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

该高中物理课件聚焦“相互作用——力”主题，系统涵盖力的定义、重力、弹力及力的图示等核心知识点。从力的相互作用出发，通过施力与受力物体关系、力的三要素搭建基础，逐步深入重力的大小（G=mg）、方向（竖直向下）、重心，再过渡到弹力的形变分类、产生条件及胡克定律，形成递进式学习支架。 其亮点在于融合实验数据（如弹簧弹力与形变量关系表格）和示意图（施力受力物体、弹簧形变图示），通过“坚硬物体是否形变”等问题引导及假设法判断弹力有无，培养科学思维与科学探究能力。结构化总结（如弹力方向分类）助力学生构建物理观念，教师可直接利用实例提升教学效率。

用手按压墨水瓶，气管中的墨水液面位置发生明显变化，这表明墨水瓶的容积发生了变化，可见墨水瓶的外壁有微小形变。然后将墨水瓶转过90度重复实验。结果同样表明，墨水屏的外壁有微小形变。 通过平面镜观察桌面的微小形变。实验器材，电源激光器、两个平面镜、刻度尺。在一张大桌子上放置两个平面镜，让一束光依次被两个平面镜反射，最后射到墙上的刻度尺上，形成一个光点。用手按压两平面镜面间的桌面，观察刻度尺上光点的位置变化，可以发现光点有明显的移动。这是因为桌面被手用力按压时会发生微小形变。桌面发生微小形变时，使两平面镜发生倾斜，虽然入射光线方向不变，但改变了镜面与入射光线间的夹角。光经过二次反射后，光点明显移动，手按压桌面的微小形变被放大了。 第三章 相互作用——力 01 重力与弹力 一、力——物体间的相互作用 定义： 物体间的相互作用，力的作用是相互的。 力用字母F表示，单位是牛顿，简称牛，用字母N表示。 测量工具——弹簧测力计 一、力——物体间的相互作用 力不能脱离物体而存在，有力必须有施力物体和受力物体。 施力物体：力的发出者。 受力物体：力的承受者。 书本对桌子有一个压力的同时，桌子对书本有一个支持力。 施力物体 受力物体 受力物体 施力物体 力的作用是相互的 一、力——物体间的相互作用 影响力的作用效果 力是矢量 运动状态用速度描述 力的作用效果 ├── 改变物体的运动状态 └── 使物体发生形变 力的三要素 ├── 大小 ├── 方向 └── 作用点 一、力——物体间的相互作用 力的示意图 用一个带箭头的线段表示力，线段长度大致表示力的大小，箭头方向表示力的方向，线段起点表示力的作用点。 例：某人对水平地面的小车有一个右上方，与水平方向成30度角，大小为300N的拉力。 二、重力 由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。 施力物体：地球。 受力物体：地球上的物体。 注意：重力不是万有引力。 大小： 或 近似计算时可取： m/s2与N/kg这两个单位是相同的，1N/kg=1m/s2 二、重力 方向： 竖直向下 G=10N 水平面 与水平面垂直 注意： 1、不是垂直向下； 2、没有指向地心。 铅垂线的方向就是竖直向下 二、重力 作用点： 重心 物体上任何一个点都受到重力，为了描述重力，等效与所有力都集中到一个点上，这个点叫重心。 质量分布均匀，形状规则的物体，重心在几何中心。 圆心或球心 对角线交点 柱心 空间对角线交点 二、重力 质量分布不均匀或形状不规则的物体，可以通过悬挂法找中心心。 原理：任何方向的悬线一定经过重心。 二、重力 锤子为什么不会掉下去？ 二、重力 重力 ├── 施力物体：地球 ├── 受力物体：地球上的物体 └── 三要素 ├── 大小：G=mg │ ├── g=9.8N/kg 或 g=9.8m/s² │ └── 近似计算可取 g=10m/s² ├── 方向：竖直向下 │ ├── 不是垂直向下 │ └── 不是指向地心 └── 作用点：等效于物体上所有重力都集中到重心上 三、弹力 形变——物体受到外力的作用形状或体积的变化叫做形变。 弹力的产生 三、弹力 弹性限度： 如果形变过大，超过一定的限度，外力撤去后不能够恢复原状，这个限度叫弹性限度。 形变 ├── 弹性形变：外力在撤去后能够恢复原状 └── 塑性形变：外力在撤去后不能够恢复原状 三、弹力 思考 坚硬的物体能发生形变吗？ 结论：坚硬的物体受到挤压会发生微小形变 三、弹力 结论：坚硬的物体受到挤压会发生微小形变 三、弹力 A物体受到B物体的“压迫”发生弹性形变，由于A物体要反抗B物体的压迫，要恢复原来的形状，在反抗的过程中，A物体就会对“压迫”它的B物体产生弹力的作用。 A发生形变，A是施力物体，B是受力物体 弹力产生的条件： 1、直接接触； 2、相互“压迫”，产生弹性形变。 活塞“压迫”弹簧使弹簧发生弹性形变，弹簧要反抗活塞的“压迫”恢复原来的形状，弹簧在反抗的过程中，对活塞产生弹力。 弹簧发生弹性形变，弹簧是施力物体，活塞是受力物体 三、弹力 物体受到其它物体外力挤压、拉伸 发生弹性形变 恢复原来的形状 对挤压、拉伸它的物体产生弹力 三、弹力 几种常见的弹力——压力、支持力、拉力 压力 例：杯子发生弹性形变对桌子产生压力 FN 支持力 例：桌子发生弹性形变对杯子产生支持力 FN T 例：绳子发生弹性形变对吊灯产生拉力 压力、支持力、拉力，推力……，等等在性质上都是弹力 拉力 三、弹力 弹力的方向 与施力物体形变方向相反（与恢复形变的方向相同），指向受力物体。 1、压力或支持力方向，与接触面或者接触点的切线方向垂直，指向受力物体 FN FN1 FN2 FN 2、绳子的拉力（张力）方向，与绳子在同一条直线上，沿着绳子收缩的方向。 三、弹力 T1 T2 T1 T2 FN1 FN2 3、弹簧的弹力方向，与弹簧在同一条直线上，与弹簧形变方向相反。 三、弹力 F F 4、杆的弹力不一定沿杆，要根据力的平衡（二力平衡）来判断。 三、弹力 G F 重力与弹力无法平衡 G F 重力与弹力可以平衡 三、弹力 弹力的大小 试验次数 1 2 3 4 钩码个数 1 2 3 4 弹簧弹力F/N 0.98 1.96 2.94 3.92 弹簧长度L/cm 4.0 4.5 5.0 5.5 弹簧伸长量x/cm 0.5 1.0 1.5 2.0 弹簧原长L0=3.5cm x/cm F/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 1.0 2.0 3.0 4.0 胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧的形变量（伸长量或压缩量）成正比，即： 三、弹力 弹簧的弹力 弹簧的形变量 弹簧的劲度系数 式中k称为弹簧的劲度系数，表示弹簧的软硬程度 单位是牛顿每米或牛顿每厘米，符号是N/m或N/cm x F 斜率表示劲度系数k 注意：在弹性限度内，胡克定律才成立 对形变量x的理解 三、弹力 弹簧的形变量 弹簧的总长度 弹簧的原长 弹簧原长 弹簧被压缩 x x 弹簧被拉伸 l l0 l 三、弹力 斜率表示劲度系数k 若l为弹簧的总长度 弹簧被压缩 弹簧被拉伸 弹簧的原长 弹簧被压缩和被拉伸时弹力方向相反 斜率表示劲度系数k 弹簧被拉伸 弹簧被压缩 弹簧的原长 F只表示弹簧的大小，没有带入方向 F l l0 F l l0 三、弹力 弹力有无的判断 A B 球A与球B之间有没有弹力？ A 拿走球B后球A会不会动？ B 拿走球A后球B会不会动？ 不管拿走哪一个球，另一个球都不会动，说明两个球之间没有弹力。 三、弹力 A B 假设球A与球B之间有弹力 对球A受力分析 A B GA FN1 A B GB FN3 FN2 对球B受力分析 FN4 球A与球B受力都无法平衡，所以假设不成立，两球之间没有弹力 三、弹力 球与斜面之间有没有弹力？ 球与墙面之间有没有弹力？ 两球之间有没有弹力？ 三、弹力 弹力 ├── 概念 ├── 形变 │ ├── 概念 │ └── 分类 │ ├── 弹性形变 │ └── 塑性形变 ├── 产生条件 │ ├── 接触、挤压、弹性形变 │ └── 有无判断 │ ├── 直接法 │ └── 假设法 ├── 方向 │ ├── 压力、支持力：垂直于接触面或者接触点的切线方向，指向被压或被支持的物体 │ ├── 绳的拉力：沿着绳指向绳收缩的方向 │ ├── 弹簧弹力：沿着弹簧 │ └── 杆的弹力：不一定沿杆 └── 大小：与形变大小有关 └── 胡克定律 ├── 内容 ├── 公式 └── 应用 四、力的图示 力的示意图：用一个带箭头的线段表示力，线段长度大致表示力的大小，箭头方向表示力的方向，线段起点表示力的作用点。 力的图示：用一个带箭头的线段表示力，线段长度准确表示力的大小，箭头方向表示力的方向，线段起点表示力的作用点。 例：某人对水平地面的小车有一个右上方，与水平方向成30度角，大小为300N的拉力，作出力的图示。 100N 四、力的图示 表示力的方法 ├── 力的示意图 │ ├── 线段长度大致表示力的大小 │ ├── 箭头方向表示力的方向 │ └── 线段起点表示作用点 └── 力的图示 ├── 线段长度准确表示力的大小 ├── 箭头方向表示力的方向 └── 线段起点表示作用点 下 课 Lavf57.62.100 Lavf60.16.100 $