第三章 1.重力与弹力 第1课时 重力与弹力-（配套教参）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版）

本讲义聚焦高中物理“重力与弹力”核心知识点，先通过力的三要素构建力的描述方法（图示、示意图），再系统梳理重力的产生原因、大小计算（G=mg）、方向（竖直向下）及重心概念，最后探究弹力的产生条件（接触、弹性形变）与方向判断，形成从力的描述到具体力分析的学习支架。 该资料以情境问题驱动科学探究，如苹果落地、玻璃瓶捏压实验引导学生思考，通过易错辨析（如重心是否在物体上）和对比表格（力的图示与示意图区别）培养科学思维，结合尖底瓶、“雪龙2号”破冰船等实例联系实际。课中助力教师引导探究，课后例题与分层练习帮助学生深化理解，查漏补缺。

第1课时　重力与弹力 学习目标 1.知道力的三要素，会用力的图示和力的示意图来表示力。 2.知道重力产生的原因、大小和方向，会测量物体重力的大小。 3.借助等效思想理解重心的概念，并会通过实验操作或根据二力平衡的知识确定重心。 4.理解弹力产生的原因，会判断弹力的方向。 知识点一　重力 　情境：如图所示，树上的苹果会落向地面；建筑工人常用重垂线来检测墙壁是否竖直。 问题：（1）为什么树上的苹果总要落向地面？ 提示：苹果落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用。 （2）为什么使用重垂线能检测墙壁是否竖直呢？ 提示：重垂线能检测墙壁是否竖直，是因为重力的方向是竖直向下的。 1.重力 （1）定义：由于　地球的吸引　而使物体受到的力。 （2）大小：G＝　mg　，g是　自由落体加速度　。g的单位既可以是N/kg，又可以是　m/s2　，而且1 N/kg＝1 　m/s2　。 （3）方向：　竖直向下　。 2.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　集中　于一点，这一点叫作物体的重心。 3.力的图示：力可以用　有向线段　来表示，有向线段的长短表示力的　大小　，箭头表示力的　方向　，箭尾（或箭头）表示力的　作用点　。 【易错辨析】 1.物体本身就有重力，故重力没有施力物体。（　×　） 2.重力的方向始终是竖直向下的。（　√　） 3.重心的位置一定在物体上。（　×　） 4.力的图示既可以表示力的大小又可以表示力的方向。（　√　） 1.重力的理解 （1）重力是由于地球的吸引而产生的，但重力的大小不一定等于地球对物体的吸引力。 （2）重力的大小：G＝mg。在同一地点，重力的大小与质量成正比；在不同地点，如从两极到赤道或离地面高度变大，g均减小，从而使同一物体的重力也有所不同；物体的重力与其运动状态无关。 （3）重力的方向：竖直向下。“竖直向下”等价于“垂直于水平面向下”，但是“竖直向下”不一定“垂直于接触面向下”，也不一定“指向地心”。 2.重心的理解 重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关。质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心，重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，确定薄板状物体重心位置的方法：悬挂法。 3.力的图示和力的示意图的区别 力的表示方法 步骤　　　 力的图示 力的示意图 选标度 选定标度（用某一长度的线段表示一定大小的力，若一个物体受多个力的作用，各力应取相同的标度） 无需选标度 画线段 从作用点开始沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度，并在线段上加刻度 从作用点开始沿力的方向画一适当长度的线段 标方向 在线段的末端标出箭头，表示方向 【例1】　（重力与重心的理解）下列关于重力与重心的说法正确的是（　　） A.重力就是地球对物体的吸引力，方向总是竖直向下 B.运动的物体不受重力作用 C.同一物体在地球上不同位置受到的重力都相同 D.重心是重力的等效作用点，重心可能不在物体上 答案：D 解析：重力是因为地球的吸引而产生的，但重力只是地球对物体的吸引力的一部分，故A错误；运动的物体仍受重力作用，故B错误；同一物体在地球上不同位置，重力加速度大小可能不同，受到的重力可能不同，故C错误；重心是重力的等效作用点，重心可能不在物体上，如空心圆环的重心，故D正确。 【例2】　（重心的位置）如图，《荀子·宥坐》记录孔子曰“虚则欹、中则正、满则覆”的尖底瓶，它是古人们对重心知识的巧妙应用。由虚到满过程中，关于瓶与液体共同重心（　　） A.一直下降 B.一直上升 C.先下降后上升 D.先上升后下降 答案：C 解析：瓶本身的重心位置不变，水比较少时随着水的增加，整体的重心位置先降低然后再随着水的增加逐渐升高，C正确。 【例3】　（力的图示与力的示意图）在图甲中木箱的P点，用与水平方向成30°角的斜向右上方的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角的斜向左上方的20 N的力推木块使木块静止在墙壁上；图丙中的电灯静止悬挂。 （1）作出甲、乙两图中所给力的图示； （2）作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图。 答案： 方法技巧 画力的图示和力的示意图的流程 知识点二　弹力 情境：如图所示，取一个玻璃瓶，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。 问题：用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？ 提示：用手捏玻璃瓶，细管中水面会上升（或下降）。说明受到压力时玻璃瓶发生形变，体积变小（或变大）了。 1.形变：物体在力的作用下　形状或体积　会发生改变，这种变化叫作形变。 2.弹力：发生　形变　的物体，要　恢复原状　，对与它　接触　 的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。 3.三种弹力的方向 （1）放在地板上的物体，它对地板的压力以及地板对它的支持力，其方向都跟接触面是　垂直　的。 （2）绳子拉力的方向沿绳子指向绳子　收缩　的方向。 （3）弹簧弹力的方向沿弹簧指向弹簧恢复原状的方向。 【易错辨析】 1.发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状。（　×　） 2.只有相互接触的物体间才可能有弹力。（　√　） 3.灯绳对电灯的拉力方向与灯绳发生形变的方向相同。（　×　） 1.弹力产生的两个条件 （1）两物体间相互接触。 （2）发生弹性形变。 2.弹力有无的判断方法 条件 法 根据弹力产生的两个条件（相互接触、发生弹性形变）判断是否存在弹力。此法多用来判断物体发生明显形变时弹力的有无（如弹簧、橡皮条等） 假设 法 可以假设将与物体接触的另一物体撤去，看物体还能否保持原来的状态，若能，则无弹力；若不能，则有弹力 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（如二力平衡等）来判断物体间弹力的有无 3.弹力的方向 类型 方向 图例 接 触 方 式 面与面 垂直于公共接触面 点与面 过接触点且垂直于面 点与点 垂直于切面（即圆弧面对应的半径方向） 【例4】　（弹力的理解）如图所示，一辆汽车模型停在模型桥面上，下列说法正确的是（　　） A.桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变 B.汽车轮胎没有发生形变，所以桥面不受弹力 C.汽车轮胎受向上的弹力，是因为轮胎发生了弹性形变 D.桥面受向下的弹力，是因为汽车轮胎发生了弹性形变 答案：D 解析：桥面受向下的弹力，是因为汽车轮胎发生了弹性形变，轮胎要向下恢复原状产生的，故A、B错误，D正确；汽车轮胎受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变，故C错误。 【例5】　（弹力有无的判断）下列各图中，P、Q两物体之间不存在弹力的是（所有的接触面都光滑，物体处于静止状态）（　　） 答案：D 解析：选项A、B、C中，假设P、Q间没有弹力，则P受力不平衡，不能保持静止状态，则P、Q间存在弹力，故A、B、C错误；选项D中，假设P、Q间存在弹力，由于接触面光滑，不能保持静止状态，两球都将运动，所以P、Q间不存在弹力，故D正确。 【例6】　（弹力的方向）如图，这是我国的极地考察破冰船——“雪龙2号”。为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计。下列关于船体对冰块的弹力示意图正确的是（　　） 答案：C 解析：船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体（冰块），故C正确，A、B、D错误。 轻绳、轻杆、轻弹簧的弹力方向的比较 类型 方向 图例 轻绳 沿绳收缩的方向 类型 方向 图例 轻杆 可沿杆 可不沿杆 类型 方向 图例 轻质弹簧 沿弹簧形变的反方向 【典例】　〔多选〕某老师在黑板上画了以下四幅物理情境，假设所有接触面或接触点均光滑，D项中绳处于竖直方向上，所有物体均处于静止状态，下列各选项中物体所受弹力示意图正确的是（　　） 答案：CD 解析：选项A中，F1与F2共同作用效果斜向上，与重力不可能平衡，所以物体一定不受F1的作用，故A错误；选项B中，杆对物体的弹力F应与重力平衡，所以F方向应为竖直向上，故B错误；选项C中，F1和F2均垂直于接触面斜向上，且F1和F2任意缺少一个，物体都不可能平衡，故C正确；选项D中，若斜面对物体有弹力作用，则物体不可能平衡，所以物体只受重力和绳的拉力，故D正确。 1.（重力与重心）在足球比赛中，专业的足球运动员能够巧妙地踢出“香蕉球”“落叶球”。如图所示，某运动员主罚任意球时踢出了快速旋转的“落叶球”。关于该足球，下列说法正确的是（　　） A.足球的重心在足球的外皮上 B.在空中运动的过程中，足球的重心发生了变化 C.足球离开脚后不再受重力的作用 D.足球所受重力的方向始终竖直向下 解析：D　足球的重心在足球的几何中心，即足球的球心，在空中运动过程中，足球仍然受到重力的作用，重心的位置不发生变化，足球所受重力的方向始终竖直向下，故D正确。 2.（弹力的产生）跳水运动员参加奥运会跳水女子单人10米跳台比赛。当运动员静止竖直站立在水平跳台上时，下列说法正确的是（　　） A.跳台较硬没发生形变，只有运动员的脚发生形变 B.运动员受到的支持力，是因为运动员发生形变而产生的 C.跳台受到向下的压力，就是运动员的重力 D.跳台对运动员的弹力方向，与跳台的形变方向相反 解析：D　跳台、运动员的脚均发生形变，故A错误；运动员受到的支持力，是因为跳台发生形变而产生的，故B错误；跳台受到向下的压力，施力物体是运动员，运动员受到的重力施力物体是地球，故跳台受到的压力不是运动员的重力，故C错误；跳台对运动员的弹力，是因为跳台发生形变后要恢复原状而产生的，故与跳台的形变方向相反，故D正确。 3.（弹力的方向）下列四幅图均为静止的光滑小球Q所受弹力方向的示意图，其中正确的是（　　） 解析：D　对选项A中小球Q受力分析，受竖直向下的重力和杆对小球Q的弹力，二力平衡，因此小球Q受到的弹力方向应为竖直向上，故A错误；对选项B中小球Q受力分析，在竖直方向上受力平衡，水平方向上不受力，因此左侧绳子上没有弹力，故B错误；对选项C中小球Q受力分析，在竖直方向上受力平衡，水平方向上不受力，因此倾斜墙面对小球没有弹力，故C错误；选项D中小球Q没有沿竖直方向放在球面上，球面对小球的弹力沿两球球心延长线向上，由于小球处于静止状态，所以左侧绳子对小球有沿绳子向上的拉力，故D正确。 4.（弹力的示意图）画出图中静止的各球或杆受到的弹力的示意图。 答案：如图所示 知识点一　重力 1.下列说法中正确的是（　　） A.重力就是地球对物体的吸引力 B.重力的方向竖直向下，所以地球上一切物体所受的重力方向相同 C.同一物体在赤道和北极受到的重力大小不相等 D.物体上只有重心处才受到重力的作用 解析：C　重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，不是地球对物体的吸引力，故A错误；重力的方向总是竖直向下，所以对于地球这个球体而言，不同的地点，重力的方向不同，故B错误；从赤道到两极，重力加速度变大，所以同一物体在赤道和北极受到的重力大小不相等，故C正确；物体各部分都受到重力的作用，故D错误。 2.关于重心，下列说法正确的是（　　） A.物体的重心一定在物体上 B.物体的质量全部集中在重心上 C.物体的重心位置跟物体的质量分布情况和物体的形状有关 D.物体的重心跟物体的质量分布没有关系 解析：C　重心是物体各部分所受重力的等效作用点，重心既不是物体上最重的一点，也不一定在物体上，所以A、B错误；重心的位置与物体的质量分布、形状都有关系，所以C正确，D错误。 3.〔多选〕一个重力为20 N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，以下四幅图中正确的是（　　） 答案：AD 4.如图所示，某同学将浙江省地图附在均匀薄泡沫板上，并沿边界线剪下，利用悬挂法测得浙江省地图的薄泡沫板的重心在O点，地点在永康、义乌、东阳的交界处。用这种方法测得的结果和专业机构测得的“浙江省陆地中心点”基本相符，下列说法正确的是（　　） A.任何物体的重心一定与其几何中心重合 B.除O点外，薄泡沫板其他部分均不受重力 C.要得到薄泡沫板的重心位置，至少要在不同位置悬挂两次 D.将均匀薄泡沫板换成均匀薄铝板，重复上述实验，O点位置将发生变化 解析：C　只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心才与其几何中心重合，A错误；薄泡沫板任何地方都受重力，B错误；要得到薄泡沫板的重心位置，至少要在不同位置悬挂两次，C正确；将均匀薄泡沫板换成均匀薄铝板，重复上述实验，O点位置不变，D错误。 知识点二　弹力 5.（2025·北京丰台区高一期中）关于静止在水平面上的物体对支持面的压力F，下列说法中正确的是（　　） A.F就是物体的重力 B.F是由于物体发生微小形变产生的 C.F的作用点在物体上 D.F是由于支持面发生微小形变产生的 解析：B　物体对水平面的压力F，是由于物体发生微小形变而产生的力，受力物体是水平面，所以F的作用点在接触面上即支持面上，物体的重力是由于地球吸引而产生的，两者不是一个力。故选B。 6.（2025·山西太原高一期中）如图所示，台阶处放置一根长直木棍，现用手指向下用力按压木棍，手指和木棍均未移动。下列说列法正确的是（　　） A.手指对木棍的压力方向竖直向下 B.手指对木棍的压力方向沿木棍向下 C.台阶A处对木棍的支持力方向垂直木棍向上 D.地面对木棍的支持力方向斜向左上方 解析：C　点与面接触处的弹力的方向，过接触点垂直于接触面（或接触面的切线），指向受力物体。手指对木棍的压力方向垂直于木棍向下，故A、B错误；台阶A处对木棍的支持力属于弹力，其方向为过A处垂直木棍向上，故C正确；地面对木棍的支持力方向垂直于地面向上，故D错误。 7.如图所示，小华在足球比赛中准备罚点球时，一只脚用力踩在足球上面，让足球保持静止。下列说法正确的是（　　） A.脚对足球的压力是由于足球发生形变产生的 B.脚感受到足球的支持力是足球的上部发生形变引起的 C.地面对足球的支持力是足球的下部发生形变引起的 D.足球对地面的压力是地面发生形变引起的 解析：B　弹力是施力物体发生形变要恢复原状而产生的，因此，脚对足球的压力是由于脚发生形变要恢复原状而产生的，脚感受到足球的支持力是足球的上部发生形变要恢复原状而产生的，地面对足球的支持力是由于地面发生形变要恢复原状而产生的，足球对地面的压力是由于足球的下部发生形变要恢复原状而产生的。综上可知，A、C、D错误，B正确。 8.〔多选〕在下列各图中，a、b表面均光滑，且a、b均处于静止状态，天花板和地面均水平。a、b间一定有弹力的是（　　） 解析：BC　选项A中，假设a、b间有弹力，则a、b都达到平衡时悬挂a、b的绳不能与天花板垂直，故a、b间无弹力，故A错误；选项B中，细绳偏离竖直方向，则a、b相互挤压，a、b间有弹力，故B正确；选项C中，a、b间有弹力，且弹力方向垂直于a、b的接触面，故C正确；选项D中，假设a、b间有弹力，b对a的弹力垂直于斜面斜向上，a球不可能静止，则a、b间无弹力，故D错误。 9.（2025·山东菏泽高一期中）如图所示为在大英博物馆一个角落陈列的“中华缠枝纹薄胎玉壶”，该壶技艺精湛，美轮美奂。下列有关其受力情况的分析正确的是（　　） A.玉壶对陈列台面的压力是由于台面发生形变而产生的 B.陈列台面对玉壶的支持力是由于台面发生形变而产生的 C.由于玉壶本身就有重力，所以玉壶的重力没有施力物体 D.由于玉壶质地坚固，所以玉壶不可能发生形变 解析：B　玉壶对陈列台面的压力是由玉壶发生形变而产生的，故A错误；陈列台面对玉壶的支持力是由于台面发生形变而产生的，故B正确；重力的施力物体是地球，所以玉壶的重力施力物体是地球，故C错误；一切物体受力都要发生形变，玉壶质地坚固，产生形变微小，故D错误。 10.〔多选〕两个光滑的木板固定为如图所示的结构，其中下面的木板水平，小球A放于其中，且与两木板都接触，则（　　） A.两个木板对A都有弹力作用 B.只有下面的木板对A有弹力作用 C.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后，A球受两木板的弹力作用 D.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后，A球仅受左边木板的弹力作用 解析：BC　判断上板对A球有无弹力采取假设法，假设撤去上面的木板，则A球仍会保持静止不动，其运动状态不改变，故上面的木板对A球没有弹力的作用，同理，假设撤去下面的板，则A球会掉下去，运动状态改变，所以下面的木板对A球有弹力的作用，故A错误，B正确；将图中结构整体逆时针旋转一小角度后，采用假设法，两个木板撤去任何一个，A球的运动状态都会发生变化，即两木板对A球都有弹力的作用，故C正确，D错误。 11.（2025·浙江杭州高一期中）如图所示，轻轻下压“平衡鹰”尾部A处或翅膀B处，在晃动几次后依然能静止在支架上。关于“平衡鹰”重心的位置最有可能的是（　　） A.鹰的腹部中心 B.鹰的尾部中心 C.鹰嘴的正下方 D.鹰嘴的正上方 解析：C　重心是物体所受重力的等效作用点，可能在物体上，也可能在物体外，轻轻下压“平衡鹰”尾部A处或翅膀B处，在晃动几次后依然能静止在支架上，则说明“平衡鹰”重心的位置最有可能在鹰嘴的正下方。故选C。 12.如图所示，一人通过细绳用大小为50 N的力F沿与水平方向成30°角斜向上拉物块，试画出拉力F的图示和物块重力G的示意图，并指出受力物体与施力物体。 答案：见解析 解析：细绳拉物块，受力物体是物块，施力物体是细绳。画力的图示时，先选好标度，用点A代表 力的作用点，从作用点开始沿力的方向画一条线段，最后标上箭头指明拉力的方向，即得力F的图示。从物块的中心作一条竖直向下的线段， 标上箭头，即得重力G的示意图，如图所示。物块重力的施力物体是地球，受力物体是物块。 13.如图所示，AB为质量均匀分布的细杆，用细线OA吊在天花板上的O点，细杆的B端与水平地面相接触，杆倾斜且静止不动，以下说法正确的是（　　） A.细线对杆的拉力方向竖直向上 B.地面对杆的支持力方向由B向A C.地面对杆的支持力方向竖直向上 D.地面对杆的支持力方向沿BO向上 解析：C　细线对杆的拉力方向沿AO方向，由A指向O点，A错误；地面对杆的支持力方向竖直向上，B、D错误，C正确。 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $