3.1 重力与弹力 导学案 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

第三章 第1节 重力与弹力 重力 概念∶1、产生：由于地球的吸引而使物体受到的力． 注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力． 2、大小：G＝mg，可用弹簧测力计测量．同一物体 G 的变化是由在地球上不同位置处 g 的变化引起的． 3、方向：总是竖直向下． 4、重心：物体的各部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心． ①影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布． ②不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法．注意：重心的位置不一定在物体上． 例题1、关于物体的重心，下列说法正确的有 A．有规则几何外形的物体，它的重心就在几何中心 B．重心位置与物体的质量分布无关 C．物体的重心不一定在物体上 D．只有物体的重心处才受到重力作用 【练习1】关于物体的重心，说法正确的是 A．质量分布均匀形状规则的物体的重心可能在物体上，也可能在物体外 B．重心就是物体内最重的一点，任何物体都可以用悬挂法确定其重心位置 C．将物体悬挂起来平衡时重心必在悬挂点的正下方 D．在任何地点1 kg的物体所受的重力大小都等于9.8 N 弹力 1、 定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用． 2、产生条件：物体间直接接触；接触处施力体发生形变且有恢复原状的趋势。 3、方向：总是与施力物体形变的方向相反． 弹力的方向以及画法 第一、接触方式 面与面 点与面 点与曲面 曲面与平面 垂直于接触面 垂直于接触面 垂直于切面 垂直于平面 第二、轻绳、轻杆、轻弹簧 绳的弹力一定沿绳 杆的弹力不一定沿杆 弹簧分拉伸、压缩 第三、绳上的张力一定沿着绳指向绳收缩的方向。物体面面或点面接触时的弹力的方向一定垂直于接触面或接触点的切面指向受力物体 例题2、在如图所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态. 【练习2】(多选)下列所述四个力的图示中正确的是(　　) 弹力有无的判断 （1）条件法：根据弹力产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变． （2）对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方法： 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可能无弹力作用；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. （3）状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在． 例题3、如图甲所示，一架直梯斜靠光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯处于静止状态。从侧面观察时，可画成如图乙所示的图形。从图乙的角度观察，下列说法中正确的是（　　） A．地面对梯子的弹力是由于梯子发生形变而产生的 B．地面对梯子的弹力方向沿梯子指向左上方 C．地面对梯子的作用力方向竖直向上 D．梯子对地面的摩擦力方向水平向右 【练习3】玩具汽车停在模型桥面上，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．桥面受到汽车给它的向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变 B．桥面受到汽车给它的向上的弹力，是因为汽车发生了弹性形变 C．汽车受到桥面给它的向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变 D．汽车受到桥面给它的向下的弹力，是因为汽车发生了弹性形变 胡克定律 1、应用胡克定律F＝kx计算弹簧的弹力时注意：拉伸量与压缩量相等时弹力大小相等、方向相反．胡克定律对轻弹簧、橡皮条均适用，但形变量应在弹性限度内。 2、静止或做匀速直线运动时可用平衡法计算弹力．弹力的大小不一定等于物体的重力。 例题4、一根轻弹簧在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. (1)当这根弹簧长度为4.20 cm时，弹簧受到的力为多大？ (2)当弹簧受到15 N的拉力时，弹簧的长度是多少？(弹簧始终在弹性限度内) 【练习4】如图所示，轻弹簧的两端各受20 N的拉力作用，弹簧平衡时伸长了5 cm(在弹性限度内)，下列说法中正确的是(　　) A．弹簧所受的合力为40 N B．该弹簧的劲度系数k＝800 N/m C．该弹簧的劲度系数k＝400 N/m D．根据公式k＝，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大 【弹簧串并联】两根劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串联在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示，开始时弹簧均处于原长，现用水平力作用在b弹簧的P端缓慢向右拉动弹簧，当水平外力的大小为F时，b弹簧的伸长量为L，则此时 A．a弹簧产生的弹力为 B．a弹簧的伸长量为 C．P端向右移动的距离为 D．P端向右移动的距离为 综合练习 1．关于弹力，下列说法正确的是（ ） A．静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力 B．压力、支持力、绳中的张力都属于弹力 C．弹力的大小与物体的形变程度有关，在弹性限度内形变程度越大，弹力越大 D．弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同 2．关于胡克定律，下列说法中正确的是（ ） A．由F＝kx可知，弹力F的大小与弹簧的长度x成正比 B．由可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度形变量x成反比 C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关 D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的大小 学科；网 3．一个光滑球一半由铅（用阴影表示）一半由铝组成，放在支架P、Q上处于静止状态，如图（a）所示，P支架对它的支持力为N，若将球翻转，如图（b）所示，P支架对它的支持力为N'。比较N与N'，应有（ ） A．N>N'，方向不相同 B．N=N'，方向相同 C．N<N'，方向相同 D．N=N'，方向不相同 4.在下图中，a、b表面均光滑，天花板和地面均水平，a、b间一定有弹力的是(　　) 5.下列关于重力的说法中正确的是(　　) A．物体只有静止时才受重力作用 B．重力的方向总是指向地心 C．物体在赤道上受的重力最小 D．物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力 6、下列物体均处于静止状态，其中B、C中接触面光滑，则图中所画弹力方向正确的是（　　） A． B． C． D． 7、图中各物体均处于静止状态．图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 8、探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N重物时，弹簧长度为0.16 m；悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m。则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为 A．L0＝0.02 m　k＝500 N/m B．L0＝0.10 m　k＝500 N/m C．L0＝0.02 m　k＝250 N/m D．L0＝0.10 m　k＝250 N/m 9．一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为 A． B． C． D． 10．静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触．关于小球的受力，下列说法正确的是 A．细线对它一定有拉力作用 B．细线可能对它没有拉力作用 C．斜面对它可能有支持力作用 D．斜面对它一定有支持力作用 11、如图所示，臂力器装有四根弹簧，每根弹簧的自然长度均为50cm。臂力器可以通过装不同劲度系数、不同数量的弹簧来调节臂力器的强度。某人第一次只装了中间两根劲度系数均为k1＝300N/m的弹簧，然后把两根弹簧都拉到了150cm长；第二次又在两边加装了两根劲度系数均为k2＝200N/m的弹簧，然后用与第一次相同大小的力拉四根弹簧。下列说法正确的是（　　） A．第一次每只手受到臂力器的拉力大小为300N B．第二次每只手受到臂力器的拉力大小为600N C．第二次中间两根弹簧每根的长度为120cm D．第二次两边两根弹簧每根的弹力为140N 学科网（北京）股份有限公司 $$