第八课时：重力 弹力自由落体运动 讲义——2026年高一物理教材（初升高衔接）

物理初高教材衔接——重力 弹力 初中阶段要求 高中阶段要求 衔接要点 1、 初中认识重力、弹力两种基础力，知道重力由地球吸引产生，会用G=mg计算重力； 2、 初中了解弹性形变产生弹力，能画出简单弹力、重力示意图。 3、 初中仅做定性认知与基础数值计算，不探究力的矢量性、胡克定律定量表达式与弹力方向细节。 1、 高中深化重力，明确重心概念与重力矢量属性； 2、 高中系统学习胡克定律F=kx，精准判断弹力有无、弹力方向；区分重力与万有引力，掌握弹力受力分析，将两类力融入共点力平衡、牛顿运动定律综合计算中。 1、 以初中重力、弹力基础概念为铺垫，从粗略画图升级为严谨受力分析； 2、 引入矢量规范描述力，补充胡克定律定量计算，新增重心、弹力判断难点，打通单一力认知到多力综合运算的思维断层。 回顾初中： 1.重力 定义 由于地球的吸引而使物体受到的力 大小 G=mg 方向 竖直向下 作用点 物体的重心 施力物体 地球 重力方向的应用 重垂线（铅垂线） 2.重心 （1）重力在物体上的等效作用点叫作重心。物体重心的位置和物体的形状、质量分布有关。 （2）质量分布均匀、形状规则的物体，它的重心在它的几何中心上（如图）。 （3）物体的重心可能不在物体上，如一个质量分布均匀的金属环的重心在环所形成圆的圆心上。 3.弹性形变 （1）物体在力的作用下发生形变，当力撤去后，物体又恢复原状，这样的形变叫弹性形变。 （2）物体在外力消失后能自动恢复原来形状的性质叫弹性。 4.塑性形变 （1）也有一些物体发生了形变，当力撤去后，不能恢复原状，我们把这样的形变叫塑性形变，如面团、橡皮泥受力后发生的形变为塑性形变。 （2）物体变形后不能自动恢复原来形状的性质叫作塑性。 5.弹力 （1）定义：物体发生弹性形变后，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。 （2）弹力方向总是与物体发生弹性形变的方向相反。如图中跳板发生形变向下弯曲，弹力的方向向上。 （3）弹力的大小与物体的弹性强弱、形变大小有关，形变越大，弹力越大；形变消失，弹力也随之消失。 衔接高中： 一、重力 1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力． 2．大小：G＝mg，其中g就是自由落体加速度，一般计算中g＝9.8m/s2或g＝10m/s2． 3．方向：竖直向下． 4．重心：重心可以看作是物体所受重力的作用点． （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． （2）决定物体重心位置的因素． ①物体的形状． 质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关． ②物体质量的分布． 质量分布不均匀的物体，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． （3）不规则薄板重心的确定 应用二力平衡的知识通过实验来确定形状不规则物体的重心位置． 5．力的表示方法 （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． 这种表示力的方法，叫作力的图示． （2）力的示意图 在不需要准确标度力的大小时，通常只需画出力的作用点和方向，这种表示力的方法，叫作力的示意图． 二、弹力 1．接触力：物体与物体接触时发生的相互作用称为接触力． 接触力按其性质可以分为弹力和摩擦力 2．形变：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫作形变． 3．弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力． 4．弹力的方向 力 方向 压力 垂直于物体的接触面，指向受力物体 支持力 垂直于物体的接触面，指向被压缩或被支持的物体 绳的拉力 沿着绳子指向绳子收缩的方向 三、胡克定律 1．弹性形变：物体在发生形变后，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．胡克定律： （1）实验表明，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，即F＝kx． （2）k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号用N/m表示． （3）比较而言，k越大，弹簧越“硬”；k越小，弹簧越“软”． 1.人类对力的认识经历了漫长的发展过程，直到牛顿发表了《自然哲学的数学原理》，才奠定了现代力学的基础，使人类对力的理解有了质的飞跃。下列关于力的说法错误的是( ) A.发生形变的物体一定受到了力的作用 B.两个力大小均为5 N，但这两个力不一定相同 C.施力物体对受力物体施加了力，施力物体一定受到力的作用 D.重力就是地球对物体的吸引力，方向总是竖直向下 2.关于重力相关知识的说法正确的是( ) A.重心是物体上最重的那个点 B.物体的重心可能在物体内，也可能在物体外 C.当物体沿斜面下滑时，重力的方向沿斜面向下 D.质量大的物体受到的重力大，所以重力加速度也大 3.如图所示，轻轻下压“平衡鹰”尾部A处或翅膀B处，在晃动几次后依然能静止在支架上。关于“平衡鹰”重心的位置最有可能的是( ) A.鹰的腹部中心 B.鹰的尾部中心 C.鹰嘴的正下方 D.鹰嘴的正上方 4.如图所示，图A、B中为直角三角尺，图C中为半圆形量角器，图D中为矩形刻度尺，质量分布都是均匀的，把这些物体分别用细绳竖直悬挂，静止时所处的位置符合实际的是( ) A. B. C. D. 5.如图所示，一只金丝猴静止地挂在水平树枝上，下列说法正确的是( ) A.金丝猴对树枝的压力是树枝的微小形变产生的 B.金丝猴对树枝的压力就是金丝猴的重力 C.树枝对金丝猴的拉力方向与树枝的形变方向相同 D.树枝对金丝猴的拉力是树枝为了恢复弹性形变而产生的 6.某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为运动员站在踏板上静止时的平衡点，C为运动员在起跳过程中运动员和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是( ) A.运动员在整个过程中受到踏板的支持力方向总是竖直向上 B.运动员和踏板由A向C运动过程中，踏板对运动员的弹力越来越大 C.运动员受到的支持力是运动员的脚发生形变而产生的 D.踏板发生形变，运动员的脚没有发生形变 7.中国是茶的故乡，也是茶文化的发源地。喝茶也成了当代人喜爱的一种休闲方式。如图所示，茶杯放在桌面上，下列说法正确的是( ) A.桌面受到向下的压力，是由于茶杯发生了形变 B.茶杯受到向上的支持力，是由于茶杯发生了形变 C.桌面受到向下的压力，是由于桌面发生了形变 D.茶杯和桌面之间有弹力作用，其原因是桌面发生了形变、茶杯并未发生形变 8.如图所示，台阶处放置一根长直木棍，现用手指向下用力按压木棍，手指和木棍均未移动。下列说法正确的是( ) A.手指对木棍的压力方向竖直向下 B.手指对木棍的压力方向沿木棍向下 C.台阶A处对木棍的支持力方向垂直于木棍向上 D.地面对木棍的支持力方向沿木棍向左上方 9.下列图中各物体均处于静止状态，图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是( ) A. B. C. D. 10.如图（a）所示，沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成。沙子从上方玻璃球穿过狭窄的管道流入底部空玻璃球的过程中，下方玻璃球和内部沙子的重心位置_______（选填“一直升高”“一直降低”或“先降低后升高”）。如图（b）所示，将乒乓球用双面胶粘贴于烧杯底部，往烧杯中注入一些水，用细木棍轻微拨动乒乓球，乒乓球将会从杯底上升到水面。在乒乓球从杯底上升到水面的过程中，烧杯、水和乒乓球组成的系统重心位置_______（选填“先升高后降低”“先降低后升高”或“一直下降”）。 11.如图所示，一个半径为R的圆球，其重心不在球心O上，将它置于水平地面上，则平衡时球与地面的接触点为A，若将它置于倾角为30°的粗糙斜面上，则平衡时（静摩擦力足够大）球与斜面的接触点为B，已知AB的圆心角为60°，则圆球重心离球心O的距离是_______。 答案以及解析 1.答案：D 解析：力可以使物体发生形变或改变物体的运动状态，故发生形变的物体一定受到了力的作用，A说法正确；力是矢量，两个力的大小均为5 N，若两个力的方向不同，则这两个力不相同，B说法正确；物体间力的作用是相互的，一个物体是施力物体的同时也是受力物体，C说法正确；重力是由于地球对物体的吸引而产生的力，但重力不是地球对物体的吸引力，D说法错误。选D。 2.答案：B 解析：重心是重力的等效作用点，不是物体上最重的点，A错误；重心是物体所受重力的等效作用点，物体的重心可能在物体内，也可能在物体外，比如圆环的重心在环心，不在环上，B正确；重力的方向总是竖直向下的，与物体的运动状态无关，故C错误；根据可知，质量大的物体受到的重力大，而重力加速度是一常数，在同一位置保持不变，D错误。 3.答案：C 解析：重心是物体所受重力的等效作用点，可能在物体上，也可能在物体外，轻轻下压“平衡鹰”尾部A处或翅膀B处，在晃动几次后依然能静止在支架上，说明“平衡鹰”重心的位置最有可能在鹰嘴的正下方，故C正确。 4.答案：B 解析：把物体用细绳竖直悬挂，静止时绳子的延长线必过物体的重心，而对于质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其几何中心，由题图可知B符合实际。 5.答案：D 解析：金丝猴对树枝的压力是金丝猴的形变产生的，故A错误；金丝猴所受的重力是地球对金丝猴的吸引而使金丝猴受到的力，施力物体为地球，而金丝猴对树枝的压力是金丝猴发生形变而产生的弹力，其施力物体是金丝猴，二者不相同，故B错误；树枝对金丝猴的拉力方向与树枝的形变方向相反，故C错误；树枝对金丝猴的拉力是树枝为了恢复弹性形变而产生的，故D正确。 6.答案：B 解析：运动员在整个过程中受到踏板的支持力方向总是垂直于接触面向上，并不总是竖直向上，故A错误；运动员和踏板由A向C运动过程中，踏板的形变量越来越大，则踏板对运动员的弹力越来越大，故B正确；运动员受到的支持力是踏板发生形变而产生的，故C错误；踏板发生形变，运动员的脚也发生了形变，故D错误。 7.答案：A 解析：桌面受到向下的压力，是由于茶杯（施力物体）发生了形变要恢复原状，A正确，C错误；茶杯受到向上的支持力，施力物体是桌面，是桌面发生了形变而产生的，B错误；茶杯和桌面之间有弹力作用，二者均发生了肉眼不易观察到的微小形变，D错误。 8.答案：C 解析：点与面接触处的弹力方向，过接触点垂直于接触面（或接触面的切线），指向受力物体，故手指对木棍的压力方向垂直于木棍向下，故A、B错误；台阶A处对木棍的支持力属于弹力，其方向为过A点且垂直于木棍向上，C正确；地面对木棍的支持力方向垂直于地面向上，故D错误。 9.答案：C 解析：选项A中小球的重力与杆对A的弹力平衡，可知杆对A的弹力竖直向上，选项A错误；选项B中小球只受竖直向上的弹力，选项B错误；选项C中小球A受竖直墙壁的水平向左的弹力和下面的球对A沿球心连线斜向上的弹力，选项C正确；选项D中小球A受绳的拉力和球面对A通过球心斜向上的弹力，选项D错误。 10.答案：先降低后升高；一直下降 解析：下方玻璃球内没有沙子时，重心在球心，沙子流入下方玻璃球内，下方玻璃球和内部沙子的重心下降，随着下方玻璃球内沙子增多，重心又逐渐上升，故重心位置先降低后升高。由于乒乓球的密度小于水的密度，乒乓球上升的过程中，烧杯、水和乒乓球组成的系统整体的质量分布发生变化，下方的质量变大，上方的质量变小，故重心逐渐降低。 11.答案： 解析：如图所示，当小球在斜面上处于静止时，小球的重力作用线一定通过B点，又知小球放在水平面上静止时，球与地面的接触点为A，则其重力作用线与OA重合。综上所述，球的重心应位于过B点的竖直线和OA线的交点C，由几何关系知，，由此得圆球重心距球心O的距离为。 学科网（北京）股份有限公司 $