3.1 重力与弹力 课件-2026-207学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件围绕“重力与弹力”展开，系统讲解力的定义、性质、作用效果及三要素，通过回顾运动状态变化和物体形状改变引出力的作用，构建从已知到未知的知识支架，衔接重力的产生、大小、方向、重心及弹力的形变分类、产生条件等核心内容。 其亮点在于结合生活实例（如歼20受力、足球弹力）和科学方法（假设法判断弹力、等效思想分析重心），培养学生物理观念和科学思维，课堂总结清晰梳理知识脉络，练习题强化应用能力，助力学生构建知识体系，也为教师提供高效教学支持。

将弹簧挂在竖直的玻璃板上，记下弹簧指针的初始位置。挂一个。钩码。记下指针的位置。依次挂上两个、三个、四个钩码，再分别记下各自指针的位置。用刻度尺分别量出弹簧每次实验与自然伸长相比的伸长量，记录数据。由本实验可知，在弹簧的弹性范围内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。 3.1重力与弹力 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 新课导入 回顾： 1.物体的运动状态用速度来描述 2.一个物体的速度变化了，就说这个物体的运动状态发生了变化。 ①速度的大小发生变化 ②速度的方向发生变化 ③速度的大小和方向都发生变化 运动状态 的变化 三种情形 运动状态为什么会改变? 因为有其它物体对它作用“力” 物理雾里悟理 物体形状为什么会改变? 因为有其它物体对它作用“力” 物理雾里悟理 一、力 1、定义：力是物体与物体之间的相互作用 2、力的性质 ⑴物质性：力是物体间的相互作用。有力必定有施力物体和受力物体。 ⑵相互性：物体间力的作用是相互的。A对B作用的同时B也对A也有作用，一个物体是受力物体的同时也是施力物体 ⑶力的矢量性：力不仅有大小，而且有方向，是矢量 3、力的作用效果： ①力可以改变物体的运动状态 ②力可以使物体发生形变 力的三要素：力的大小、方向和作用点 4、影响力的作用效果的因素： 5、力大小的测量工具： 力的大小可用测力计(弹簧秤)测量 在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N 如何去完整表示一个力? 物理雾里悟理 如何表示力？ 6、力的图示： 作图步骤： 1、选定合适的标度； 3、画上箭头（表示力的方向） 7、力的示意图： 只画出力的作用点和方向 用一条有向线段来表示力的三要素 15N F=30N F=30N 线段的长度—大小 箭头的方向—方向 起点(终点)—作用点 2、从作用点开始沿力 的方向画一线段，线段的长度由力的大小和所选标度确定。 物理雾里悟理 1、从力的性质来分 重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等 2、从力的效果来分 拉力、压力、支持力、动力、阻力等 说明： 性质不同的力，效果可以相同； 不同效果的力也可以是同一种性质的力; 同一性质的力也可以产生不同的效果。 力的分类 一重二弹三摩擦四场 思考: 不同性质的力产生的效果可以相同吗？ 物理雾里悟理 1、下列说法正确的是（ ） A、每个力都必有施力物体和受力物体，找不到施力物体或受力物体的力是不存在的 B、网球运动员用力击球，网球受力后飞出，网球的施力物体是人 C、两个力都是5N，那么这两个力一定相同 D、施力物体也是受力物体，受力物体同时也是施力物体 A、D 你能行！！ 物理雾里悟理 2：下列说法正确的是： A、子弹从枪口射出，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用。 B、甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有作用，乙对甲没有力的作用 C、只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受力不会施力。 D、任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体。 D 你能行！！ 物理雾里悟理 物体为什么总是落向地面? 为什么熟了的苹果总是落向地面? 物理雾里悟理 产生原因：由于地球的吸引 大小： G=mg (影响g的因素:纬度与高度) 方向：竖直向下（即垂直于水平面向下） 作用点(重心) 重心：重力的等效作用点 （1）影响重心位置的因素： 质量分布、形状； （2）重心位置的确定： 形状规则的质量均匀物体：几何中心 薄板型物体： 悬挂法 重力 二、重力 物理雾里悟理 重力的方向 重力的方向总是竖直向下的（垂直于水平面） 竖直向下 竖直向下 （垂直水平面） 注意：竖直向下≠垂直向下 物理雾里悟理 G1 G2 G3 Gi Gi+1 Gn G 重心 等效思想 物理雾里悟理 重心不一定在物体上 重心一定在物体上？？ 悬挂法确定薄板重心 物理雾里悟理 哪种方式可以跳得更高？？ 为何需要平衡杆？ 物理雾里悟理 自然和自然的法则在黑夜中隐藏；上帝说，让牛顿去吧！于是一切都被照亮。 ——蒲柏 牛顿 Isaac Newton （1643-1727） 物理雾里悟理 3、关于重力，下列说法正确的是( ) A. 重力就是地球对物体的吸引力，重力的方向总 是和支持重物的支持面垂直的 B. 重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出 C. 质量大的物体所受重力可能比质量小的物体所受重力小 D. 物体对悬绳的拉力或对支承面的压力的大小可以不等于重力 C D 你能行！！ 物理雾里悟理 4.关于物体所受的重力，以下说法中正确的是　　 A、物体只有在地面静止时才受到重力作用 B、物体在自由下落时所受的重力小于物体在静止时所受到的重力 C、物体在向上抛出时受到的重力大于物体在静止时所受到的重力 D、同一物体在同一地点，不论其运动状态如何，它所受到的重力都是一样大 D 你能行！！ 物理雾里悟理 5.歼20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼击机，如图所示．它以具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊．关于歼20战机的受力，下列说法正确的是( ) A. 战机受到的重力指向地心 B. 战机受重力的同时，它也 对地球产生引力 C. 战机向前运动的推力无施 力物体 D. 战机匀速飞行，它不受重 力作用 B 你能行！！ 物理雾里悟理 6 .一杯子装满水，杯子的底部有一个小孔，在水从小孔不断流出的过程中，杯连同杯中水的共同重心将 A、一直下降 B、一直上升 C、先升后降 D、先降后升 D 你能行！！ 物理雾里悟理 A B C D A B C D 7.把一个边长为 L 的正方形薄板绕C 点缓慢转动 45°，则物体的重心位置升高了多少？ 你能行！！ 物理雾里悟理 三、四种基本相互作用 1、万有引力： 存在于一切物体之间，相互作用的强度随距离的增大而减小。 2、电磁相互作用： 存在于电荷与电荷、磁体与磁体、电流与电流之间，他们本质上是同一种相互作用的不同表现，作用规律与万有引力相似。 3、强相互作用： 存在于原子核内质子与质子、质子与中子、中子与中子之间，它是短程力，作用范围只有约10－15m。 4、弱相互作用： 在放射现象中发现的，也是短程力。强度只有强相互作用的10－12   物理雾里悟理 日常生活中物体发生形变的例子 有何区别？ 四、弹力 物理雾里悟理 形变的分类（恢复角度） 弹性限度 弹性形变：当撤去外力作用后物体能恢复原来的状态的形变. 塑性形变：当撤去外力作用后物体的形变保留而不能复原的. 形变的分类： 1、（完全）弹性形变 2、非（完全）弹性形变 3、（完全）非弹性形变 物理雾里悟理 一、弹性形变 1．形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变的现象． 按能否恢复原状分: 弹性形变,非弹性形变（也称塑性形变） 2．弹性形变：物体在形变后能够恢复原状． 3．弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体 不能完全恢复原来的形状．这个限度叫做弹性限度． 一切物体在力的作用下都会产生形变 有的物体形变较为明显.(如拉伸的弹簧,弯曲的弓箭) 有的物体的形变极其微小—微小形变. (如重物放在桌面上) 两个实验观察微小形变（视频） 形变的分类（可视角度） 物理雾里悟理 发生形变的物体，对使它发生形变的物体有什么作用效果呢？ 思考： 弹簧原长： F F 它为什么会产生这样的效果呢？ 因为它要恢复原状 弹力 四、弹力 物理雾里悟理 1、发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力. 2、弹力产生的条件 （1）物体直接接触 （2）接触处发生形变——一般指弹性形变 弹力有无的判断方法： 利用假设法判断 利用力的作用效果分析 四、弹力 物理雾里悟理 五、几种常见的弹力——1、接触面的弹力 1、通常所说的拉力、压力和支持力都是弹力 那么他们的方向是怎样的呢？ 书 板 F1 F2 压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体 支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体 桌面形变 FN 物体形变 FN 物体受到支持力 桌面受到压力 物理雾里悟理 各种接触面间的弹力方向判断 1、点与平面间弹力方向： 过接触点垂直平面指向受力物体 A B FA FB 2、点与曲面间弹力方向： 与过接触点的切面垂直并指向受力物体 半球形的碗 A B FA FB 3、曲面与平面间弹力方向： 过接触点垂直平面指向受力物体 F 4、曲面与曲面间弹力方向： 与过接触点的公切面垂直并指向受力物体 A B F FB对A 物理雾里悟理 8、足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱．如图所示为三种与足球有关的情景．下列说法正确的是( ) A. 甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力 B. 乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力 C. 丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变 D. 丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变 D 你能行！！ 物理雾里悟理 9、玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是 ( ) A. 桥面受向下的弹力， 是因为桥梁发生了形变 B. 汽车没有发生形变， 所以汽车不受弹力 C. 汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了形变 D. 汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变 C 你能行！！ 物理雾里悟理 物体对绳子的拉力 绳子对物体的拉力 拉力的方向：绳子对物体的拉力总是沿着绳而指向绳子收缩的方向. 绳子的拉力也是弹力 五、几种常见的弹力——2、轻绳的弹力 重点：活结与死结 物理雾里悟理 轻杆的含义： 不计质量、不发生形变的杆 FN FN 五、几种常见的弹力——3、轻杆的弹力 重点：定杆与动杆 物理雾里悟理 在弹性限度内，弹性体的弹力大小和弹性体伸长(或缩短)的长度成正比 ，方向指向弹簧原长的位置 k是劲度系数 单位是 N/m 压缩量或者伸长量 劲度系数在生活中体现为弹簧的“软”、“硬” 胡克定律 五、几种常见的弹力——4、弹簧的弹力 物理雾里悟理 10、某弹簧的劲度系数k＝5×103 N／m，当它伸长2.5 cm时，产生的弹力是_________，在受到100 N的拉力作用时，它要伸长________. 125 N 2cm 如图是某弹簧的弹力F和它的长度x的关系图象，该弹簧的劲度系数是等于 ，该弹簧的原始长度是________m． F1/(x2－x1) x1 你能行！！ 物理雾里悟理 11、某轻质弹簧的劲度系数k=100N/m，两端分别施加F=5N的拉力，如图所示，则弹簧（ ） A. 伸长5.0cm B. 伸长10.0cm C. 压缩5.0cm D. 处于自然长度 A 你能行！！ 物理雾里悟理 12、一根弹簧在弹性限度内,受100N拉力时长度为 25cm ,受300N拉力时长度为 35cm ,求这个弹簧的劲度系数 k 和原长 L0 解得：k = 2000 N/m ; L0 = 20 cm L0 L1= 25cm F1=100N L2=35cm F2=300N 解：如图，由胡克定律得： F1 = K（L1-L0）有： 100 = K(0.25-L0) F2 = K(L2-L0)有： 300 = K(0.35-L0) 你能行！！ 物理雾里悟理 力的表示 力 重力 力的性质：物质性、相互性、矢量性、独立性 力的作用效果：使物体发生形变，改变物体的运动状态 力的三要素：大小、方向、作用点 大小:G=mg 方向：竖直向下 作用点:重心 G 力的图示 力的示意图 15N F=30N 课堂总结 物理雾里悟理 大小 弹力 方向 形变：物体在力的作用下形状或体积的改变 弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。 条件：①直接接触 ②发生弹性形变 胡克定律 F ＝ k x 弹力的大小： 弹性形变越大、弹力越大 判断弹力有无的方法：条件法、假设法、状态法 弹性形变 非弹性形变 方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体。 课堂总结 物理雾里悟理 $用大玻璃瓶演示玻璃微小形变产生弹力。当我们用力挤压后玻璃瓶时，玻璃瓶会发生细小形变，产生弹力。在不同位置挤压玻璃瓶时，插在瓶塞上玻璃管中水柱高度发生变化，水柱上升表明玻璃瓶内部容积减小。水珠下降表明玻璃瓶内部容积增大，说明了玻璃瓶产生弹力时发生了微小形变。 用大玻璃瓶演示玻璃微小形变产生弹力。当我们用力挤压后玻璃瓶时，玻璃瓶会发生细小形变，产生弹力。在不同位置挤压玻璃瓶时，插在瓶塞上玻璃管中水柱高度发生变化，水柱上升表明玻璃瓶内部容积减小。水珠下降表明玻璃瓶内部空气增大，说明了玻璃瓶产生弹力时发生了微小形变。 null实验目的，用放大法演示物体的微小形变。玻璃瓶的微小形变，取一只屏蔽较厚的玻璃瓶，装满红色的墨水，加上橡皮塞瓶塞，中间穿一根较细的空心玻璃管。如果玻璃瓶发生形变，管中液面的高度会发生变化。桌面的微小形变。一束激光照射到放置在桌面上的平面镜，光经过平面镜的两次反射，照射到较远的光屏上。当桌面发生微小形变时，改变了光的入射角与反射角，从而改变光屏上光点的位置来反映桌面的微小形变。 Good, go on the same rest of year. 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Donation in two minutes. thirty seconds . mark have blown less than a minute. 事实上，不仅是细木棍、竹竿、弹簧等能发生形变，任何物体都能发生形变。不过是有的形变比较明显，可以直接看出来。有的形变发生在瞬间，不易观察。有的形变极其微小，要用仪器才能显示出来。桥皮球落地顺时间有形变发生。打网球时，网球和球拍也有形变，发生在刹那间，只不过不容易观察到罢了。至于微小形变的显示，则可以用这套装置了让一束光依次被两个平面镜反射，最后射到一个刻度尺上形成一个光点。用手按压桌面看光点在刻度尺上有明显的移动，这是因为桌面被手用力压迫会发生微小形变，使桌面上两镜面倾斜，入射光线方向不变，镜面与入射光夹角变化，会使入射角变化。而两个平面镜间距又很大，光经过二次反射后，光点明显移动，手压着的桌面的微小形变就被放大出来了。此外，用这个简单的实验也可以显示微小形变。将玻璃瓶里装满水，沿玻璃瓶短轴方向按压屏蔽，我们发现细管中水柱上升，松手后则水面降回原处。如果按长轴方向按压屏蔽，玻璃管中水柱则下降，松手则水面升回原处，这是由于按压时手和玻璃瓶发生的微小形变。沿短轴方向按压，瓶截面更扁，瓶内容积变小，细管水柱会上升。而沿长轴方向压屏蔽时平截面变圆，平面容积变大，吸管水柱则下降了，松手玻璃瓶不受压力，水面复原。 用细绳将薄板一端悬挂起来，稳定后，沿细绳的方向在薄板上画一条直线。将薄板另一端悬挂起来。稳定后，沿细绳的方向在薄板上再画一条直线。将两直线的交点描出极为饱满的重心位置。用同样的方法可求出其他形状薄板的中心位置。 从而把木板推开，弯曲了的竹竿对撑着他跳起的运动员产生了力的作用，使运动员能越过远远高于他身高的横杆。被拉开的弓弦对于紧扣在弦上的箭产生了力的作用，使箭能飞快射出。物体在力的作用下，形状或体积发生改变，叫做形变。有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。不用。 跳水运动员跳水时向下压跳板，跳板弯曲发生形变，向上弹起。运动员。跳高运动员压下撑杆，撑杆发生形变，弯曲向上抬起，使运动员跳过横杆。小球压弹簧，弹簧形变会反弹。小球。这种物体发生形变而产生的力叫弹力。弹簧受力会形变，不受力则又恢复到原来的形状物体，这种特性叫弹性。有的物体变形后不能恢复原来的形状，这种特性叫塑性。弹性是有一定限度的，超过了限度，弹簧不能完全复原了。在限度之内，弹簧受力越大，伸长就越长，弹簧测力计就是根据这个道理制作的。瞧，这个测力计的主要部件就是弹簧，使用测力计时，不要忘了它的弹性限度，也不要忘了调0。这是握力计，是根据挤压弹簧片，看弹簧片的形变程度来测力的。也可以看出来，比如给厚玻璃瓶灌满水，细玻璃管通过密封的橡皮塞插入水中挤压玻璃瓶，可以看到细玻璃管中水面上升，这是玻璃瓶被压变扁，容积变小的结果。 探索弹力和弹簧伸长的关系。实验目的1用实验的方法探索弹力和弹簧的生产关系。2、学习用图像法处理实验数据，推演两个量之间的关系式。实验原理，F弹等于G钩码delta x等于X2减X1平衡时，弹簧产生弹力和外力大小相等。用刻度尺量出弹簧伸长的长度，利用图线法研究弹簧的弹力F与伸长的长度delta x之间的定量关系。实验器材，铁架台、刻度尺、弹簧钩码、坐标尺。铁夹固定在铁架台上，弹簧上端挂在铁架上，直尺竖直固定在铁架台上，记下弹簧下端的指针所指到刻度尺的刻度值，读数为18.10厘米。每次增加一个钩码，记下弹簧指针所指位置，即钩码总重力钩码重0.49牛指针指到19.90厘米。钩码重0.98牛，指针指到21.80厘米。钩码重1.47牛，指针指到23.60厘米。钩码重1.96牛，指针指到25.40厘米。将所测量出的数据填入表格中，以弹簧伸长的长度X为横坐标，弹簧的弹力F为纵坐标，建立直角坐标系。根据所测数据，在坐标纸上描点，按照各点的分布与走向尝试作出一条平滑的曲线，包括直线所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。以弹簧的伸长为自变量，写出曲线所代表的函数。首先尝试一次函数，如果不行，则考虑二次函数。一弹簧的弹力，F的大小跟弹簧伸长的长度。X的函数关系式是F弹等于K德耳塔X2K表示弹簧伸长单位长度，弹簧的弹力。