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“重力与弹力”核心内容，涵盖重力的定义、方向、大小公式G=mg、重心及弹力的产生条件、弹簧测力计使用。通过“苹果落地”“弓箭形变”等生活情境导入，搭建从生活现象到物理概念的认知支架，衔接前后知识逻辑。 其亮点在于采用“情境-探究-应用”教学逻辑，通过重力与质量关系的实验探究培养科学探究能力，规范例题解析强化科学思维，结合跳板、蹦床等实例渗透科学态度与责任。助力学生构建相互作用观念，教师可高效开展概念教学与能力培养。

3.1 重力与弹力 第三章 相互作用——力 人教版（2019） 主讲老师：[教师姓名] 2026.06 1.7.2013 同学们好！欢迎来到今天的物理课堂。在接下来的时间里，我们将一起探索两种非常常见的力——重力和弹力。大家有没有想过，为什么我们用力向上扔一个球，它最终还是会落回地面？为什么我们拉一把弓，松开手后箭就能射出去？这些现象背后都隐藏着我们今天要学习的物理知识。让我们一起揭开它们神秘的面纱吧！ ‹#› 01 02 03 04 重力与质量的关系 弹力的认知 认识重力 弹簧测力计 学习目标 明确重力的定义，理解重力的方向始终竖直向下，能够解释生活中常见的重力现象，如苹果落地、水往低处流。 掌握重力与质量的关系式 G = mg，理解 g 的物理意义，能够运用公式进行简单的计算，解决实际生活中的相关问题。 了解弹力是物体发生弹性形变时产生的力，明确弹力产生的两个必要条件；同时掌握弹簧测力计的工作原理及规范使用方法。 1.7.2013 这节课我们有四个小目标。学完之后，大家就能解释为什么苹果会落地，也能明白弹簧为什么能伸缩。我们会学习两个新的物理概念——重力和弹力，还会学习一个非常重要的公式和一种新的测量工具。相信我，这节课会非常有趣，而且学完后你们会发现，物理就在我们身边！ ‹#› 思考与讨论 一个熟透的苹果从树上掉了下来，这是我们习以为常的现象。但你是否想过：为什么苹果总是竖直向下掉落，而不是向上飞，或者静止在半空中呢？究竟是什么看不见的力量，在默默“指挥”着它的运动方向？ 1.7.2013 请大家看这张图。一个熟透的苹果，从树上掉了下来。这是一个我们每天都可能见到的现象。但大家有没有想过，为什么苹果总是往下掉，而不是往上飞，或者停在空中呢？是什么力量在“指挥”它？其实，这个神秘的力量，就是我们今天要认识的第一个新朋友——重力。 ‹#› 一、重力产生 1.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力。 2.施力物体：地球是重力的施力物体。 3.关键注意： (1)重力的施力物体始终是地球，受力物体是地表及附近物体。 (2)物体所受的重力大小与方向，与它所处的运动状态无关。 (3)重力是地球吸引力的一个分力，而非吸引力本身（本质区别）。 1.7.2013 没错，让苹果落地的力，就是重力。在物理学里，我们给它一个非常严谨的定义：由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力。简单来说，就是地球在“拉”着我们，也“拉”着地球上的万事万物。我们每个人都受到重力的作用，所以我们才能稳稳地站在地面上。重力的施力物体是地球。 ‹#› 三、重力的方向 1.方向：竖直向下 2.注意要点 (1)表述辨析：竖直向下≠垂直向下 (2)空间指向：并非始终指向地心，仅在地球两极和赤道处的重力方向才严格指向地心。 1.7.2013 我们知道了什么是重力，那它的方向是怎样的呢？是斜着的？还是水平的？都不是！大家看这个工具，它叫铅垂线，建筑工人盖房子的时候经常用它来保证墙壁是垂直的。无论把它放在哪里，这根线的方向始终是指向地心的，我们把这个方向叫做“竖直向下”。所以，重力的方向永远是竖直向下的。记住，是“竖直”，不是“垂直”哦！ ‹#› 四、重心 1. 定义：一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点，这一点就叫做物体的重心。 2. 重心的位置： 对于形状规则、质量分布均匀的物体，其重心的位置在它的几何中心上。例如：正方形薄板的重心在两条对角线的交点，球体的重心在球心，粗细均匀的直棒的重心在其中点。 1.7.2013 一个物体，比如一本书，它的每一页纸都受到重力。但为了方便研究，我们可以想象把这本书所有部分受到的重力，都集中到一个点上。这个想象出来的点，就是物体的“重心”。对于形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心就在它的几何中心，比如正方形的中心，球体的球心。 ‹#› 观察与思考 探究：重力的大小跟什么因素有关？ 我们用弹簧测力计分别挂起质量不同的钩码，观察测力计的读数变化，以此来探究物体所受的重力跟它的质量之间存在的定量关系，这是理解重力特性的关键实验环节。 1.7.2013 我们知道了重力的方向，那它的大小跟什么有关系呢？大家猜一猜，是跟物体的体积有关？还是跟颜色有关？或者跟质量有关？让我们通过一个简单的实验来验证一下。我们用弹簧测力计分别挂起质量不同的钩码，看看测力计的读数有什么变化。 ‹#› 实验结论：重力与质量的关系 在实验探究过程中，我们通过对不同质量的钩码进行重力测量发现：钩码的质量越大，弹簧测力计的示数（即钩码受到的重力）就越大。当质量增大到原来的2倍时，其受到的重力也大约增大到原来的2倍，二者呈现出明显的线性关联。 这一现象揭示了力学中一个核心的物理规律，也是我们对重力本质认识的重要结论： 物体所受的重力跟它的质量成正比。 这意味着质量是产生重力的“因”，重力是质量在引力场中表现出的“果”，质量的变化会直接导致重力发生同比例的变化。 1.7.2013 通过实验我们发现，钩码的质量越大，弹簧测力计的示数，也就是它受到的重力就越大。而且，质量增大到原来的2倍，重力也大约增大到原来的2倍。所以我们得出一个重要的结论：物体所受的重力跟它的质量成正比。也就是说，质量是“因”，重力是“果”，质量越大，重力就越大。 ‹#› 二、重力大小 核心公式：物体所受重力与质量成正比，表达式为G = mg 物理量与单位解析：G 代表重力，国际单位是牛顿，符号为 N；m 代表质量，国际单位是千克，符号为 kg。二者通过比例系数 g 建立定量联系。 比例系数 g 的物理意义：g 表示重力与质量的比值，其数值约为 9.8 N/kg，物理含义是质量为 1 千克的物体受到的重力为 9.8 牛顿。在工程计算或粗略估算的场景中，为了简化运算，通常可取 g = 10 N/kg 进行计算。 1.7.2013 这个正比关系，我们可以用一个非常重要的公式来表示，就是 G = mg。大家一定要牢牢记住它！G 代表重力，单位是牛顿，符号是N。m 代表质量，单位是千克，符号是kg。g 是一个常数，读作“ji”，它表示质量为1千克的物体受到的重力是9.8牛。在粗略计算时，我们也可以取g等于10N/kg。 ‹#› 课堂练习 例题1：一个质量为0.5kg的苹果，它受到的重力是多少牛？（g取9.8N/kg） 【解题思路】：重力的计算公式为 G = mg，其中m为物体质量，g为重力加速度。将已知数值代入公式即可求解。 解：根据重力计算公式 G = mg，将 m = 0.5kg，g = 9.8N/kg 代入得： G = 0.5kg × 9.8N/kg = 4.9N 答：这个苹果受到的重力是4.9牛。 4.9 N 1.7.2013 我们来看一道例题，看看这个公式怎么用。题目告诉我们苹果的质量是0.5千克，让我们求它受到的重力。第一步，写出公式 G = mg。第二步，把数字带进去，m是0.5kg，g是9.8N/kg。第三步，计算结果，0.5乘以9.8等于4.9，单位是牛。最后别忘了写答。是不是很简单？ ‹#› 课堂练习 例题2：已知一个物体在地球上受到的重力是49N，求它的质量是多少千克？（g取9.8N/kg） 【解题思路】根据重力计算公式 G = mg 进行变形，得到质量计算公式 m = G / g，再代入数值计算。 【规范解答】 由 G = mg 变形可得：m = G / g 代入数据：m = 49N / 9.8N/kg = 5kg 答：这个物体的质量是5千克。 02 1.7.2013 这道题反过来了，告诉我们重力，让我们求质量。怎么办呢？我们只需要把公式 G = mg 变一下形，得到 m = G / g。然后把数字代进去，G是49N，g是9.8N/kg。49除以9.8，等于5，单位是千克。看，只要掌握了公式，正过来算、反过来算都没问题。 ‹#› 思考与讨论 拉开的弓箭、被压缩的弹簧、被压弯的撑杆。 大家仔细观察这些生活中的常见现象，这些物体在受力后都发生了什么样的形态变化？当外力撤去后它们又会如何？这些现象背后隐藏着什么共同的物理特点呢？ 1.7.2013 好了，关于重力我们先学到这里。接下来，我们来看第二组图片。拉开的弓箭、被压缩的弹簧、被压弯的撑杆。大家仔细观察，这些物体都发生了什么变化？它们又有什么共同的特点呢？ ‹#› 一、什么是弹力 1.形变：物体形状或体积发生的改变，在物理学中叫做形变。 2.弹性形变：物体受力发生形变，撤去外力后能恢复原状的形变。 3.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：物体间直接接触，且发生弹性形变。 (3)方向特点：弹力的方向总是指向物体恢复原状的方向。 1.7.2013 大家说得很好，这些物体都“变形”了！在物理学中，我们把物体形状或体积的改变叫做“形变”。而像弹簧、弓箭这样，在外力撤去后能够恢复原来形状的形变，叫做“弹性形变”。物体正是因为发生了这种弹性形变，才产生了一个要恢复原来形状的力，这个力就是“弹力”。弹力的方向总是指向物体恢复原状的方向。 ‹#› 思考与讨论 弹力是怎样产生的？是不是任意两个物体接触就会产生弹力？ 01.物体间必须相互接触 02.接触的物体必须发生弹性形变 结论：只有同时满足“相互接触”和“发生弹性形变”这两个条件，才会产生弹力，二者缺一不可。 1.7.2013 那么，是不是随便两个东西放在一起就有弹力呢？当然不是。产生弹力需要两个条件，缺一不可。第一，两个物体必须相互接触，就像你的手要碰到弹簧，弹簧才会被压缩。第二，必须发生弹性形变。如果只是轻轻碰一下，没有形变，也是没有弹力的。 ‹#› 生活中的弹力 弹力在生活中随处可见：跳水运动员压弯的跳板会产生向上的弹力，将运动员推向空中完成优美动作；篮球撞击地面时，地面发生微小形变，给予篮球向上的弹力使其反弹；而我们熟悉的蹦床，更是充分利用弹力原理，通过弹性网面的形变产生往复的弹力，带来趣味的运动体验。 1.7.2013 弹力在我们的生活中无处不在。跳水运动员压弯的跳板，对运动员产生了向上的弹力，把他弹向空中。篮球砸在地上，地面发生了微小的形变，给了篮球一个向上的弹力，使它弹起来。还有我们玩的蹦床，也是利用了弹力的原理。 ‹#› 知识拓展：弹性限度 物体的弹性形变并非无限，而是存在临界范围 核心定义：如果物体的形变过大，超过了一定的临界限度，即使撤去外力，物体也无法完全恢复到原来的形状，这个不可逾越的限度就被称为“弹性限度”。 生活实例：就像我们用力拉扯弹簧，如果拉力过大，弹簧被拉得过长，松开后它就再也无法缩回原本的长度，这就是因为拉力突破了弹簧的弹性限度，使其发生了塑性形变。 在生产和生活中，弹性限度是一个重要的物理指标。例如汽车的减震弹簧、桥梁的结构部件，在设计时都必须严格考虑材料的弹性限度，确保其在承受外力时始终处于弹性形变范围内，避免因发生塑性形变而导致损坏或事故。 1.7.2013 大家思考一下，如果我们用力过猛，把一根弹簧拉得太长，会发生什么？它可能就再也缩不回去了，对不对？这说明，物体的弹性形变是有一定范围的。如果超过了这个范围，它就失去了弹性。这个范围，我们就称之为“弹性限度”。所以，使用弹簧等物品时，可不能太暴力哦！ ‹#› 如何测量力的大小？——弹簧测力计 01.核心原理：在弹性限度内，弹簧所发生的弹性形变程度（伸长量）与它所受到的拉力大小成正比关系。 02.通俗解释：弹簧受到的外界拉力越大，它被拉伸的长度就越长；反之拉力越小，伸长量越小。且在弹性范围内，两者的变化呈现严格的正比例规律。 03.实际应用：这一规律是弹簧测力计的设计核心。通过标定弹簧伸长量对应的拉力值，我们就能直观地从刻度盘上读取力的大小，它是物理实验和工程测量中最常用的测力工具之一，广泛应用于各种需要精准测力的场景。 1.7.2013 我们已经知道了什么是弹力，那我们怎么测量一个力的大小呢？这里就要请出我们今天的另一位主角——弹簧测力计。它的工作原理是什么呢？就是我们刚刚学的：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，它伸得就越长，而且伸长的长度和拉力的大小是成正比的。 ‹#› 认识弹簧测力计 弹簧测力计是物理学中测量力的大小的核心工具，其工作原理是：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长，且伸长量与所受拉力成正比。 关键构造与作用： 弹簧作为核心传感部件，受力发生弹性形变；指针随弹簧伸长同步移动，在标有牛顿（N）单位的刻度盘上指示出具体的力的数值。 提环与挂钩： 提环用于手持固定测力计，挂钩用于悬挂被测物体，是力的输入端口；二者配合实现力的传递，让弹簧精准感知受力大小。 1.7.2013 我们来认识一下弹簧测力计的各个部分。最上面是提环，用来提着它。中间是核心部件——弹簧。前面有一个指针，指针指向的刻度就代表力的大小。刻度盘上标有数字和单位，单位是牛顿（N）。最下面是挂钩，用来挂被测的物体。 ‹#› 如何正确使用弹簧测力计？(一) 01.使用前关键：先“看” 首先看清量程：量程是测力计能测量的最大力。若被测力超出量程，弹簧会被永久拉坏，不仅损坏仪器，还会导致测量失效。 其次看清分度值：分度值是相邻两刻度线代表的力的大小。例如量程0-5N的测力计，若每大格1N、分5小格，其分度值就是0.2N，明确它才能精准读取力的数值。 最后观察零刻度：使用前务必检查指针是否指在零刻度线上。若指针偏移，需先进行调零操作，保证测量的起点准确，消除系统误差对结果的影响。 1.7.2013 使用任何测量工具前，都要先“看”清楚。看什么呢？首先看量程，也就是它的测量范围。如果被测的力超过了它的量程，弹簧可能就被拉坏了。其次要看分度值，也就是每一小格代表多少牛。比如这个测力计，量程是0到5N，分度值是0.2N。 ‹#› 如何正确使用弹簧测力计？(二) 核心步骤：调零校准与规范测量 02. 调：精准调零是前提 使用前务必检查指针是否指在零刻度线上，若指针偏移零刻度，需旋转调零旋钮进行校准，确保测量的起点基准准确，消除系统误差。 03. 测：规范操作保准确 测量时要使弹簧的伸长方向与受力方向保持一致，同时避免弹簧、指针与外壳发生摩擦，防止额外阻力影响读数，保证测量结果的真实性与可靠性。 1.7.2013 看完之后，第二步是“调”。检查一下指针是不是正好指在“0”的位置。如果不是，需要调节一下，让它对准零刻度线，这个过程叫“调零”。第三步才是“测”。测量的时候，要让弹簧沿着力的方向伸长，尽量避免让指针和外壳产生摩擦，否则会影响测量结果的准确性。 ‹#› 课堂小结 重力与弹力 大小 重力 方向 弹力 测量工具 工具：弹簧测力计（原理：胡克定律F=kx） G = mg(g=9.8N/kg) 总是竖直向下（垂直水平面） 定义 由于地球的吸引而使物体受到的力 产生 核心 1.物体间相互接触；2.发生弹性形变 发生弹性形变的物体对接触物施力 1.7.2013 好了，同学们，我们来快速回顾一下今天学的主要内容。我们学习了两种力：重力和弹力。关于重力，我们要记住它的定义、竖直向下的方向，以及最重要的计算公式G=mg。关于弹力，我们要理解它是由弹性形变产生的，并且知道使用弹簧测力计的正确方法。这些知识点都非常重要，大家一定要记牢。 ‹#› 课堂练习 1．下列物体中，物重最接近1N的是（ ） A．一头牛 B．一个中学生 C．两个鸡蛋 D．一枚大头针 C 1.7.2013 现在是检验大家学习成果的时候了！请看第一题，选择题。题目问哪个物体的重量最接近1牛。大家可以估算一下，根据G=mg，1N的力大约对应质量是0.1千克，也就是100克的物体。一头牛、一个中学生太重了，大头针又太轻了。所以，正确答案应该是两个鸡蛋。你选对了吗？ ‹#› 课堂练习 2．踢出去的足球，在空中飞行时，受到哪些力的作用？（不计空气阻力） A．脚的踢力和重力 B．只有重力 C．重力和空气的浮力 D．不受任何力 B 1.7.2013 第二题，还是选择题。一个被踢出去的足球，在空中飞的时候，还受不受脚的力呢？大家想一想，脚已经和球分开了，没有接触，所以脚的踢力就不存在了。题目说不计空气阻力，那么在空中飞行的足球，只受到地球给它的重力。所以正确答案是B。 ‹#› 课堂练习 3. 一个质量为2kg的物体，放在水平地面上，它受到的重力是多少牛？它对地面的压力是多少牛？（g取10N/kg） 【解题思路】 物体所受重力可直接利用公式 G = mg 计算；在水平地面上，物体对地面的压力大小等于其自身重力的大小。 【规范解答】 解：根据重力计算公式 G = mg，代入数据 m = 2kg，g = 10N/kg，可得： G = 2kg × 10N/kg = 20N 由于物体静止在水平地面上，水平地面受到的压力与物体的重力是一对相互作用力，故压力 F = G = 20N。 答：该物体受到的重力是20N，对地面的压力是20N。 G=20N F=20N 1.7.2013 最后一道计算题。一个质量为2千克的物体，求它的重力和对地面的压力。首先，求重力，直接套用公式G=mg，m是2kg，g取10N/kg，所以G等于20N。那么它对地面的压力是多少呢？在水平地面上，物体对地面的压力大小就等于它自身的重力大小，所以压力也是20N。 ‹#› THANKS THANKS 感谢观看 物理源于生活，让我们一起用发现的眼睛，探索更多有趣的物理现象吧！课后请完成练习册相关习题，巩固今天所学的重力与弹力知识，感受物理世界的奇妙。 1.7.2013 今天的课就到这里。希望通过今天的学习，大家不仅掌握了重力和弹力的知识，更能感受到物理与我们生活的紧密联系。课后请大家完成练习册上的相关习题，巩固今天所学。同学们，下课！ ‹#› $