3.1.2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

该高中物理课件聚焦“重力与弹力”，核心涵盖形变（弹性形变、塑性形变及弹性限度）、弹力（产生条件、方向判断、常见类型）、胡克定律（F=kx及实验探究）。通过对比挤压气球与橡皮泥等实验导入，引出形变差异，搭建从现象到本质的学习支架，衔接弹力产生原因的探究。 其亮点在于以科学探究为主线，用“放大的思想”展示微小形变培养科学思维，实验探究胡克定律时通过列表、图像法处理数据落实科学探究，结合压力、支持力等实例分析弹力方向深化物理观念。当堂检测联系生活情境，助力学生应用知识，教师可借结构化流程提升教学效率，学生在探究中培养实验能力与科学素养。

第1节 第2课时 重力与弹力 第三章 相互作用——力 1 用力挤压气球、拉伸橡皮条、拉弹簧和挤压橡皮泥、面团时发生的形变有什么不同? 气球、橡皮条、弹簧可以恢复原状,橡皮泥、面团不能恢复原状。 新知导入 2 1.知道弹力产生的原因和条件。 2.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。 3.通过实验探究弹力和弹簧形变量的关系，理解胡克定律，了解科学研究方法。 学习目标 3 知识点一：形变 1.定义：物体在力的作用下的形状或体积会发生改变。 想一想：任何物体受到力，是否一定发生形变？ 一定发生形变，只是有的形变明显（明显形变），有的不明显（微小形变）。 一块剖面为三角形的有机玻璃压在另一块有机玻璃上，发生的形变肉眼不能看出。但是形变后，当特殊的光通过有机玻璃不同部位时，产生的花纹会发生变化，利用仪器可以看到这种差异。 新知探究 用手捏图甲的玻璃瓶,能看到玻璃瓶的形变吗?用手压桌子,能看到桌子形变了吗?用什么办法能够让他们的形变显示出来? 放大的思想 新知探究 2.弹性限度：弹性体的形变超过一定限度时，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。 新知探究 拉伸形变 压缩形变 弯曲形变 扭转形变 (1)按形变的形式分类： 3.常见的形变 新知探究 (2)按形变程度分 (3)按形变效果分 （可否恢复） 明显形变:肉眼可直接观察到 微小形变:肉眼不易直接观察到 塑性形变（非弹性形变）： 例如橡皮泥、保险丝 弹性形变： 例如弹簧 发生形变的物体在停止受力后，能恢复原状的形变称为弹性形变 弹性限度 新知探究 思考：发生形变的物体，对使它发生形变的物体有什么作用效果呢？ 比如说：射箭、弹簧推小车等。 它为什么会产生这样的效果呢？ 因为它要恢复原状 知识点二：弹力 新知探究 9 1.弹力的定义 发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力称为弹力。 施力物体 受力物体 2.弹力产生条件 相互接触 发生弹性形变（相互挤压） 两者需同时满足 接触力 新知探究 3.弹力产生过程 跳板受到运动员的作用 跳板发生了形变 跳板想恢复原状，对运动员产生了弹力 施力物体： 受力物体： 以跳板上的运动员为例 发生形变的物体 与施力物体接触，使它发生形变，并阻碍其恢复原状的物体 弹力的产生，接触是前提，形变是根本 新知探究 4.常见弹力 (1)压力 由于书向上发生形变（要向下恢复原状） 而对桌面产生向下的力F1，这就是书对桌面的压力。 桌面受到的压力F1 书形变方向 (2)支持力 由于桌面向下发生形变（要向上恢复原状）而对书产生向上的力F2，这就是桌面对书的支持力。 平面与平面接触时的压力、支持力的方向：总是垂直接触面，而指向受力物体。 书受到的支持力F2 桌面形变方向 新知探究 未受到拉力时 绳子形变方向 拉力 (3)拉力 绳被拉长而对所拉物体产生的弹力，通常称为拉力。拉力的方向总是沿绳而指向绳收缩的方向。 弹力的方向：与施力物体恢复形变的方向相同。 新知探究 5.各种接触面间的弹力方向判断 新知探究 【总结提升】弹力有无的判断方法 条件法 根据弹力产生的两个条件判断是否存在弹力。此法多用来判断发生明显形变的情况(如弹簧、橡皮条等) 假设法 可以假设将与物体接触的另一物体撤去,看物体还能否保持原来的状态。若能,则无弹力；若不能,则有弹力 状态法 因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合,所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡等)来判断物体间的弹力 新知探究 知识点三：胡克定律 弹簧弹力和伸长量的关系怎样？ 【实验目的】 1.探究弹簧弹力与形变量的关系。 2.学会用列表法、图像法、函数法处理实验数据。 两者在量的大小上有定量关系 【实验思路】 1.弹簧弹力F的确定:如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等,即F=mg。 2.弹簧伸长的长度x的确定:弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出,弹簧的伸长的长度x=l-l0。 3.通过列表、图像、函数关系等处理实验数据并得出结论。 新知探究 【实验器材】 铁架台带铁夹、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸。 【实验步骤】 1.按实验原理图安装实验装置,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,记下弹簧自由下垂时下端所对应的刻度l0,即弹簧原长。 2.在弹簧下端悬挂一个钩码,平衡时记下弹簧的总长度l1,并记下钩码的重力m1g。 新知探究 3.增加钩码的个数,记录弹簧在不同弹力下伸长的长度(弹簧弹力等于钩码的重力),将数据填入表格,以F表示弹力,l表示弹簧的总长度,x=l-l0表示弹簧的伸长量。 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0             l/cm               x/cm 0                           【实验步骤】 新知探究 【数据处理】 1.如图所示,以弹簧的弹力F为纵轴,弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系,用描点法作图。连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。 2.按照图中所绘点的分布,作出一条直线,所画点不一定正好在这条直线上,但要注意使直线两侧的点数大致相同,得到F-x图像。 3.得出弹簧弹力和伸长的长度之间的定量关系,F=kx。 新知探究 【实验结论】 在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量 x 成正比，即F=kx。 1.式中比例系数k称为弹簧的劲度系数。 2.不同的弹簧，其劲度系数一般是不同的。 3.影响k的因素：材料、粗细、长度、匝数 4.胡克定律通常用来计算弹簧弹力的大小。 【注意事项】 1.所挂钩码不要过重，以免弹簧超出它的弹性限度。 2.标尺要竖直且靠近指针，每次改变钩码后要待系统稳定后读数。　　　　　　 3.读指针刻度时，应估读到下一位。 4.每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点间距尽量大些，这样作出的图线更精确。 5.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。 新知探究 【误差分析】 平视 分布在线的两侧 轻质 新知探究 胡克定律 1.内容： 弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。 2.公式： (弹性限度内) 弹簧的劲度系数（由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。 ） 单位：牛顿每米或者牛顿每厘米 符号：N/m或N/cm 弹簧的形变量（伸长量或压缩量） x=∣l-l0∣ F ＝ kx ΔF ——弹簧的弹力的变化 Δx——为弹簧的形变量的变化量 新知探究 公式中x为弹簧的形变量[可能为伸长量(l－l0)，也可能为缩短量(l0－l)；k为弹簧的劲度系数，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，它反映了弹簧的软硬程度，k越大，弹簧越硬，其长度越难改变。 对公式F＝kx的理解 1.胡克定律的成立条件：弹簧的形变必须在弹性限度内。 2.弹簧的劲度系数k：它表示弹簧固有的力学性质，大小由弹簧本身的物理条件，如材料、长度、截面积等决定。 3.弹簧的形变量x：指弹簧的伸长量或缩短量，而不是弹簧的长度。 4.弹簧秤的示数不显示合力，只显示一端的拉力。 特别提醒 新知探究 两种图像 F-x图像: 斜率表示劲度系数k ∆F ∆x ∆F＝k∆x F x O F-l(弹簧长度）图像: 横截距l1表原长 斜率k1、k2表劲度系数 F l a b l1 l2 k1 k2 O 【总结归纳】 (1)F-x(x为弹簧伸长量)图像和F-l(l为弹簧长度)图像中图线的斜率均表示弹簧的劲度系数。 (2)F-x图线理论上应是一条过原点的直线,但弹簧自重对实验造成的影响可引起F-x图线发生平移。 (3)F-l图线与l轴交点的横坐标表示弹簧原长。 新知探究 形变 重力与弹力 弹性限度 分类 胡克定律 弹簧弹力和伸长量的关系 表达式：F=kx 弹力 产生过程 产生条件 各种接触面间的弹力方向判断 常见弹力 课堂小结 1.已知物体甲和乙之间有弹力的作用，那么（ ） A.物体甲和乙必定直接接触，且都发生形变 B.物体甲和乙不一定直接接触，但必定都发生形变 C.物体甲和乙必定直接接触，但不一定都发生形变 D.物体中和乙不一定直接接触；也不一定都发生形变 A 当堂检测 2.(多选)关于弹力的下列说法中,正确的是( ) A.只有发生弹性形变的物体，才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 ACD 当堂检测 3.体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示．下列关于足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是(　　 ) A.沿v1的方向 B.沿v2的方向 C.先沿v1的方向后沿v2的方向 D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向 D 当堂检测 4.如图,质量分别为4m、3m、2m、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为(　　) A.g,1.5g　 B.2g,1.5g C.2g,0.5g D.g,0.5g A 当堂检测 $