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

第１节 重力与弹力　学案

学习目标：

1.理解重力及重心的概念，会用二力平衡知识确定重心

2.知道形变的概念及产生弹力的条件.

3.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向.

4.掌握胡克定律，并能解决相关问题．

知识梳理：

一、重力

(1)重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。

单位：牛顿，简称牛，符号：N.

(2)重力的大小：物体受到的重力G与物体的质量m的关系是G＝mg，其中g是自由落体加速度。

(3)重力的方向：总是竖直向下。

(4)重心

①定义：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。重心是物体所受重力的等效作用点。

②重心的位置：重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。质量均匀分布的物体，重心在几何中心。

③重心的确定：可以应用二力平衡的知识通过悬线法来确定形状不规则物体的重心位置。

力的图示与力的示意图

(1)力的图示：力可以用有向线段表示，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．

(2)力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小．

　二、弹力

(1)形变：物体在力的作用下形状或体积的变化叫作形变。

(2)弹性形变与弹性限度

①弹性形变：物体发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变。

②弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。

(3)弹力

①定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的作用力。

②产生的条件：a.物体间直接接触；b.接触处发生弹性形变。

③方向：总是与物体形变的方向相反。

三、胡克定律

①内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。

②表达式：F＝kx。k叫作弹簧的劲度系数，单位符号是N/m。

　　劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量．

疑、难点理解：

一、重力与重心

1．重力的大小

(1)重力的大小G＝mg，只与物体的质量m和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关．

(2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，海拔越低，g越大．

2．重力的方向：竖直向下．竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心．

3．重力的作用点——重心

(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用．重心的位置跟物体的形状和质量分布有关．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心．重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．

(2)重心位置的确定方法：对于薄板状物体的重心，可以应用二力平衡的知识通过悬挂法确定．

典例1：关于重力，以下说法正确的是(　　)

A．重力的方向总是垂直于接触面向下的

B．把处在空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小

C．挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力

D．同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等

答案　D解析　重力的方向总是竖直向下的，但不一定是垂直于接触面向下，比如在斜面上的物体所受的重力方向并不垂直于斜面向下，A错误；重力G＝mg，其大小只和质量、自由落体加速度g有关，与其他因素无关，B错误；绳子拉力的施力物体是绳子，重力的施力物体是地球，两者的施力物体不同，不是同一个力，C错误；由于重力加速度随着纬度、高度的变化而变化，所以同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等，D正确．

二、力的图示和力的示意图

力的图示与力的示意图的画法

典例2：(1)在图甲中木箱的P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱，木箱重200 N，作出重力和拉力的图示．

(2)作出图乙中电灯所受重力和拉力的示意图．

答案　如图所示