第2节 弹力 重力((导学案)物理沪科版(五四学制)2024八年级上册
2025-11-24
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内容正文:
第2节 弹力 重力 (导学案)
【学习目标】
1. 了解弹性、塑性及其在生活中的应用,理解弹力是如何产生的。
2. 能完成“用弹簧测力计测量力”的实验,会正确使用弹簧测力计测量力的大小。
3. 通过分析生活现象知道重力是由于地球吸引而产生的力。
4. 能正确书写这里大小与物体质量的关系式G=mg,并能进行简单计算力。
【学习重点】
1. 能认识弹力及其产生的条件。
2. 会正确使用弹簧测力计测量力。
3. 能通过实验,认识重力。
4. 知道重力大小与质量的关系象。
【学习难点】
1. 知道弹簧测力计的原理、构造会使用弹簧测力计。
2. 知道重力的方向和作用点,会找规则物体的重心。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
一、弹力
1.弹性和塑性
(1)形变:物体受力时,形状和体积发生的改变。
(2)弹性:物体受力时发生形变,不受力时,又自动恢复到原来的形状的性质。
(3)塑性:物体受力时发生形变,不受力时形变不能自动恢复到原来的形状的性质。
2.弹力
(1)定义:物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
(2)产生条件: ①物体相互接触。②相互挤压或拉伸(发生弹性形变)。
(3)产生原因:施力物体发生弹性形变而产生的;如脚对地面的压力属于弹力,它是由于脚(或鞋)发生弹性形变造成的。
(4)弹力方向:与作用在物体上,使物体产生弹性形变力的方向相反。
二、用弹簧测力计测量力
1.弹簧测力计
(1)弹簧测力计是一种常见的测量力的大小的工具。
(2)作用:测量力的大小。
(3)弹簧、挂钩、指针、刻度盘等。
(4)原理:在一定的范围内拉伸弹簧时,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大。
①看:观察弹簧测力计的量程和分度值,使用时不能测量超过量程的力。
②调:将弹簧测力计按测量时所需的位置放好,检查指针是否指在零点,若不在,应调零。
③测:测量时,要使弹簧测力计受力的方向沿弹簧的轴线方向;
④读数:a、待指针静止时再读数 b、视线与刻度盘垂直。
三、重力
向空中撒开的渔网,会飘落到水里;向上抛出的石块,最终也会落向地面。是因为地球对它附近的物体有吸引作用。请解释黄果树瀑布的流水为什么往下流
1. 重力:由于 地球 的吸引而使物体受到的力叫做重力,通常用字母G表示。
注:地球附近的所有物体都受到重力的作用。
2.重力的特点
(1)地球附近的所有物体都受到重力作用,不管它是运动的还是静止的(重力是 非 接触力,只要在地球附近就受到重力作用)。
(2)重力的施力物体是 地球 ,受力物体是地球附近的物体。
(3)重力的效果:对悬挂它的物体产生拉力的作用,对支持它的物体产生压力的作用,使抛向空中的所有物体最终落回地面。
四、重力的大小、方向、作用点
(一)、重力的大小
1.物体所受重力的大小,简称物重,可以直接用 弹簧测力计 测量。
2.用弹簧测力计测量重力
研究表明,物体的质量越大,它受到的重力也越大。物体所受重力的大小与它的质量成 正比 。
3.重力的大小
计算公式:G=mg,在地球表面通过实验测得g≈9.8N/kg,它表示质量为1kg的物体,在地球表面受到的重力大小约为9.8N。在粗略计算的情况下,g可取10N/kg。
(二)重力的方向指向地心
1.方向:竖直向下。
正确
错误
G
G
指向地心
重力的方向总是竖直向下
2.重力方向的应用
重垂线:重垂线的方向为重力方向—— 竖直向下 。
(三)重力的作用点
1.重心
重力作用于物体上的各部分,也就是说物体每一部分都受到重力作用!
为了研究问题方便,我们将重力的作用点等效于一个点,这个点称为物体的 重心 。
①重心是物体所受重力的等效作用点。
②对于形状规则,质量分布均匀的物体,其重心一定在其几何中心上。
③物体的重心不一定在物体上。例:游泳圈
2.重心与稳定性
物体的稳定性与两个因素有关:
重心越低物体越稳定;支撑面越大物体越稳定。
【课堂探究】
探究一、什么是弹力
1. 观察与体验
教师展示橡皮筋、橡胶球、弹簧,学生分组操作:
① 拉伸橡皮筋;② 压缩弹簧(教材图5-2-5);③ 捏橡胶球(图5-2-2)。
·
· 引导学生记录现象:
· • 外力作用下形状改变;• 撤去外力能恢复;• 手部感到反作用力。
2. 概念建构
· 通过提问“物体在什么条件下才会产生弹力?”引导学生概括:
0. 物体具有弹性;b. 发生了弹性形变。
· 教师出示橡皮泥、面团,说明“塑性”与“弹性”对比。
· 板书并强调定义:
· “具备弹性的物体发生形变时产生的力叫做弹力(elastic force)。”
3. 生活实例拓展
· 投影图5-2-3、5-2-4。让学生指出“施力物体—受力物体—形变部位—弹力方向”。
·
· • 地面对车轮:地面微凹→支持力 (竖直向上);
· • 悬线对小球:线被拉伸→拉力 (沿绳向上)。
· 强调:支持力、拉力从本质上都是弹力。
【例题1】(2025·上海·期中)关于弹力,下列说法中正确的是( )
A.将一摞书放在桌面上,没有观察到桌面发生形变,故桌面此时对书没有产生弹力
B.重物挂在弹簧上,弹簧发生形变,所以重物受到的重力就是弹力
C.撑杆跳时,撑竿的形变越大产生的弹力越大
D.紧握水瓶,塑料水瓶发生形变,说明塑料水瓶对手产生了竖直向上的弹力
【答案】C
【详解】A.将一叠书放在桌面上,桌面由于受到压力而发生微小弹性形变,产生弹力,故A错误;
B.重物挂在弹簧上,弹簧发生形变,所以重物受到的重力大小等于弹力大小,故B错误;
C.撑杆跳时,撑竿的形变越大产生的弹力越大,故C正确;
D.紧握水瓶,塑料水瓶发生形变,说明手对塑料水瓶产生了弹力,故D错误。
故选C。
探究二、探究:如何测量力的大小——弹簧测力计
1. 器材结构观察
· 投影图5-2-6,实物演示弹簧测力计结构:外壳、弹簧、指针、挂环、挂钩、刻度。
·
· 提问:刻度为什么等距?引入胡克定律(本节不深入推导,仅做感性说明)。
2. 学生实验:观察与调零
· 实验任务①:记录所用测力计量程与分度值;② 调整零点。
· 讨论:如果悬空状态指针不在 0,测量会有哪些误差?
3. 体验 、、
· ① 让学生用手拉挂钩,指针稳定在 1 N 位置,停留 3 s;
· ② 同理 2 N、4 N。
· 分享体会: 大约相当于提起一个 100 g 苹果所需的力。
4. 学生实验:测量静拉力与滑动阻力
· (1)测文具袋静止时对弹簧测力计的拉力 。
· (2)水平缓慢拉动课本,测滑动摩擦力 。
· 要求:保持力的方向与弹簧同一直线,读数估读到 0.05 N。
5. 交流讨论
· • 是否需要再次调零?(需视挂钩方向改变而定)
· • 为什么 一般小于 ?引出摩擦力简单比较。
【例题2】(2025·四川成都·中考真题)小聪打扫实验室时,发现地上有头发。他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计使用前在受力方向上调零
B.弹簧测力计的分度值是1N
C.头发只受到图中左侧手施加的拉力
D.一根头发能承受的最大拉力约为10N
【答案】A
【详解】A.为了减小测量误差,弹簧测力计使用前应在受力方向上调零,故A正确;
B.由图可知,图中弹簧测力计的1N被平均分成5小格,每小格表示0.2N,所以弹簧测力计的分度值为0.2N,故B错误;
C.由于力的作用是相互的,所以头发受到图中左侧手施加的拉力,还受到弹簧测力计的拉力,故C错误;
D.一根头发大约最大能吊起一个苹果,一个苹果的质量约150g,则一根头发能承受的最大拉力约为
故D错误。故选A。
探究三、什么是重力
1. 现象回顾
· 播放瀑布、高塔落球短片。提问:这些物体为何都会向下运动?
2. 重垂线实验
· 每组用细线+螺母制作铅垂线,面对黑板挂在铁架台上。
·
· 任务:改变铁架台底座角度(模拟斜面),观察线方向是否随之改变。
· 结论:线方向始终竖直向下 → 重力方向竖直向下。
3. 概念与符号
· 板书:“物理学中,地球表面附近的物体由于地球吸引而受到的力叫重力(gravity),用 表示。”
· 重力与质量、位置、方向四要素归纳:
· • 施力物体:地球
· • 受力物体:地球附近一切物体
· • 方向:竖直向下
· • 作用线:重垂线
4. 探究重力大小与质量关系
· 教师提问:同学双手各提一瓶 500 mL 与 1 L 水时,哪个重?为什么?
· 小组猜想:。
· 教师提供已测数据( → , → ……),学生作图像,发现直线关系。
· 总结:,。
5. 的意义与数值
· • 单位推导:;
· • 地球表面平均 ;
· • 读作“九点八牛每千克”。
6. 重心演示
· 展示均匀直尺支点平衡,说明“整体重力视为作用于重心”。
·
小结:重力概念、方向、公式、 数值及重心意义。
·
【例题3】(2025·上海崇明·期末)地球表面附近的物体,由于地球的 而受到的力叫做重力;重力的方向总是 。若将10千克的物体放在“天宫一号”上带入太空,则该物体质量将 10千克(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】吸引 竖直向下 等于
【详解】[1]地球表面附近的物体,由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,施力物体是地球。
[2]重力的方向总是竖直向下的。
[3]质量是物质的一种属性,物体的质量不随位置而改变,若将10千克的物体放在“天宫一号”上带入太空,则该物体质量将等于10千克。
【归纳整理】 第2节 弹力 重力
【课堂练习】
1.(2025·上海徐汇区·期末)下列事例中,是属于弹性形变的是( )
A.被拉长的面条 B.被打破的鸡蛋 C.被拉长的弓 D.被剪断的绳子
【答案】C
【详解】在外力的作用下,物体发生形变,当外力撤销后,物体能恢复原状,则这样的形变叫做弹性形变。A.被拉长的面条,外力撤销后,面条不能恢复到原状,所以拉长的面条不属于弹性形变,故A不符合题意;B.被打破的鸡蛋,在外力撤销后,鸡蛋不能恢复到原状,所以被打破的鸡蛋不属于弹性形变,故B不符合题意;C.被拉长的弓,在外力撤销后,弓又恢复到原状,所以被拉长的弓属于弹性形变,故C符合题意;D.被剪断的绳子,当外力撤销后,绳子不能恢复到原状,所以被剪断的绳子不属于弹性形变,故D不符合题意。 故选C。
2.(2025·上海长宁区·期末)列事例中属于应用了重力的方向的是( )
A.挂墙画 B.拉力器
C.砸钉子 D.手推车
【答案】A
【详解】A图中是利用重锤线检查相框是否挂正,利用了重力的方向是竖直向下的道理;
B是拉力器、C砸钉子是锤子施加的力、D是水平推力,都与重力的方向无关。
故选:A。
3.(2025·上海虹口区·期末)如图所示,某同学实验时,在弹簧测力计的两侧沿水平方向同时各施加6N的力。此时弹簧测力计的示数为( )
A.0N B.3N C.6N D.12N
【答案】C
【详解】弹簧测力计在两端拉力作用下处于平衡状态,此时相当于弹簧被6N的力拉开,故示数为6N,故C正确,ABD错误。故选:C。
4. 撑竿跳高是一项运动员经过持竿助跑,借助撑竿的支撑腾空,在完成一系列复杂的动作后越过横杆的运动。如图是撑竿跳高运动员起跳上升时的情形,下列的说法正确的是( )
A.撑竿的形变是弹性形变,手的形变是塑性形变
B.手对撑竿的力和撑竿对手的力是同时产生的
C.手对撑竿的作用力是由于撑竿的形变产生的
D.撑竿对手的作用力的方向与撑竿的形变方向相同
【答案】B
【详解】A.撑竿的形变是弹性形变,手的形变在撤去外力后会恢复原状,也是弹性形变,故A错误;
B.手对撑竿的力和撑竿对手的力是一对相互作用力,是同时产生的,故B正确;
C.手对撑竿的作用力施力物体是手,是由于手的形变产生的,故C错误;
D.撑竿对手的作用力的方向与撑竿的形变方向相反,故D错误。
故选 B。
5.(2025·上海静安区·期末)如图所示,欣欣同学用左右手沿水平方向同时在一弹簧测力计的两端分别施加8N的力并使其保持静止状态,下列说法正确的是(弹簧测力计的量程为10N,指针位置未画出)( )
A.弹簧测力计此时没有示数
B.弹簧测力计的示数为8N
C.弹簧所受的拉力为16N
D.如果两边的力同时变为4N,测力计仍会保持静止
【答案】BD
【详解】(1)弹簧测力计测量力的时候都是在静止或匀速直线运动状态下的,静止和匀速直线运动状态是一种平衡状态,受到的就一定是平衡力;
弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,题中弹簧测力计的挂钩上受到了8N的力,所以弹簧测力计的示数为8N.故AC错误,B正确;
(2)如果两边的力同时变为4N,测力计受力平衡,仍会保持静止.故D正确.故选BD.
6.下列关于重力的说法正确的是( )
A.地球上的所有物体都受重力的作用
B.重力作用必须要地球和物体接触才能产生
C.玩具“不倒翁”不受重力
D.走钢丝的运动员,手中都握有一个长杆是为了表演的更精彩
【答案】A
【详解】A.地球具有引力使物体具有重力,地球上所有物体都受重力的作用,故A正确;
B.物体可以不与地球接触,而受重力,故B错误;
C.不倒翁下部较重,保持平衡,是重力作用的应用,故C错误;
D.走钢丝的运动员,手拿长杆是为了保持平衡,而不是单纯为了表演的需要,故D错误。
故选A。
7.(2025·上海长宁区·期末) 航天员所在太空舱的失重环境下,进行下列哪项活动可以达到几乎和地面上一样的锻炼效果( )
A.举杠铃 B.做引体向上 C.拉弹簧拉力器 D.跳绳运动
【答案】C
【详解】A.举杠铃需要克服杠铃的重力,在失重状态下,可以用很小的力举起杠铃,无法实现锻炼的目的,故A不符合题意;B.做引体向上需要克服自身的重力,在失重状态下,无法实现锻炼的目的,故B不符合题意;C.拉弹簧拉力器需要克服弹簧的弹力,在失重状态下,仍然需要很大的力拉弹簧拉力器,能够实现锻炼的目的,故C符合题意;D.跳绳运动需要克服自身的重力,在失重状态下,无法实现锻炼的目的,故D不符合题意。故选C。
8.(2023·上海·中考真题)以下哪个物体的重力最接近0.5N( )
A.一张课桌 B.一个手机 C.一个鸡蛋 D.一个中学生
【答案】C
【详解】A.一张课桌的质量接近10kg,重力为
故A不符合题意;
B.一个手机大约200g,即0.2kg,则重力
故B不符合题意
C.一只鸡蛋的质量大约50g,即0.05kg,则重力
故C符合题意;
D.一个中学生的质量大约50kg,则重力
故D不符合题意。故选C。
9.如图为杰克逊的经典舞蹈动作,在杰克逊倾斜过程中他所受重力( )
A.大小不变,方向改变 B.大小不变,方向不变
C.大小改变,方向改变 D.大小改变,方向不变
【答案】B
【详解】重力的方向始终是竖直向下,重力的大小与质量和该地的重力加速度有关,由于杰克逊的质量没变,该地的重力加速度没变,因此他的重力不变。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10.(2025·上海长宁区·期末)如图所示,一个被吊着的均匀球壳,其内部注满了水,在球的底部有一带阀门的细出水口。在打开阀门让水慢慢流出的过程中,球壳与其中的水的共同重心将会( )
A.一直下降 B.一直不变
C.先下降后上升 D.先上升后下降
【答案】C
【详解】装满水的球壳和水整体的重心在球心,随着水从阀门不断流出,重心位置不断下降,当水快流完时,重心又上升,处于球心,所以,重心的位置先下降后上升,故ABD错误,C正确。
11.(2024·四川宜宾·期中)小明用正确校零的弹簧测力计,以如图所示的方法测量甲、乙两个物体受到的重力,下列说法错误的是( )
A.该弹簧测力计的量程为0~5 N,分度值为0.2 N
B.利用该弹簧测力计不能测量质量为0.7 kg的物体所受的重力
C.甲物体重力为2 N,乙物体重力大于2 N
D.在中国空间站中,不能使用该弹簧测力计测量物体的重力
【答案】C
【详解】A.由图示知,弹簧测力计的测量范围在0到5N,所以量程为0~5N,测力计每1N中有5个小格,每一小格为0.2N,所以测力计的分度值为0.2N,故A正确,不符合题意;
B.质量为0.7kg的物体所受的重力为
G=mg=0.7kg×10N/kg=7N
大于测力计的最大测量值,所以,利用该弹簧测力计不能测量质量为0.7kg的物体所受的重力,故B正确,不符合题意;
C.图甲中,物体的重力为
图乙物重为
故C错误,符合题意;
D.在空间站内物体处于失重状态,物体对弹簧测力计不产生拉力,不可以使用弹簧测力计测量物体重力,故D正确,不符合题意。故选C。
12.(2024·山东菏泽·中考真题)如图所示,滑旱冰时小明用力推墙,他便向后退,说明力的作用是 的;使小明后退的力的施力物体是 。
【答案】相互 墙
【详解】[1][2] 穿旱冰鞋的小明用手推墙,他自己也会后退。这是因为手对墙施力的同时,手也受到墙的力。这表明,物体间力的作用是相互的。使小明后退的力的施力物体是墙。
13.(2025·上海金山·期末)物体所含 的多少叫质量。把物体从地球上带到月球上,其质量将 ,重力将 (两空均选填“变大”“变小”“不变”)。
【答案】物质 不变 变小
【详解】[1][2]物体所含物质的多少叫做物体的质量,它不随物体的形状、状态、位置的改变而改变。把物体从地球上带到月球上,虽然物体的位置发生了改变,但由于质量是物体本身的一种固有属性,不随位置的改变而改变,故物体的质量将保持不变。
[3]同一物体在月球上的重力是地球上重力的,所以把物体从地球上带到月球上,受到的重力将减小。
14.(2025·四川乐山·中考真题)如图所示,将一物体竖直悬挂在弹簧测力计的挂钩上,物体静止时弹簧测力计的示数为 N;把弹簧测力计倒过来,将此物体竖直挂在弹簧测力计的拉环上,物体静止时弹簧测力计的示数将 。
【答案】2.2 变大
【详解】[1]图中弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指在2N下方第1个小格处,因此示数为2.2N。此时物体受到的重力与弹簧测力计的拉力平衡,所以物体重力为2.2N。
[2]当弹簧测力计倒过来使用时,除了要测量物体的重力外,还需额外承担弹簧测力计自身外壳的重力。因此,弹簧测力计的示数会大于物体实际的重力,即示数变大。
15.(2025·上海青浦·期末)图中小明正在将画挂正,他利用的是重力的方向始终 这一特点。地球会对它表面附近的物体产生引力,月球也也会对其表面附近的物体产生引力,大约是地球附近引力的,在地球上重58.8N的物体被带到月球上后,其质量为 kg,重力为 N。
【答案】竖直向下 6 9.8
【详解】[1]重力是由于地球的吸引而受到的力,重力方向总是竖直向下的。
[2]质量是物体的基本属性,物体的质量与物体形状,物体无论在地球还是月球质量不变,质量为
[3]在地球上重58.8N的物体被带到月球上后,重为。
16.(2025·上海普陀·期末)学习了弹力知识后,小普和小明利用一根橡皮筋自制简易测力计,装置如图1所示。在制作测力计刻度面板时,小普和小明的方法不同。
小普:在回形针上挂6个50克的钩码,记下指针静止时的位置,然后等分刻度,画出刻度线,如图2甲所示。
小明:在回形针上每次加挂一个50克的钩码,分别记下指针静止时的位置,画出相应的刻度线,如图2乙所示。
(1)橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋形变 ;
(2)实际操作后发现两块面板的刻度线并不完全重合,图2中 的刻度线更准确(选填“甲”或“乙”),你认为出现这个差异的原因是 ;
(3)若用图甲测力计测力,读数为2.0牛时,测量值 真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】(1)越大
(2) 乙 橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比
(3)小于
【详解】(1)弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比。即弹簧的伸长越长,弹簧受到的拉力就越大。
(2)[1][2]根据小明的实际测量可知,该测力计的刻度是不均匀的,橡皮筋被拉长后直径变小,橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比,故小普利用平均法等分刻度是不合理的,即图乙的刻度较准确。
(3)对比图2、图3得,用图甲测力计测力,读数为2.0牛时,弹簧伸长后在2.0牛上面,则测量值小于真实值。
17.(2025·上海徐汇·期末)小刚同学通过查材料知道:弹簧在发生弹性形变时,弹簧的弹力F与弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比,其大小表示为:F=kx,其中k为劲度系数,其大小等于弹力与弹簧的伸长量(或压缩量)的比值。他马上对两根长度相同粗细不同的弹簧进行研究,将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录弹簧受到的拉力大小F和弹簧的长度L,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在A弹簧上悬挂重为5N的物体时,弹簧A的伸长量为 cm;分别用这两根弹簧制成的弹簧测力计,则用弹簧 (选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度更高。
(2)小刚同学发现图乙中图线不完全是一条直线,这是因为弹簧伸长量超过了弹簧的 ;由此可知,用弹簧 (选填“A”或“B”)制成的测力计量程更大。
(3)有实验测得的数据可得,在弹性限度以内,本实验中B弹簧的劲度系数k为 N/m。
【答案】(1) 10 A
(2) 弹性限度 B
(3)100
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,在A弹簧上不挂重物时,弹簧的长度是5cm,当在A弹簧上悬挂重为5N的物体时,弹簧A伸长量
∆x=15cm-5cm=10cm
由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用弹簧A制成的测力计伸长10cm,而用弹簧B制成的测力计伸长∆x'=10cm-5cm=5cm,所以,用弹簧A制成的测力测量的精确程度高。
(2)[1]在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的力成正比,若弹簧受到的力,超过弹簧的弹性限度,则弹簧的伸长量与弹簧受到的力不成正比,所以图乙中的图线不完全是一条直线。
[2]测力计是根据在测量范围内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的,由图乙知,A的量程为0~10N,B的量程为0~15N,则用弹簧B制成的测力计量程大。
(3)由F-L图像和F=kx分析知,图像的斜率为弹簧的劲度系数,当F=0时,即横坐标的截距为弹簧的原长,所以据图所知,横截距为5cm,即弹簧的原长为5cm; 图像的斜率
18.(2025·上海·阶段练习)在探究“物体所受到的重力与它的质量的关系”的实验中,小丽同学把不同质量的钩码挂在弹簧测力计上,读出弹簧测力计相应的示数,并记录在表格中。
实验序号
1
2
3
4
5
钩码的质量(千克)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
钩码所受到的重力(牛)
1
2
2.6
4
5
(1)请根据表中的数据在如图所示的方格纸上作出物体所受到重力G与质量m的图线 。
(2)分析表中数据或图线,可以判断实验序号 的测量数据有错误,此次的测量结果如何处理请谈谈你的建议 。
(3)该同学的实验是否完善,请谈谈你的看法 。
【答案】(1)
(2) 3 该组数据应舍去,重新测量该组数据
(3)不够完善。①实验中不同质量的钩码,没有用天平测量其质量;实验器材应取若干个质量相同的钩码。②表中数据没有记录到分度值
【详解】(1)在坐标系中确定各点的坐标,并用平滑的曲线连接起来,注意让更多的点落在图线上,故实验序号3的数据应舍弃,如图所示:
(2)[1][2]分析表中数据或图线,实验序号1、2、4、5都符合
实验序号3中
不符合,故可以判断实验序号3的测量数据有错误。此次的测量结果该组数据应舍去,重新测量该组数据。
(3)该同学的实验不够完善。①实验中不同质量的钩码,没有用天平测量其质量;实验器材应取若干个质量相同的钩码。②表中数据没有记录到分度值。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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第2节 弹力 重力 (导学案)(原卷版)
【学习目标】
1. 了解弹性、塑性及其在生活中的应用,理解弹力是如何产生的。
2. 能完成“用弹簧测力计测量力”的实验,会正确使用弹簧测力计测量力的大小。
3. 通过分析生活现象知道重力是由于地球吸引而产生的力。
4. 能正确书写这里大小与物体质量的关系式G=mg,并能进行简单计算力。
【学习重点】
1. 能认识弹力及其产生的条件。
2. 会正确使用弹簧测力计测量力。
3. 能通过实验,认识重力。
4. 知道重力大小与质量的关系象。
【学习难点】
1. 知道弹簧测力计的原理、构造会使用弹簧测力计。
2. 知道重力的方向和作用点,会找规则物体的重心。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
一、弹力
1.弹性和塑性
(1)形变:物体受力时,形状和体积发生的改变。
(2)弹性:物体受力时发生形变,不受力时,又自动恢复到原来的形状的性质。
(3)塑性:物体受力时发生形变,不受力时形变不能自动恢复到原来的形状的性质。
2.弹力
(1)定义:物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
(2)产生条件: ①物体相互接触。②相互挤压或拉伸(发生弹性形变)。
(3)产生原因:施力物体发生弹性形变而产生的;如脚对地面的压力属于弹力,它是由于脚(或鞋)发生弹性形变造成的。
(4)弹力方向:与作用在物体上,使物体产生弹性形变力的方向相反。
二、用弹簧测力计测量力
1.弹簧测力计
(1)弹簧测力计是一种常见的测量力的大小的工具。
(2)作用:测量力的大小。
(3)弹簧、挂钩、指针、刻度盘等。
(4)原理:在一定的范围内拉伸弹簧时,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大。
①看:观察弹簧测力计的 和 ,使用时 超过量程的力。
②调:将弹簧测力计按测量时所需的位置放好,检查指针是否指在零点,若不在,应 。
③测:测量时,要使弹簧测力计受力的方向沿弹簧的轴线方向;
④读数:a、待指针静止时再读数 b、视线与刻度盘垂直。
三、重力
向空中撒开的渔网,会飘落到水里;向上抛出的石块,最终也会落向地面。是因为地球对它附近的物体有吸引作用。请解释黄果树瀑布的流水为什么往下流
1. 重力:由于 地球 的吸引而使物体受到的力叫做重力,通常用字母G表示。
注:地球附近的所有物体都受到重力的作用。
2.重力的特点
(1)地球附近的所有物体都受到重力作用,不管它是运动的还是静止的(重力是 接触力,只要在地球附近就受到重力作用)。
(2)重力的施力物体是 ,受力物体是地球附近的物体。
(3)重力的效果:对悬挂它的物体产生拉力的作用,对支持它的物体产生压力的作用,使抛向空中的所有物体最终落回地面。
四、重力的大小、方向、作用点
(一)、重力的大小
1.物体所受重力的大小,简称物重,可以直接用 测量。
2.用弹簧测力计测量重力
研究表明,物体的质量越大,它受到的重力也越大。物体所受重力的大小与它的质量成 。
3.重力的大小
计算公式:G=mg,在地球表面通过实验测得g≈9.8N/kg,它表示质量为1kg的物体,在地球表面受到的重力大小约为9.8N。在粗略计算的情况下,g可取10N/kg。
(二)重力的方向指向地心
1.方向:竖直向下。
正确
错误
G
G
指向地心
重力的方向总是竖直向下
2.重力方向的应用
重垂线:重垂线的方向为重力方向—— 。
(三)重力的作用点
1.重心
重力作用于物体上的各部分,也就是说物体每一部分都受到重力作用!
为了研究问题方便,我们将重力的作用点等效于一个点,这个点称为物体的 。
①重心是物体所受重力的等效作用点。
②对于形状规则,质量分布均匀的物体,其重心一定在其几何中心上。
③物体的重心不一定在物体上。例:游泳圈
2.重心与稳定性
物体的稳定性与两个因素有关:
重心越低物体越稳定;支撑面越大物体越稳定。
【课堂探究】
探究一、什么是弹力
1. 观察与体验
教师展示橡皮筋、橡胶球、弹簧,学生分组操作:
① 拉伸橡皮筋;② 压缩弹簧(教材图5-2-5);③ 捏橡胶球(图5-2-2)。
·
· 引导学生记录现象:
· • 外力作用下形状改变;• 撤去外力能恢复;• 手部感到反作用力。
2. 概念建构
· 通过提问“物体在什么条件下才会产生弹力?”引导学生概括:
0. 物体具有弹性;b. 发生了弹性形变。
· 教师出示橡皮泥、面团,说明“塑性”与“弹性”对比。
· 板书并强调定义:
· “具备弹性的物体发生形变时产生的力叫做弹力(elastic force)。”
3. 生活实例拓展
· 投影图5-2-3、5-2-4。让学生指出“施力物体—受力物体—形变部位—弹力方向”。
·
· • 地面对车轮:地面微凹→支持力 (竖直向上);
· • 悬线对小球:线被拉伸→拉力 (沿绳向上)。
· 强调:支持力、拉力从本质上都是弹力。
【例题1】(2025·上海·期中)关于弹力,下列说法中正确的是( )
A.将一摞书放在桌面上,没有观察到桌面发生形变,故桌面此时对书没有产生弹力
B.重物挂在弹簧上,弹簧发生形变,所以重物受到的重力就是弹力
C.撑杆跳时,撑竿的形变越大产生的弹力越大
D.紧握水瓶,塑料水瓶发生形变,说明塑料水瓶对手产生了竖直向上的弹力
探究二、探究:如何测量力的大小——弹簧测力计
1. 器材结构观察
· 投影图5-2-6,实物演示弹簧测力计结构:外壳、弹簧、指针、挂环、挂钩、刻度。
·
· 提问:刻度为什么等距?引入胡克定律(本节不深入推导,仅做感性说明)。
2. 学生实验:观察与调零
· 实验任务①:记录所用测力计量程与分度值;② 调整零点。
· 讨论:如果悬空状态指针不在 0,测量会有哪些误差?
3. 体验 、、
· ① 让学生用手拉挂钩,指针稳定在 1 N 位置,停留 3 s;
· ② 同理 2 N、4 N。
· 分享体会: 大约相当于提起一个 100 g 苹果所需的力。
4. 学生实验:测量静拉力与滑动阻力
· (1)测文具袋静止时对弹簧测力计的拉力 。
· (2)水平缓慢拉动课本,测滑动摩擦力 。
· 要求:保持力的方向与弹簧同一直线,读数估读到 0.05 N。
5. 交流讨论
· • 是否需要再次调零?(需视挂钩方向改变而定)
· • 为什么 一般小于 ?引出摩擦力简单比较。
【例题2】(2025·四川成都·中考真题)小聪打扫实验室时,发现地上有头发。他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计使用前在受力方向上调零
B.弹簧测力计的分度值是1N
C.头发只受到图中左侧手施加的拉力
D.一根头发能承受的最大拉力约为10N
探究三、什么是重力
1. 现象回顾
· 播放瀑布、高塔落球短片。提问:这些物体为何都会向下运动?
2. 重垂线实验
· 每组用细线+螺母制作铅垂线,面对黑板挂在铁架台上。
·
· 任务:改变铁架台底座角度(模拟斜面),观察线方向是否随之改变。
· 结论:线方向始终竖直向下 → 重力方向竖直向下。
3. 概念与符号
· 板书:“物理学中,地球表面附近的物体由于地球吸引而受到的力叫重力(gravity),用 表示。”
· 重力与质量、位置、方向四要素归纳:
· • 施力物体:地球
· • 受力物体:地球附近一切物体
· • 方向:竖直向下
· • 作用线:重垂线
4. 探究重力大小与质量关系
· 教师提问:同学双手各提一瓶 500 mL 与 1 L 水时,哪个重?为什么?
· 小组猜想:。
· 教师提供已测数据( → , → ……),学生作图像,发现直线关系。
· 总结:,。
5. 的意义与数值
· • 单位推导:;
· • 地球表面平均 ;
· • 读作“九点八牛每千克”。
6. 重心演示
· 展示均匀直尺支点平衡,说明“整体重力视为作用于重心”。
·
小结:重力概念、方向、公式、 数值及重心意义。
·
【例题3】(2025·上海崇明·期末)地球表面附近的物体,由于地球的 而受到的力叫做重力;重力的方向总是 。若将10千克的物体放在“天宫一号”上带入太空,则该物体质量将 10千克(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【归纳整理】 第2节 弹力 重力
【课堂练习】
1.(2025·上海徐汇区·期末)下列事例中,是属于弹性形变的是( )
A.被拉长的面条 B.被打破的鸡蛋 C.被拉长的弓 D.被剪断的绳子
2.(2025·上海长宁区·期末)列事例中属于应用了重力的方向的是( )
A.挂墙画 B.拉力器
C.砸钉子 D.手推车
3.(2025·上海虹口区·期末)如图所示,某同学实验时,在弹簧测力计的两侧沿水平方向同时各施加6N的力。此时弹簧测力计的示数为( )
A.0N B.3N C.6N D.12N
4. 撑竿跳高是一项运动员经过持竿助跑,借助撑竿的支撑腾空,在完成一系列复杂的动作后越过横杆的运动。如图是撑竿跳高运动员起跳上升时的情形,下列的说法正确的是( )
A.撑竿的形变是弹性形变,手的形变是塑性形变
B.手对撑竿的力和撑竿对手的力是同时产生的
C.手对撑竿的作用力是由于撑竿的形变产生的
D.撑竿对手的作用力的方向与撑竿的形变方向相同
5.(2025·上海静安区·期末)如图所示,欣欣同学用左右手沿水平方向同时在一弹簧测力计的两端分别施加8N的力并使其保持静止状态,下列说法正确的是(弹簧测力计的量程为10N,指针位置未画出)( )
A.弹簧测力计此时没有示数
B.弹簧测力计的示数为8N
C.弹簧所受的拉力为16N
D.如果两边的力同时变为4N,测力计仍会保持静止
6.下列关于重力的说法正确的是( )
A.地球上的所有物体都受重力的作用
B.重力作用必须要地球和物体接触才能产生
C.玩具“不倒翁”不受重力
D.走钢丝的运动员,手中都握有一个长杆是为了表演的更精彩
7.(2025·上海长宁区·期末) 航天员所在太空舱的失重环境下,进行下列哪项活动可以达到几乎和地面上一样的锻炼效果( )
A.举杠铃 B.做引体向上 C.拉弹簧拉力器 D.跳绳运动
8.(2023·上海·中考真题)以下哪个物体的重力最接近0.5N( )
A.一张课桌 B.一个手机 C.一个鸡蛋 D.一个中学生
9.如图为杰克逊的经典舞蹈动作,在杰克逊倾斜过程中他所受重力( )
A.大小不变,方向改变 B.大小不变,方向不变
C.大小改变,方向改变 D.大小改变,方向不变
10.(2025·上海长宁区·期末)如图所示,一个被吊着的均匀球壳,其内部注满了水,在球的底部有一带阀门的细出水口。在打开阀门让水慢慢流出的过程中,球壳与其中的水的共同重心将会( )
A.一直下降 B.一直不变
C.先下降后上升 D.先上升后下降
11.(2024·四川宜宾·期中)小明用正确校零的弹簧测力计,以如图所示的方法测量甲、乙两个物体受到的重力,下列说法错误的是( )
A.该弹簧测力计的量程为0~5 N,分度值为0.2 N
B.利用该弹簧测力计不能测量质量为0.7 kg的物体所受的重力
C.甲物体重力为2 N,乙物体重力大于2 N
D.在中国空间站中,不能使用该弹簧测力计测量物体的重力
12.(2024·山东菏泽·中考真题)如图所示,滑旱冰时小明用力推墙,他便向后退,说明力的作用是 的;使小明后退的力的施力物体是 。
13.(2025·上海金山·期末)物体所含 的多少叫质量。把物体从地球上带到月球上,其质量将 ,重力将 (两空均选填“变大”“变小”“不变”)。
14.(2025·四川乐山·中考真题)如图所示,将一物体竖直悬挂在弹簧测力计的挂钩上,物体静止时弹簧测力计的示数为 N;把弹簧测力计倒过来,将此物体竖直挂在弹簧测力计的拉环上,物体静止时弹簧测力计的示数将 。
15.(2025·上海青浦·期末)图中小明正在将画挂正,他利用的是重力的方向始终 这一特点。地球会对它表面附近的物体产生引力,月球也也会对其表面附近的物体产生引力,大约是地球附近引力的,在地球上重58.8N的物体被带到月球上后,其质量为 kg,重力为 N。
16.(2025·上海普陀·期末)学习了弹力知识后,小普和小明利用一根橡皮筋自制简易测力计,装置如图1所示。在制作测力计刻度面板时,小普和小明的方法不同。
小普:在回形针上挂6个50克的钩码,记下指针静止时的位置,然后等分刻度,画出刻度线,如图2甲所示。
小明:在回形针上每次加挂一个50克的钩码,分别记下指针静止时的位置,画出相应的刻度线,如图2乙所示。
(1)橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋形变 ;
(2)实际操作后发现两块面板的刻度线并不完全重合,图2中 的刻度线更准确(选填“甲”或“乙”),你认为出现这个差异的原因是 ;
(3)若用图甲测力计测力,读数为2.0牛时,测量值 真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
17.(2025·上海徐汇·期末)小刚同学通过查材料知道:弹簧在发生弹性形变时,弹簧的弹力F与弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比,其大小表示为:F=kx,其中k为劲度系数,其大小等于弹力与弹簧的伸长量(或压缩量)的比值。他马上对两根长度相同粗细不同的弹簧进行研究,将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录弹簧受到的拉力大小F和弹簧的长度L,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在A弹簧上悬挂重为5N的物体时,弹簧A的伸长量为 cm;分别用这两根弹簧制成的弹簧测力计,则用弹簧 (选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度更高。
(2)小刚同学发现图乙中图线不完全是一条直线,这是因为弹簧伸长量超过了弹簧的 ;由此可知,用弹簧 (选填“A”或“B”)制成的测力计量程更大。
(3)有实验测得的数据可得,在弹性限度以内,本实验中B弹簧的劲度系数k为 N/m。
18.(2025·上海·阶段练习)在探究“物体所受到的重力与它的质量的关系”的实验中,小丽同学把不同质量的钩码挂在弹簧测力计上,读出弹簧测力计相应的示数,并记录在表格中。
实验序号
1
2
3
4
5
钩码的质量(千克)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
钩码所受到的重力(牛)
1
2
2.6
4
5
(1)请根据表中的数据在如图所示的方格纸上作出物体所受到重力G与质量m的图线 。
(2)分析表中数据或图线,可以判断实验序号 的测量数据有错误,此次的测量结果如何处理请谈谈你的建议 。
(3)该同学的实验是否完善,请谈谈你的看法 。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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