数k＝100 N/m，在其两端有两个小孩向相反方向各用20 N的水平力拉弹簧，这时弹簧的伸长量是(　　) A.2 cm B.40 cm C.20 cm D.10 cm 4．某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h=25.0cm，且开口向下的小筒中（没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内，但测力计可以同弹簧的下端接触），如图（甲）所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度L，现要测出弹簧的原长L0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变L而测出对应的弹力F，作出F-L变化的图线如图（乙）所示，则弹簧的劲度系数为 N/m．弹簧的原长L0= cm． 2、 课中提升精准练（10分钟） 1. 画出下列各图中A物体所受弹力的示意图。(各图中的物体均处于静止状态) 2．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。 (1)本实验还需要的实验器材有 （选填“小车”，“刻度尺”，或者“打点计时器”）。 (2)实验中为了得到弹簧的伸长量，除了测量弹簧的负重长度外，还需要测量的物理量有 。 (3)图乙是弹簧弹力随弹簧伸长量变化的图线，由此可求出该弹簧的劲度系数为 N/m。 3. (多选)如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像。根据图像判断，正确的是(　　) A.弹簧的劲度系数为150 N/m B.弹簧的劲度系数为1.5 N/m C.弹簧的原长为2 cm D.若给弹簧施加一个大小为3 N的拉力，弹簧的长度为8 cm 3、 课后巩固精准练（10分钟） 1.(1)在图甲中木箱的P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱，木箱重力为200 N，作出重力和拉力的图示。 (2)作出图乙中木箱所受重力的示意图。 2.某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。 (1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________cm。 (2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是________(填选项前的字母)。 A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重量 B.随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重量 (3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是_________________________________。 3.一根轻质弹簧在10.0 N的拉力作用下，其长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm。则：(弹簧始终在弹性限度内) (1)当这根弹簧长度为4.20 cm时，弹簧受到的压力是多大？ (2)当弹簧受到15.0 N的拉力时，弹簧的长度是多少？ 4、 知识点记忆 1.实验数据处理：建立如图所示的直角坐标系，以弹簧的弹力F为纵轴，以弹簧形变量x为横轴，根据测量数据在坐标纸上描点，绘制F－x图像。 2.实验注意事项 (1)尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响，且测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自然下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态。 (2)本实验要求定量测量，因此要尽可能减小实验误差。刻度尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差。每次改变悬挂钩码个数后，要待系统静止后再读数。 (3)实验中所提供的刻度尺分度值为1 mm，读数应估读到下一位。 (4)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超出弹簧的弹性限度。 (5)记录数据时要注意弹力及形变量的对应关系及单位。 (6)描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点均匀分布于线两侧，偏离太大的点应舍去，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线。 五、参考答案 （一）前预习精准练 课前小练 1.C 2.D　3.　C 3．100 0.15 （二）课中提升精准练 1. 2．(1)刻度尺 (2)弹簧原长 (3) 3.　AD 解析　由图可知，弹簧的弹力F＝0时，弹簧的长度为L0＝6 cm，即弹簧的原长为6 cm，故C错误；弹力为F1＝6 N，弹簧的长度为L1＝2 cm，弹簧压缩的长度x1＝L0－L1＝4 cm＝0.04 m，由胡克定律得，弹簧的劲度系数为k＝＝ N/m＝150 N/m，故A正确，B错误；若给弹簧施加一个大小为3 N的拉力，由胡克定律得，弹簧伸长量为x2＝＝ m＝0.02 m＝2 cm，则弹簧的长度为L2＝L0＋x2＝cm＝8 cm，故D正确。 （三）课后巩固精准练 1.　(1) (2) 2.　(1)6.93　(2)A　(3)弹簧形变超出弹簧的弹性限度 解析　(1)由题图乙标尺刻度可知示数l2＝14.66 cm，所以弹簧伸长量为Δl＝l2－l1＝6.93 cm。 (2)为防止弹簧超出弹性限度，应逐渐增加钩码的重量，故选项A正确。 (3)由图丙知AB段伸长量与弹力不成线性关系，主要原因是钩码重力过大，导致弹簧形变超出弹簧的弹性限度。 3.　　弹簧原长L0＝5.00 cm＝5.00×10－2 m 在拉力F1＝10.0 N的作用下伸长到L1＝6.00 cm＝6.00×10－2 m 根据胡克定律得F1＝kx1＝k(L1－L0) 解得弹簧的劲度系数k＝＝ N/m＝1.00×103 N/m (1)设当压力大小为F2时， 弹簧被压缩到L2＝4.20 cm＝4.20×10－2 m 根据胡克定律得，压力大小F2＝kx2＝k(L0－L2)＝1.00×103×(5.00－4.20)×10－2 N＝8.00 N。 (2)设弹簧的弹力大小F＝15.0 N时弹簧的伸长量为x， 由胡克定律得 x＝＝ m＝1.50×10－2 m＝1.50 cm 此时弹簧的长度为L＝L0＋x＝6.50 cm。 学科网（北京）股份有限公司 $$