3.1 重力与弹力 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

3.1 重 力 学习目标 1、知道力的两大作用效果 2、知道力的三要素，掌握力的图示法 3、知道重力产生原因，重心的概念 请看下列现象 运动员踢球，球由静止变为运动。 守门员接球，球由运动变为静止。 运动员用头顶球，使球的运动方向改变了。 力可以改变物体的运动状态 运动状态的改变 由以上现象可以发现什么？ 速度的大小改变 速度的方向改变 速度的大小和方向同时改变 用手拉弹簧，弹簧伸长。 运动员撑杆跳高，杆弯曲。 由以上现象可以发现什么？ 力可以使物体的形状或体积发生变化 石头放在海绵上，海绵塌陷。 2、力的概念 力是一个物体对另一个物体的作用。 理解： （1）力的物质性 （2）力的相互性 存在力，必定同时存在施力物体和受力物体；力不能脱离物体而独立存在。 施力物体同时又是受力物体。 思考： 两个物体一定要相互接触才能产生力吗？ A B 1.力的作用效果： 一、力： （3）力的矢量性 力是既有大小又有方向的物理量 力的大小可以用弹簧测力计测量。 3.单位：牛顿 符号N。 4.力的三要素： 大小、方向、作用点 （4）力的独立性：几个力作用在同一个物体上，每个力对物体的作用效果均不会因其他力的存在而改变。 （1）力的示意图： 只要画出力的作用点和方向 F=30N 从作用点开始画一条适当长度的带箭头的线段 示例：一个箱子受到30N水平向右的推力，画出箱子所受推力的示意图。 怎样清楚的描述一个力？ 用作图法怎样画出一个力？ 力的示意图 力的图示 5.力的表示方法： 粗略表示 （2）力的图示 画力的图示的步骤： 用一根带箭头的，按一定比例的有向线段来表示力的三要素的方法。 15N F=30N 示例 ：一个箱子受到30N水平向右的推力，画出箱子所受推力的图示。 精确表示 （1）选定标度 （2）从作用点沿力的方向画一条线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度，并在线段上加上刻度 （3）在线段的末端加箭头表示力的方向，箭尾在力的作用点上，力的方向所沿的直线叫力的作用线。 课堂训练： 物体A对B的压力是20N，如图所示，试画出这个力的图示。 A B 5N F=20N 线段的长度—大小 箭头的方向—方向 起点(终点)—作用点 力的图示 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 练一练 什么力使得瀑布飞流直下？ 飞机投出的炮弹为什么会落向地面？ 空降兵为什么会落向地面？ 二、重力 2、大小：G=mg （测量:弹簧秤） g的影响因素：? 重力的施力物体是______， 重力的受力物体是_______ 地球 物体本身 1、产生：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。 同一地点，重力的大小与质量成正比。 在不同地点，同一物体的重力随纬度的增加而增大，随海拔的增加而减小。 SHIYAN 3、方向：? 重力方向的应用 总是竖直向下 （即垂直于水平面向下） 4、作用点-重心 (1)定义：一个物体的各部分都要受到重力作用,从效果上看,可以把物体各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心. 重力的等效作用点 （2）重心的确定 质量分布均匀、形状规则的物体： 其重心位置在物体的几何中心。 [注意]：重心不一定在物体上。 质量均匀、但形状不规则的物体， 或者质量分布不均匀的物体。 探究：如何找重心？ 原理：二力平衡 总结： 影响重心的因素：? 用悬挂法确定薄板状物体的重心位置 四、力的分类 按力的性质和力的效果分类 ①性质力：重力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力等。 ②效果力：支持力、压力、拉力、动力、阻力、向心力等。 1、关于重心说法正确的是（ ） A、重心就是物体上最重的一点 B、直铁丝弯曲后，重心便不在中点，但一定还在铁丝上。 C、重心就是物体的几何中心。 D、重心是重力的等效作用点。 E、同一块砖平放、立放，重心在砖内的位置不变 F、舞蹈演员在做各种优美动作时，其重心位置不变 练习： DE 重力的测量 测量仪器： 测力计（弹簧秤） 注意点： 1、力的测量用测力计。要注意测力计要竖直放置且必须保持静止或匀速直线运动. 2、物体对测力计的拉力大小等于物体重力大小，不能说成“物体对测力计的拉力就是物体的重力”。 测量原理： 二力平衡 1.力的概念:力是物体之间的相互作用 (1)、力不能脱离物体而单独存在 (2)、力的作用是相互的 (3)、施力物体也一定是受力物体 (4)、力的矢量性 3、力的作用效果 ①、改变物体的运动状态 ②、使物体发生形变 4、力的三要素： 6、力的图示与力的示意图： 力 2、力的性质： 5、力的单位： 牛顿 国际符号：N 大小 方向 作用点 1、产生的原因： 2、大小 （1）、G=mg （2）、用弹簧秤测量 3、方向：竖直向下（即垂直于水平面向下） 4、作用点（重心） 注意：重心可能在物体上，也可 能在物体之外。 重力 重心的定义 重心位置的判断 检测 1下列说法中正确的是（ ） A、物体受到力的作用，运动状态一定改变 B、竖直向上抛出的物体能够竖直上升，是因为受到一下竖直向上的升力 C、物体只有相互接触才会产生力的作用 D、同一个物体既可以是施力物体也可以是受力物体 D 2、、关于重力的大小和方向，下列说法正确的是：（ ） A、地球上的物体都要受到重力的作用，所受的重力与它的运动状态无关 B、物体所受的重力的方向总是垂直向下的 C、向上运动的物体所受重力可能小于向下运动的同一物体所受重力 D、对某一物体而言，其重力的大小总是一个恒量，不因物体从赤道移到南极而变化 A 3、下列说法正确的是（ ） A、重力的施力物体是地球 B、重力的方向总是竖直向下的 C、重力的大小可以由天平测出 D、把物体放在水平支持物上，静止时物体对水平物的压力就是物体受到的重力 A B 弹 力 学习目标 1、知道常见的形变，弹性形变 2、知道弹力产生的原因和条件，会分析各种情况下弹力的方向 3、会用胡克定律解决相关问题 4、了解弹力在生产生活中的应用 这些动作的完成有什么共同特点 思考 一、形 变 1、形变： 形变的原因是物体受到了力的作用 物体的形状或体积的变化叫做形变 [讨论]：用力压桌面或挤压瓶子，那么桌面和瓶子也会发生形变吗？ [讨论]：我用力挤压玻璃瓶或压桌面，那么墙和桌面也会发生形变吗？ 微小形变 放大的思想 微小形变放大 微小形变放大 总结：任何物体都可以发生形变 弹簧 海绵 铁丝 橡皮泥 撤去外力后有什么不同？ 弹性限度 形变超过一定限度，撤去外力后物体不能完全恢复原状，这个限度叫弹性限度。 弹性形变： 能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变． [猜想]：物体发生弹性形变后要恢复原状，对与它接触的物体会有什么作用呢？ 实例分析： 二、弹 力 1、概念：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。 2、弹力产生的条件： 施力物体 受物体 直接接触 + 发生弹性形变 弹力产生在直接接触并发生弹性形变的物体之间。 3、几种常见的弹力：支持力、压力、拉力 FN 三、弹力有无判断 方法：1、根据弹力产生的条件直接判断 2、撤去支撑物法 假设法+共点力平衡法 F FN F FN FN G FN FN G 不平衡 不平衡 FN G F 不平衡 在下图中,a、b(a 、b均处于静止状态)间一定有弹力的是 （接触面光滑） 4、弹力的方向 形变方向 弹力方向 形变方向 弹簧的弹力 弹簧被压缩 弹簧被拉伸 原长 弹力方向 四、弹力的方向 1、平面与平面接触 总结：弹力垂直接触面 例题1：分析A受到的弹力（A均处于静止状态） A F A A 总结：弹力通过接触点垂直于平面或曲面的切面 2、点与面接触 例题2：分析物体A受到的弹力（A均处 于静止状态） B A A A A ， 3、曲面与曲面接触 例3：分析球A所受到的弹力 总结：弹力的方向总是垂直接触面或曲面的切面，并指向被压或被支撑的物体。 支持力与压力属于弹力 A 4、绳的弹力： A B 总结：绳的弹力方向总是沿着绳并指向绳的收缩方向。绳（或弹簧）的弹力处处相等 A 拉力属于弹力 杆上弹力的方向： 不一定沿杆，可沿杆也可不沿杆 G mg F F F 思考：若将绳换成细轻杆弹力又是如何？ F 绳只能给物体拉力，固定杆可以支撑物体也可以拉物体 转动杆的弹力方向一定沿杆方向 1.下列关于弹力的说法不正确是（ ） A、只要两个物体接触就一定能产生弹力 B、两个接触并发生弹性形变的物体一定产生弹力 C、压力、支持力、拉力都是弹力 D、压力、支持力的方向总是垂直于支持面 巩固练习 A 2.关于弹力的产生，下列说法正确的是 A.木块放在桌面上受到向上的弹力，是由于木块发生微小形变而产生的 B.木块放在桌面上受到向上的弹力，是 由于桌面发生微小形变而产生的 C.挂在悬线下的物体受到向上的拉力，是由于悬线发生微小形变而产生的 D.挂在悬线下的物体受到向上的拉力，是由于物体发生微小形变而产生的 BC 四、弹力的大小 弹力的大小与物体的形变有关，形变越大，弹力越大，形变消失，弹力随着消失 胡克定律 1、内容 弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比 2、公式 F=kx k—劲度系数 单位： k取决于弹簧本身的结构,由弹簧的材料、长短、粗细、匝数等因素决定，k与F、x无关 x— 形变量 弹簧伸长或缩短的长度 （适用范围：弹性限度内） N/m或N/cm 原长 x x X=L－L0 （拉伸时） X=L0－L （压缩时） F X 0 跟 踪 练 习 1、下列说法中正确的是 ( ) A.只要两物体相接触就一定产生弹力 B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力 C只要物体发生形变就一定有弹力产生 D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用 D 2、关于弹力的产生，下列说法正确的是 A.木块放在桌面上受到向上的弹力，是 由于木块发生微小形变而产生的 B.木块放在桌面上受到向上的弹力，是 由于桌面发生微小形变而产生的 C.挂在悬线下的物体受到向上的拉力， 是由于悬线发生微小形变而产生的 D.挂在悬线下的物体受到向上的拉力， 是由于物体发生微小形变而产生的 BC 3、关于弹力的下列说法中, 错误的是：（ ） A、发生弹性形变的物体，会对它接触的物体产生弹力。 B、只有受弹簧作用的物体才受到弹力 C、通常所说的压力、支持力和绳子的 拉力都是弹力。 D、压力和支持力的方向总是垂直接触 面。 B 1、弹力的概念 2、弹力的方向 3、弹力有无的判定 4、影响弹力大小的因素 知识小结： 思维方法小结： 假设法 放大的思想 科学探究的过程与方法 A B A A A A ， A F A A A A FN FN FN FN FN FN FN FN FN FN FN FN FN F FN F FN FN 1.所挂重物不宜过重，以免弹簧拉伸过大超出弹性限度。 2.每次所挂钩码的质量差适当的大一些，从而使描点的间距大一些，作图更精确。 3.测长度时一定要在弹簧竖直悬挂且平衡时测量。 4.记录数据时一定要注意弹力和伸长量的对应关系和单位。 【实验步骤】 【注意事项】 【实验器材】 铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸 【实验原理】 二力平衡 (1)将弹簧悬吊在铁架台上，让弹簧自由下垂，在弹簧没有挂钩码的情况下测量弹簧原长l0； (2)将已知质量的钩码悬挂在弹簧下端，在平衡时测量弹簧的总长，计算此时悬挂钩码重力及弹簧伸长量，并填写入表格内；改变所悬挂钩码质量，重复实验多次； (3)根据实验数据，在坐标上以弹簧弹力为纵坐标，弹簧伸长量为横坐标，描点、作出图线； (4)以弹簧的伸长量为自变量，根据图线写出弹簧弹力与伸长量之间的关系式. 1、在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是（ ） A.弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度。 B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直 位置且处于平衡状态。 C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量。 D.用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等。 AB 2、某同学根据图(a)装置来做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验，得到了七组实验数据，并作得如图(b)所示的图象，该图象表明：（g=10m/s2) (2)在钩码的质量为______g以内，弹簧还没有超出弹性限度； (3)在弹性限度以内可得出的结论是：_____； (4)该弹簧的劲度系数k为______N/m。 (1)该同学直接将钩码的质量当作弹簧_______看待，并作为横坐标，而纵坐标则表示了弹簧的______； 弹力 长度 50 弹力跟伸长量成正比 2.5 3、在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中,将弹簧水平放置,测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F.实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F--x图线如图所示. 1)由图求出弹簧的劲度系数,即k=        N/m 2)本题中弹簧的形变量x与外力F关系式F=        N 3)图线不过原点的原因是:________________________。 4、在做“探究弹力与弹簧伸长关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂，让其自然下垂，测出其自然长度，然后在其下端悬挂钩码，测出弹簧的总长度，改变钩码个数，测出几组数据，作出钩码重力F与弹簧的总长度L的关系图线，如图所示。（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）。由图可知该弹簧的自然长度为 cm；该弹簧的劲度系数为 N/m。 $