第3章 1 重力与弹力（课件PPT）-【金榜题名】2025-2026学年高一物理必修第一册高中同步学案（人教版）

该高中物理课件聚焦“相互作用——力”核心内容，涵盖重力（定义、方向、重心）、弹力（形变、方向）、力的图示与示意图及胡克定律。通过“重锤检测墙壁是否竖直”等生活实例导入，以“梳理教材”夯实基础概念，“即学即用”搭建练习支架，帮助学生逐步构建知识脉络。 其亮点在于紧扣物理观念与科学思维素养，明确“理解重心等效作用”“应用胡克定律解决问题”等目标；通过“导学探究”（如重心是否在物体上的讨论）引导科学探究，结合弹簧弹力计算、悬挂法找重心等实例深化理解。分层设计（基础-探究-演练）助力学生夯实基础、提升思维，为教师提供完整教学资源，便于高效实施教学。

第三章　相互作用——力 1　重力与弹力 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 目录 contents Part 01 梳理教材 夯实基础 Part 02 探究重点 提升素养 Part 04 课时作业 Part 03 随堂演练 逐点落实 第三章　相互作用——力 返回导航 1 梳理教材 夯实基础 返回导航 第三章　相互作用——力 返回导航 1 地球的吸引 竖直向下 mg 第三章　相互作用——力 返回导航 1 集中于一点 形状 质量分布 悬挂 第三章　相互作用——力 返回导航 1 线段的长短 箭头 箭尾(或箭头) 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 形状 体积 恢复原状 接触 第三章　相互作用——力 返回导航 1 恢复原状 不能 第三章　相互作用——力 返回导航 1 弹簧伸长(或缩短)的长度x kx 劲度系数 牛顿每米 N/m 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 探究重点 提升素养 返回导航 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 随堂演练 逐点落实 返回导航 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 课时作业（八） 点击进入 word 第三章　相互作用——力 返回导航 1 谢谢观看 第三章　相互作用——力 返回导航 1 学科素养与目标要求 物理观念 1．了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向，理解重心的概念。 2．知道弹性形变、弹力的定义及产生的条件。 3．掌握胡克定律的内容及表达式。 科学思维 1．会作力的图示和力的示意图。 2．理解重心的位置与物体形状、质量分布有关。 3．会判断弹力的方向。 4．能够应用胡克定律解决有关问题。 一、重力 1．定义 由于______________而使物体受到的力。 2．方向 ____________。 3．大小 G＝________，g是自由落体加速度。 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 ______________，这一点叫作物体的重心。 (2)决定因素：①物体的________；②物体的____________。 (3)对形状不规则的物体，可以应用二力平衡的知识通过实验来确定其重心位置。如薄板状物体的重心位置可以通过________法来确定。 二、力的图示和示意图 1．力的图示 用有向线段来表示力。 (1)有向______________(严格按标度画) 表示力的大小。 (2)________表示力的方向。 (3)__________________表示力的作用点。 2．力的示意图 只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小。 三、弹力 1．形变 物体在力的作用下________或________发生的变化。 2．弹力 发生形变的物体，要___________，对与它_______的物体产生的力。 3．弹力的方向 (1)压力和支持力的方向：都跟接触面垂直。 (2)绳子的拉力的方向：沿着绳子而指向绳子收缩的方向。 四、胡克定律 1．弹性形变 物体在发生形变后，如果撤去作用力能够____________的形变。 2．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________(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。 3．内容 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟______________________________成正比，即F＝______。 4．劲度系数 式中k叫作弹簧的__________，单位是__________，符号是______。是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 1．关于重力和弹力，下列说法正确的是(　　 ) A．据G＝mg可知，质量较大的物体受到的重力一定较大 B．几何形状规则的物体重心一定在其几何中心 C．两物体间有弹力时，两物体必接触 D．放在水平桌面上的木块，由于木块发生微小形变而产生对木块的支持力 【答案】　C 2．如图所示，重为20 N的物体悬挂在弹簧的下端时，弹簧伸长了4 cm。现换用另一个重为40 N的物体悬挂在弹簧的下端(形变仍在弹性限度内)，这时弹簧的弹力大小、劲度系数分别是 (　　) A．20 N,500 N/m B．20 N,1 000 N/m C．40 N,500 N/m D．40 N,1 000 N/m 【答案】　C 【导学探究】 1．建筑工地上常用重锤来检测墙壁是否竖直，为什么使用重锤就能够检测墙壁是否竖直？ 【答案】　重力的方向竖直向下，所以悬挂重锤的细线方向一定在竖直方向上，如果墙壁与悬线平行，则说明墙壁竖直。 2．重心是物体上最重的一点吗？重心位置与什么有关？物体的重心一定在物体上吗？请举例说明。 【答案】　不是，重心是物体各部分所受重力的等效作用点。重心位置与物体内的质量分布及物体的形状有关。重心可以不在物体上，如木匠用的拐尺、圆环的重心都不在物体上。 【知识深化】 1．对重力的理解 (1)产生：重力是由于地球的吸引而产生的，但由于其自转的影响，重力一般不等于地球对物体的吸引力。 (2)大小 ①同一地点，不同物体重力的大小与其质量成正比。 ②不同地点，同一物体的重力随所处纬度的升高而增大，随海拔高度的增大而减小。 (3)方向：重力的方向总是竖直向下。 2．对重心的理解 (1)重心的特点：重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部分不受重力作用。 ↑ eq \x(等效思想) (2)重心的位置及决定因素 ①位置：重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。 ②决定因素。 a．物体质量分布情况。 b．物体的形状。 (3)对薄板类物体，可用支撑法或悬挂法来确定重心。 如图所示，C点即为物体的重心，但该方法仅适用于薄板状物体 悬挂法找物体重心 3．力的图示和力的示意图 (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线段的长短(严格按标度画)表示力的大小。 ②箭头指向表示力的方向。 ③箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便，常把一个物体用一个点表示)。 【特别提醒】 (1)标度的选取应根据力的大小合理设计。一般情况下，线段应取2～5个整数段标度的长度。 (2)画同一物体受到的不同力时要用同一标度。 (2)力的示意图：用一条带箭头的线段来表示力的方向和作用点。 ①从作用点开始沿力的方向画一适当长度的线段。 ②在线段的末端标出箭头，表示力的方向。 【特别提醒】　对于几何形状规则的物体，在画力的图示和示意图的时候，有向线段的起点可画在几何中心。为简化，也可以把物体用质点代替。 　关于重力，下列说法正确的是(　　) A．物体受到的重力是由于地球吸引而产生的 B．地球上的物体只有静止时才受到重力作用 C．自由下落的石块速度越来越大，说明它受到的重力越来越大 D．质量为m的物体受到的重力大小为mg，只要m一定，它受到的重力大小就保持不变 【解析】　重力是由于地球的吸引而产生的，A对；重力与物体的运动状态无关，B错；自由下落的石块所受重力大小与速度无关，C错；地球上不同位置，同一物体所受重力大小一般不同，D错。 【答案】　A 　关于物体的重心，下列说法正确的是(　　 ) A．物体升高或降低时重心在物体中的位置也随之升高或降低 B．用细线竖直悬挂的物体静止时，细线的方向一定通过该物体的重心 C．形状规则的物体，其几何中心一定与其重心重合 D．因物体的重心是重力的等效作用点，所以物体的重心一定在物体上 【解析】　物体升高或降低时，重心在物体中的位置不变，故A错误；用细线竖直悬挂的物体静止时，细线的方向一定通过该物体的重心，故B正确；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，故C错误；重心可以在物体上，也可以在物体外，故D错误。故选B。 【答案】　B 　如图所示，静止的木块对桌面的压力为6 N，试画出压力的图示，说明施力物体和受力物体，并画出木块所受重力和支持力的示意图。 【答案】　见解析 【解析】　(1)画力的图示时，要按照以下步骤进行： ①选定标度→选适当长度的线段表示2 N的力。 ②确定线段→从作用点沿力的方向画一线段，线段长短按标度和力的大小画，线段标上刻度。如图甲所示，从O点竖直向下画一条三倍于标度的线段。 ③标注方向→在线段上加箭头表示力的方向。 为了简便，也可以依照图乙来画。压力的施力物体是木块，受力物体是桌面。 (2)画力的示意图： 画力的示意图时，只需画出力的作用点和方向，对线段的长短没有严格要求。图丙为木块所受重力和支持力的示意图，也可以依照图丁那样用一个点表示木块，画出重力和支持力的示意图。 一、弹力 【导学探究】 一铁块放在海绵上，铁块和海绵都发生了形变，从而在它们之间产生了弹力，如图所示。海绵对铁块的支持力是如何产生的？方向怎样？铁块对海绵的压力是怎样产生的？方向怎样？ 【答案】　(1)①海绵对铁块的支持力是海绵发生弹性形变，对与它接触的铁块产生力的作用，方向垂直于接触面向上(如图甲)。 ②铁块对海绵的压力是铁块发生了弹性形变，对与它接触的海绵产生力的作用，方向垂直接触面向下(如图乙)。 【知识深化】 1．产生弹力必备的两个条件 (1)两物体间相互接触。 (2)发生弹性形变。 2．弹力有无的判断 (1)对于明显形变的情况，可以根据弹力产生的条件直接进行判断。 (2)对于形变不明显的情况，可利用假设法进行判断。 ①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态，则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用。 ②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力。 如图，接触面光滑，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力。 3．弹力的方向 弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反，跟该物体的形变方向相反。 4．弹力方向的判定方法 类型 方向 图示 接触 方式 面与面 垂直于公共接触面，指向被支持物体 点与面 过点垂直于接触面，指向被支持物体 点与点 垂直于接触切面，过接触点沿球半径方向指向被支持物体 　(多选)下列各图中，a、b表面均光滑，天花板和地面均为水平，a、b间没有弹力的是(　　 ) A． B． C． D． 【解析】　两小球均受到竖直向上绳子的拉力以及竖直向下的重力，若a、b间有弹力，则a、b两球在水平方向受力均不平衡，不能处于静止状态，因此可知a、b间没有弹力，故A正确；球a受竖直向下的重力和沿着绳子斜向右上方的拉力，根据平行四边形定则可知，这两个力不能使球a平衡，因此可知a、b间有弹力，且b给a的弹力水平向左，同理可知a给b的弹力水平向右，即a、b间有弹力，故B错误； 分析b球，其受到竖直向下的重力和地面给它竖直向上的弹力，在竖直方向上这两个力平衡，若a、b间有弹力，则b球在水平方向合力不为零，受力不平衡，将发生运动，而实际上b球静止，因此可知a、b间没有弹力，故C正确；根据图示，b球受竖直向上绳子的拉力和竖直向下的重力，若斜面a对b球有弹力，则该弹力垂直于斜面斜向左上方，显然b球在垂直斜面的方向上合力不为零将发生运动，而实际上b球静止，因此可知a、b间没有弹力，故D正确。故选ACD。 【答案】　ACD 　请在图中画出杆或球所受的弹力方向。 【答案】　见解析图 【解析】　甲图中杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两处对杆都有弹力，弹力方向与过接触点的平面垂直。如图甲所示。 乙图中杆对C、D两处都有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于圆弧切面指向球心，D处弹力垂直于杆斜向上。如图乙所示。 丙图中球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直向右，绳子对球的弹力沿绳子向上。如图丙所示。 丁图中当重心不在球心处时，弹力的作用线也必通过球心，如图丁所示。应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心。 二、胡克定律 1．胡克定律表达式F＝kx (1)k为弹簧的劲度系数，k只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。它反映了弹簧的软硬程度，k值越大，弹簧越硬，其长度越难改变。 (2)x不是弹簧的长度，而是弹簧的形变量，可能为伸长量(l－l0)，也可能为缩短量(l0－l)。 2．弹力与弹簧形变量的关系 可用F­x图像表示，如图所示，图线的斜率即为弹簧的劲度系数。 由于F1＝kx1，F2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝k(x2－x1)＝kΔx，因此，弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比关系，即ΔF＝kΔx。 3．胡克定律的适用条件 弹簧在弹性限度内发生形变。 　一轻质弹簧原长20 cm，在它的下方挂一重为8 N的物体，静止时弹簧的长度为22 cm。如果再挂一重为12 N的物体，则静止时弹簧的长度为多少？若重物变为压弹簧，且重物重为10 N时，则静止时弹簧的长度是多少？ 【答案】　25 cm　17.5 cm 【解析】　由F＝kx 8 N＝k(22 cm－l0)① 20 N＝k(l－l0)② 由①②得l＝25 cm 由10 N重物压弹簧时10 N＝k(l0－l2)③ 由①③得l2＝17.5 cm。 1．有关重力和重心的说法正确的是(　　) A．形状规则的物体，其重心一定在其几何中心 B．重心一定在物体上 C．重力的大小与物体的运动状态无关 D．可以用悬挂法确定一切物体的重心 【解析】　 形状规则的物体，其重心不一定在几何中心，还与物体的质量分布情况有关，故A错误；重心不一定在物体上，如金属圆环的重心在圆心处，不在圆环上，故B错误；重力是由地球的吸引而产生的，其大小与物体的运动状态无关，故C正确；只有薄形物体的重心才可以用悬挂法确定，故D错误。 【答案】　C 2．一个重20 N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，如图所示的四个图中正确的是(　　) INCLUDEPICTURE"194.TIF" 【解析】　根据力的图示的定义，将重力的三要素即大小、方向、作用点表示出来即可。物体的重力为20 N，标度设为5 N，方向竖直向下，作用点在重心，因此物体所受重力的图示不正确的是BCD选项，只有A选项正确。 【答案】　A 3．(对弹力的理解)关于书和桌面所受弹力，下列说法正确的是(　　 ) A．桌面发生了形变，为了恢复原状，给书向下的支持力 B．桌面发生了形变，为了恢复原状，给桌面向下的压力 C．书发生了形变，为了恢复原状，给书向上的支持力 D．书发生了形变，为了恢复原状，给桌面向下的压力 【解析】　桌面发生了形变，为了恢复原状，给书向上的支持力，故AB错误；书发生了形变，为了恢复原状，给桌面向下的压力，故C错误，D正确。 【答案】　D 4．如图所示，一根直棒放在台阶上，Fa、Fb、Fc、Fd分别表示A、B两点可能受到的弹力。其中Fa、Fc垂直于台阶平面向上，Fb、Fd垂直于棒斜向上。其中正确表示棒上A、B两点所受弹力的为(　　 ) A．Fa、Fc B．Fb、Fc C．Fa、Fd D．Fb、Fd 【解析】　棒与支点在A点接触，故棒上A点所受弹力应垂直于棒斜向上，即为Fb；棒与台阶平面在B点接触，因此棒上B点所受弹力应垂直于台阶平面向上，为Fc，B正确。 【答案】　B 5．有一组合弹簧，一根大弹簧内套一根小弹簧，小弹簧比大弹簧长0.2 m，它们的一端平齐并固定在地面上，另一端处于自由状态，如图甲所示。当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图像如图乙所示，求两根弹簧的劲度系数k1和k2。 【答案】　10 N/m　20 N/m 【解析】　由图像知，当x1＝0.2 m时，F1＝2 N，在压缩距离为0～0.2 m范围内只有小弹簧被压缩。由胡克定律得F1＝k1x1，所以k1＝eq \f(F1,x1)＝eq \f(2,0.2)N/m＝10 N/m。 压缩距离从0.2 m至0.3 m过程中，两弹簧均被压缩。x2＝0.3 m时，F2＝5 N，小弹簧的压缩量x2′＝0.3 m，大弹簧的压缩量x2″＝0.1 m。由胡克定律得k1x2′＋k2x2″＝F2，可得k2＝eq \f(F2－k1x2′,x2″)＝eq \f(5－10×0.3,0.1)N/m＝20 N/m。 $$