第三章 1 第1课时 重力与弹力（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（人教版 江苏北京标准版）

本讲义聚焦高中物理“重力与弹力”核心知识点，从力的定义、三要素及表示方法切入，系统阐述重力的产生原因、大小计算、方向特点和重心概念，进而过渡到弹力的形变本质、产生条件及方向判断，构建从基础力学到具体力的学习支架。 该资料以明确学习目标为导向，通过问题链（如“重心是否都在物体上”）、实验探究（如按压桌面观察光点变化）和对比表格（力的图示与示意图）深化理解，结合生活实例（手机支架、跳高运动员）培养物理观念和科学思维，例题与课时对点练助力课中教学实施和课后学生查漏补缺，提升学习效果。

1　重力与弹力 第1课时　重力与弹力 [学习目标]　1.知道重力产生的原因、大小、方向及作用点(重点)。2.理解重心的概念和影响因素，掌握确定重心的方法(重难点)。3.理解弹力产生的原因，会判断弹力的方向(重难点)。4.能区分力的图示和力的示意图，会利用力的图示和力的示意图来表示力(重点)。 一、重力 1.力及力的表示方法 (1)力的定义：力是一个物体对另一个物体的作用，力不能离开物体而存在。 (2)力的三要素：大小、方向、作用点。 (3)力的示意图 在受力物体上沿力的方向画一条带箭头的线段，并标出力的作用点表示物体在这个方向所受到的力。 2.重力 (1)定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。 (2)方向：竖直向下。 (3)大小：G=mg，g是自由落体加速度，g与物体所处纬度和高度有关，在赤道处g最小，在两极处g最大。 3.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。重心可以看作是物体所受重力的作用点。 (2)决定因素：①物体的形状；②物体的质量分布。 (3)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，可以应用二力平衡的知识，通过实验确定形状不规则物体的重心位置。 1.物体的重心是否都在物体上？若不在请举例说明。 答案　可以不在物体上。如：质量均匀分布的圆环，重心在圆心，不在圆环上。 2.质量均匀分布的球重力为6 N，画出重力的示意图，并思考如何更准确地描述球所受重力？ 答案　重力的示意图如图甲，为了更准确地描述重力，我们还需准确描述重力的大小。选取合适的标度表示6 N的力，如图乙。 力的表示方法 作图步骤 力的图示 力的示意图 选标度 选定标度(用某一长度的线段表示一定大小的力) 画线段 从作用点开始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长度 从作用点开始沿力的方向画一条适当长度的线段 标方向 在线段的末端标出箭头，表示方向 在线段的末端标出箭头，表示方向 例1　(2024·扬州市高一期中)关于重力和重心，下列说法正确的是(　　) A.重力一定的物体其重力的图示和示意图是一样的 B.同一物体在地球上任意位置的重力总是相等的 C.重心就是物体各部分所受重力的等效作用点 D.形状规则的物体重心一定在它的几何中心 答案　C 解析　力的示意图只能明确力的方向和作用点，力的图示可以表示力的大小、方向、作用点，则重力一定的物体其重力的图示和示意图是不一样的，选项A错误；地球上的不同位置重力加速度不一定相同，则同一物体在地球上任意位置的重力不总是相等的，选项B错误；重心就是物体各部分所受重力的等效作用点，选项C正确；形状规则且质量分布均匀的物体重心一定在它的几何中心，选项D错误。 例2　如图，两辆车在以相同的速度做匀速直线运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是(　　) A.物体各部分都受重力作用，认为物体各部分所受重力集中于一点，即重心 B.重力的方向总是垂直向下 C.物体重心的位置与物体形状和质量分布无关 D.物体只有重心受重力作用，其他部分不受重力作用 答案　A 解析　物体各部分都受重力作用，认为物体各部分所受重力集中于一点，即重心，选项A正确，D错误；重力的方向总是竖直向下，选项B错误；物体重心的位置与物体形状和质量分布有关，选项C错误。 二、弹力 如图，按压两镜之间的桌面，观察到墙上的光点位置发生了变化，这个现象说明了什么？ 答案　说明桌面发生了形变。 1.形变 (1)定义：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。 (2)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.弹力 (1)定义：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。 (2)产生的条件：接触且发生弹性形变。 1.(1)如图所示，一铁块放在海绵块上，海绵块发生了形变，为了恢复原状，海绵块对铁块产生　　　　的弹力，即支持力；铁块也发生了形变，铁块要恢复原状，会对海绵块产生　　　　的弹力，即压力(均选填“向上”或“向下”)。 (2)如图，用两弹性绳吊起一重物，弹性绳会发生形变，绳对重物的弹力(拉力)，指向　　　　　　的方向。 答案　(1)向上　向下　(2)绳子收缩 2.如图所示，A、B、C、D四个小球均静止在光滑的凹面或平面上，A和B之间是否存在弹力？C和D之间是否存在弹力？ 答案　A、B之间有弹力，C、D之间无弹力 1.弹力的作用点：在物体与物体接触的点或表面上。 2.方向：与施力物体恢复原状的方向相同。 3.判断有无弹力的方法： 假设法：假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有状态，若状态不变，则不存在弹力，若状态改变，则存在弹力。 (1)发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状。(　×　) (2)只有相互接触的物体间可能有弹力。(　√　) (3)放在桌面上的书本对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的。(　×　) (4)灯绳对电灯的拉力方向与灯绳发生形变的方向相同。(　×　) 例3　(2024·连云港市高一检测)如图所示，停放在地面上的挖掘机受到地面的支持力，该支持力是由于(　　) A.地面发生弹性形变产生的 B.挖掘机发生弹性形变产生的 C.地球吸引产生的 D.太阳吸引产生的 答案　A 解析　停放在地面上的挖掘机受到地面的支持力，该支持力是由于地面发生弹性形变产生的。故选A。 例4　(1)分别画出图中物体A所受弹力的示意图，各图中物体A均处于静止状态。 (2)分别作出下列杆AB受到的弹力。 (3)在①②图中物体A的接触面都是光滑的，③中杆为弹性杆，分别作出下列物体A受到的弹力。 答案　 (1) (2) (3) 几种常见弹力的方向，具体情形如下： 课时对点练 [分值：58分] [1~7题，每题4分] 考点一　重力和重心 1.(2024·扬州市高一期中)下列说法中正确的是(　　) A.物体重力的大小总是恒定的 B.同一地点，物体重力的大小与物体的质量成正比 C.因为物体本身就有重力，所以重力没有施力物体 D.同一物体在月球上的质量小于在地球时的质量 答案　B 解析　物体重力的大小在地球上同一地点是恒定的，在不同地点可能是不同的，比如在地球上同一地点不同的高度或不同的纬度同一物体的重力是不同的，A错误；在同一地点，物体的重力加速度g是一定的，由G=mg，可知物体重力的大小与物体的质量成正比，B正确；因为物体重力是由地球对物体的吸引作用而产生的，所以重力的施力物体是地球，C错误；质量不会因物体所在的不同地理位置而变化，因此同一物体在月球上的质量等于在地球时的质量，D错误。 2.(2024·盐城市大丰区新丰中学高一期中)关于物体的重心，下列说法正确的是(　　) A.重心是物体内重力最大的点 B.任何物体的重心必在物体上，不可能在物体外 C.任何有规则形状的物体，它的重心在其几何中心上 D.从效果上看，重心是物体各部分所受重力的等效作用点 答案　D 解析　物体各部分都受到重力作用，可认为物体各部分的重力集中于一点，该点即为重心，用到了等效替代的思想，因此从效果上看，重心是物体各部分所受重力的等效作用点，故A错误，D正确；物体的重心既可以在物体上也可以在物体外，如质量分布均匀且形状规则的空心铅球，其重心在其几何中心，即球心处，而球心并不在物体上，而在物体外，故B错误；只有形状规则且质量分布均匀的物体，其重心才在其几何中心，故C错误。 3.(2024·常州市高一期中)如图所示，一探究小组欲通过悬挂法确定一边长为a、质量分布不均匀的正方形薄板ABCD的重心位置。悬挂点A时，BC边中点E恰好在点A正下方；悬挂AD边中点F时，点B恰好在点F正下方。则薄板的重心到AB边的距离是(　　) A.a B.a C.a D.a 答案　C 解析　根据题意可知，AE和BF的交点是薄板的重心，如图所示，由几何关系可知，薄板的重心到AB边的距离是d=BE=BC=a，故选C。 考点二　弹力 4.如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点。按压两镜之间的桌面，观察墙上光点位置的变化。下列说法正确的是(　　) A.桌面发生形变很明显，直接可以用肉眼观察 B.墙上光点位置的变化说明桌面发生了明显形变 C.墙上光点位置的变化说明平面镜发生了微小形变 D.本实验采用了放大的方法显示微小形变 答案　D 解析　用力按压桌面，桌面向下发生微小的凹陷，用肉眼无法直接观察，通过题述装置可以把微小形变“放大”到直接看得出来，故A错误，D正确；在两镜之间用力F向下按压桌面，M、N将向中间略微倾斜，墙上光点位置明显变化，表明桌面发生了微小形变，不是明显形变，故B、C错误。 5.(2024·盐城市田家炳中学高一期中)杂技演员有高超的技术，如图所示，能轻松地顶住从高处落下的坛子，关于他顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是(　　) A.头的形变 B.坛子的形变 C.人受到地面的支持力 D.人受到的重力 答案　B 解析　头顶受到的压力产生的直接原因是坛子的形变，跟人的因素无关，B正确。 6.(2024·淮安市高一期中)如图所示，弹力球沿AB方向撞击水平桌面，沿CD方向离开，则弹力球在撞击过程中受到桌面的弹力(　　) A.沿AB方向 B.沿CD方向 C.是球发生形变而产生的 D.是桌面发生形变而产生的 答案　D 解析　弹力球所受弹力是由于弹力球与桌面接触的过程中使桌面发生了形变，从而使桌面产生了垂直于桌面、竖直向上的弹力，D正确。 考点三　力的图示和示意图 7.一个重力为20 N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，下列图中描绘正确的是(　　) 答案　C 解析　重力方向竖直向下，作用点在重心，观察选项可知A、D错误；图中所选的标度都为5 N，那么20 N的线段应该是四个标度长，故C正确，B错误。 [8~12题， 每题6分] 8.如图所示，底端置于粗糙水平地面上的杆，其顶端被一根细线用手拉住，杆处于静止状态，细线水平。下列说法正确的是(　　) A.杆对细线的弹力方向为水平向右 B.细线对杆的弹力方向垂直杆向左 C.杆受到地面的弹力是由杆的形变产生的 D.地面受到杆的弹力沿杆向左下方 答案　A 解析　细线的弹力方向沿细线指向细线收缩的方向。细线水平，可知细线对杆的弹力方向水平向左，杆对细线的弹力方向为水平向右，故A正确，B错误；杆受到地面的弹力，施力物体是地面，是由于地面发生形变产生的，故C错误；杆受到地面的弹力方向垂直于地面向上，所以地面受到杆的弹力垂直于地面向下，故D错误。 9.手机已经成为当今社会不可缺少的一部分，但是长时间手持手机会对手部健康产生很大影响，而手机支架可以解放人的双手，减少手部疾病。如图所示为某款式手机支架，可以将手机支架构造简化为斜面和挡板，下列说法正确的是(　　) A.手机受到斜面对手机竖直向上的支持力 B.挡板对手机的支持力是因为手机发生了形变 C.手机对斜面的压力就是手机的重力 D.手机对挡板的压力是因为手机发生了形变 答案　D 解析　手机受到斜面对手机的支持力方向垂直于斜面向上，故A错误；挡板对手机的支持力是因为挡板发生了形变，故B错误；手机的重力是由于地球的吸引而产生的，手机对斜面的压力是由于手机形变产生的，不是同一个力，故C错误；弹力的产生是由于施力物体发生了弹性形变，所以手机对挡板的压力是因为手机发生了形变，故D正确。 10.如图，在某校运动会跳高项目中，一位同学展示了自己的风采。在此情境中，以下说法正确的是(　　) A.该同学在整个过程中，重心在身体中的位置不变 B.该同学在越过杆的过程中，重心一定在杆的上方 C.该同学落在垫子上，对软垫有压力，是因为软垫发生了形变 D.该同学落在垫子上，受到软垫的弹力作用，是因为软垫发生了形变 答案　D 解析　物体的重心与物体的形状和质量分布有关，重心可以在物体上，也可以在物体外，人的重心会随着人的姿态发生变化，该同学在越过杆的过程中，人过横杆，但重心可能在横杆下方，故A、B错误；物体发生弹性形变时，要恢复原状，就会对与它接触的物体施加力的作用，则该同学落在垫子上，对软垫有压力，是因为该同学发生了形变，该同学落在垫子上，受到软垫的弹力作用，是因为软垫发生了形变，故C错误，D正确。 11.(2022·浙江1月选考)如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是(　　) A.水桶自身重力的大小 B.水管每秒出水量的大小 C.水流对桶冲击力的大小 D.水桶与水整体的重心高低 答案　D 解析　水管口持续有水流出，而过一段时间桶会翻转一次，主要原因是流入的水导致水桶与水整体的重心往上移动，桶中的水到一定量之后水桶不能保持平衡，发生翻转，故选D。 12.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(　　) 答案　C 解析　A选项中，A球受重力和弹力，根据二力平衡，杆对A球的力应竖直向上，故A错误；B选项中，FT2应为零，该绳没有发生形变，否则A球不能处于静止状态，故B错误；C选项中，A球受重力、下面球的弹力和墙壁的支持力，两个支持力均垂直于接触面，故C正确；D选项中，A球所受大半圆对它的支持力FN的方向应垂直于过接触点的公切面，指向大半圆圆心，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $