3.1.1 重力与弹力 同步讲义 - 2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-08-27
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2份
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26页
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普通
摘要:
本讲义聚焦重力与弹力核心知识点,系统梳理重力的产生、大小方向及重心概念,详解弹力产生条件、有无判断、方向规则(含接触面、轻绳、轻杆模型)和胡克定律,为后续摩擦力及受力分析构建学习支架。
资料通过“知识梳理+即学即练+典例探究+跟练”分层设计,强化模型建构(如轻杆弹力方向分析)和科学推理(假设法判断弹力),助力学生形成相互作用物理观念。课中辅助教师突破重难点,课后通过知识填空、新学检测帮助学生查漏补缺,夯实基础。
内容正文:
人教版必修第一册同步讲义 62个知识点 · 88道经典例题 ·54个经典题型
第三章 相互作用——力
§3.1.1 重力与弹力 同步讲义
学 习 目 标
树目标 · 抓落实
1. 理解重力的产生、大小方向,掌握重心概念,会判断物体重心位置(重点)
2. 知道弹力产生的条件,能够判断弹力有无以及弹力方向(重难点)
3. 熟练应用胡克定律,理解劲度系数的物理意义(核心公式)
4. 掌握轻绳、轻杆、接触面三类模型弹力方向判断,规避思维误区(高频考点)
5. 建立受力分析的基本意识,为后续摩擦力、受力分析打好基础(能力拓展)
笃 学 新 知
汲新知 · 赋新能
知识点 1
重力
💡 知识梳理
1. 产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。重力不等于地球对物体的万有引力。
2. 大小:,为当地重力加速度。同一地点,重力与质量成正比。
3. 方向:竖直向下。
易错:不是垂直斜面向下,也不是指向地心。
4. 重心
· 定义:物体各部分受到的重力等效集中的作用点,是等效假想点。
· 影响因素:物体的形状和质量分布。
· 质量均匀、形状规则物体,重心在几何中心。
· 重心可以在物体之外,例如圆环、弯铁丝。
重心不是物体上最重的点,物体每一部分都受重力。
📝 即学即练
关于重心说法正确的是()
A. 重心一定在物体上
B. 物体只有重心处才受重力
C. 质量均匀圆环重心在圆环圆心
D. 形状规则物体重心一定在几何中心
【答案】C
【详解】圆环重心在圆心,不在物体上;物体全部部分都受重力;形状规则还需要质量均匀,重心才在几何中心。
知识点 2
弹力、弹性形变与塑性形变
💡 知识梳理
1. 形变:物体形状或者体积发生改变。
· 弹性形变:外力撤去,物体可以恢复原来形状。
· 塑性形变(非弹性形变):撤去外力不能恢复原状。物体形变超过弹性限度就发生塑性形变。
2. 弹力产生条件(两个条件必须同时满足)
①物体之间直接接触;②发生弹性形变。
仅仅接触,没有挤压形变,不会产生弹力。
3. 弹力的施力与受力:发生形变的物体是施力物体;阻碍形变恢复的物体是受力物体。
简单记:谁形变,谁施力。
4. 弹力有无判断 ——假设法
将接触的物体假想撤掉,看研究对象运动状态会不会改变。
· 若状态改变:说明此处存在弹力;
· 若状态不变:说明该处无弹力。
知识点 3
不同模型弹力方向
💡 知识梳理
1. 接触面模型(面‑面、点‑面接触)
弹力方向:垂直接触面,指向被支持的物体。
例:斜面上物体,支持力垂直斜面向上,不是竖直向上。
2. 轻绳模型
绳只能产生拉力;弹力方向沿绳指向绳收缩方向。
3. 轻杆模型
杆既可以产生拉力,也可以产生支持力;弹力不一定沿杆方向,需要结合物体运动、平衡条件判断。
易错提醒:绳弹力一定沿绳;杆弹力不一定沿杆。
知识点 4
胡克定律
💡 知识梳理
在弹性限度之内,弹簧弹力大小跟弹簧形变量成正比:
· :弹簧弹力;
· :劲度系数,单位;由弹簧材料、粗细、匝数、原长决定,和弹力、形变量无关;
· :形变量,是弹簧伸长量或压缩量,;弹簧原长,弹簧现在长度。不是弹簧总长度。
📝 即学即练
弹簧原长,受拉力后长度变成,弹簧劲度系数,求弹簧弹力。
【答案】
【详解】形变量,
典 例 探 究
研典例 · 悟方法
【典例1】关于重力的大小及重心的位置,以下说法中正确的是( )
A.重力是物体本身具有的力,大小只与物体的质量有关
B.静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其所受的重力
C.重力只作用在物体的重心上,重心的位置总在物体的几何中心
D.重力是由于地球对物体的吸引而产生的,重力的施力物体是地球
【答案】D
【详解】AD.重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,并不是物体本身具有的力,重力的施力物体是地球,物体重力的计算式是
重力的大小只与物体质量、自由落体加速度有关,A错误D正确;
B.不受其他外力而静止在水平面上的物体,对水平面的压力大小等于物体的重力,B错误;
C.重心是物体所受重力的等效作用点,重心的位置与物体的形状和质量分布有关,只有形状规则、质量均匀分布时,重心的位置才在物体的几何中心,C错误。
故选D。
【跟练1】关于重力和重心的叙述,正确的是( )
A.质量为1kg的物体所受的重力一定等于9.8N
B.挂在竖直悬绳下的物体,静止时物体对绳的拉力就是物体受到的重力
C.物体的重心就是物体上最重的一点,所以物体的重心一定在这个物体上
D.物体的重心位置由物体的几何形状和质量分布情况决定
【答案】D
【详解】A.根据
可知物体的重力大小取决于自身质量和当地的重力加速度,所以质量为1kg的物体所受的重力不一定等于9.8N。故A错误;
B.挂在竖直悬绳下的物体,静止时物体对绳的拉力与物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,方向相反。但不能说二者是一个力。故B错误;
C D.物体的重心位置由物体的几何形状和质量分布情况决定,所以物体的重心不一定在这个物体上。故C错误;D正确。
故选D。
【典例2】一个易拉罐由于磕碰,底部边缘有处凹陷。在空易拉罐中注入少量的水后,将易拉罐凹陷处与桌面接触放置在水平桌面上,结果易拉罐“倾而不倒”,如图所示。下列说法正确的是( )
A.注水后,易拉罐的重心位置升高了
B.易拉罐重力的作用线垂直于水平面向下
C.若将注水后的易拉罐正立放置,则其重心位置不变
D.若将空易拉罐剪去上半部,则其重心位置可能不变
【答案】B
【详解】A.注水后,水的重心低,易拉罐本身的重心位置不变,整体的重心位置降低了,故A错误;
B.重力的方向总是竖直向下的,所以易拉罐重力的作用线垂直于水平面向下,故B正确;
C.若将注水后的易拉罐正立放置,水的形状发生变化,整体的重心位置也发生变化,故C错误;
D.若将空易拉罐剪去上半部,易拉罐本身的重心降低,则整体重心位置降低,故D错误。
故选B。
【跟练2】滑板运动是一项极限运动,关于此项运动,下列说法正确的是( )
A.当在平直路面上滑行时,运动员只受重力的作用
B.当在平直路面上滑行时,运动员对滑板的压力就是运动员的重力
C.运动员从滑板上跳起后在空中做动作时,其不受重力的作用
D.运动员从滑板上跳起后在空中做动作时,其重心不一定在人身上
【答案】D
【详解】A.当在平直路面上滑行时,运动员除了受重力的作用外还有支持力的作用,故A错误;
B.当在平直路面上滑行时,运动员对滑板的压力大小等于重力,方向与重力的方向一致,但压力与重力是两个性质不同的力,故B错误;
C.运动员从滑板上跳起后在空中做动作时,其依然受地球的万有压力作用,受重力的作用,故C错误;
D.运动员从滑板上跳起后在空中做动作时,由于运动员身体形状的变化,其重心不一定在人身上,故D正确。
故选D。
【典例3】如图所示,静止的木块对桌面的压力为6N。
(1)画出压力的图示;
(2)画出木块所受重力和支持力的示意图。
【答案】(1) ;(2)
【详解】(1)画木块对桌面的压力的图示步骤:
①根据力的大小选择合适的标度,用如图所示长度表示2N的力;
②从O点竖直向下画一条三倍于标度的线段,表示力的大小,画上箭头表示力的方向;
③标上符号及力的大小。
(2)画力的示意图时,只需画出力的作用点和方向,对线段的长短没有严格要求,木块所受重力和支持力的示意图如图所示。
【跟练3】如图所示,重为40N的木块A静止于斜面B上,已知木块A对斜面B的压力为16N,方向垂直于斜面,试画出A所受重力的图示和A对B压力的示意图。
【答案】
【详解】A所受重力的作用点在A的重心上,A对B压力的作用点在物体B上。选取标度,选0.4cm长的线段表示8N的力;用一点O表示木块A,从O点作一竖直向下的长为2cm的线段,并按选定的标度加上刻度;在线段的末端加上箭头表示力的方向,如下图所示
画力的示意图,从物体B上作一条垂直于斜面向下的线段,并加上箭头,表示压力的方向,然后标明
N=16N
故A对B压力的示意图如下图
【典例4】在图中,a、b均处于静止状态,则a、b间一定有弹力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.假设两球间有弹力,则小球将向两边运动,与题矛盾,故ab间无弹力,故A错误;
B.若两球间无弹力,则两个都将向下摆动,与题矛盾,说明ab间有弹力,故B正确;
C.假设两球间有弹力,则小球b将向右边运动,与题矛盾,故ab间无弹力,故C错误;
D.假设a对b球有弹力,方向必定垂直于斜面向上,b球共受三个力:竖直向下的重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力,三个力的合力不可能为零,则小球b不可能处于静止状态,与题矛盾,故ab间一定没有弹力,故D错误。
故选B。
【跟练4】下列对图中弹力的判断说法正确的是( )
A.图中,小球随车厢一起向右做匀速直线运动,车厢左壁对小球有弹力
B.图中,小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,斜面对小球有弹力
C.图中,小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止,其中a绳竖直,b绳对小球有弹力
D.图中,两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,则两球间有弹力
【答案】B
【详解】A.A图中,小球随车厢一起向右做匀速直线运动,车厢左壁对小球没有弹力,否则小球不可能处于平衡,A错误;
B.B图中,小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,根据平衡条件知,斜面对小球有弹力,B正确;
C.C图中,小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止,其中a绳竖直,则b绳对小球没有弹力,否则小球会向右运动,C错误;
D.D图中,两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,由于轻绳均竖直,根据弹力产生的条件,则两球间没有弹力,D错误。
故选B。
【典例5】按下列要求画出图中所示物体所受的弹力的示意图。
(1)图甲中斜面对物块的支持力;
(2)图乙中用细绳悬挂靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力;
(3)图丙中光滑但质量分布不均的小球的球心在O点,重心在P点,静止在竖直墙和桌边之间,试画出小球所受弹力;
(4)图丁中质量分布均匀的杆被细绳拉住而静止,画出杆所受的弹力。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)物体所受的弹力的示意图如图所示
(2)物体所受的弹力的示意图如图所示
(3)物体所受的弹力的示意图如图所示
(4)物体所受的弹力的示意图如图所示
【跟练5】请在如图所示中画出杆或球所受的弹力。
【答案】见解析
【详解】题图甲中杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用,故A、B两处对杆都有弹力,弹力方向与接触点的平面垂直,如图(a)所示。
题图乙中杆对C、D两处都有挤压作用,因C处为曲面,D处为支撑点,所以C处弹力垂直于圆弧切面指向球心,D处弹力垂直于杆斜向上,如图(b)所示。
题图丙中球挤压墙壁且拉紧绳子,所以墙对球的弹力与墙面垂直;绳子对球的弹力沿绳子向上,如图(c)所示。
题图丁中当重心不在球心处时,弹力作用线也必通过球心,如图(d)所示。应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心。
知 识 填 空
熟知识 · 夯基础
1、 重力
1.定义:由于___________而使物体受到的力。
2.大小:___________,就是自由落体加速度。
3.方向:___________。
4.作用点——重心
(1)重心: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_________,这一点叫作物体的重心。
(2)决定因素:①物体的___________;②物体的___________。
(3)确定方法:对形状不规则的薄板状物体,可以采用___________法来确定重心的位置。
【答案】1.地球的吸引 2.mg 3.竖直向下 4. 集中于一点 形状 质量分布 悬挂
2、 力的三要素及力的表示
5.力的三要素:力的大小、方向和___________。
6.力的表示方法
(1)力的图示:用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力的三要素。
①线段的长短(严格按标度画)表示力的___________;
②___________表示力的方向;
③___________表示力的作用点,线段所在的直线叫作力的作用线。
(2)力的示意图:只用一条带箭头的线段来表示力的___________和___________。
【答案】5.作用点 6. 大小 箭头 箭尾(或箭头) 作用点 方向
3、 弹力
7.(1)形变:物体在力的作用下___________或___________发生改变。
(2)弹性形变:物体在形变后,撤去作用力时能够恢复原状的形变。
(3)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__________(选填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。
(4)弹力
①定义:发生__________的物体,要恢复原状,对__________的物体会产生的力。
②产生的条件:①两物体__________;②发生__________。
(5)几种弹力的方向
①压力和支持力的方向都__________于物体的接触面。
②绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子__________的方向。绳中的弹力常常叫作张力。
【答案】 7. 形状 体积 不能 形变 与它接触 相互接触 弹性形变 垂直 收缩
4、 胡克定律
8.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧__________的长度x成正比。
9.公式:F=__________,其中k为弹簧的__________,单位是牛顿每米,单位的符号是________,它的大小反映了弹簧的软硬程度。
【答案】8.伸长(或缩短) 9. kx 劲度系数 N/m
学 习 小 结
理脉络 · 通全局
一、小结
1. 重力,方向竖直向下;重心是等效作用点,可以在物体外部。
2. 弹力产生:接触 + 弹性形变;用假设法判断弹力是否存在。
3. 弹力方向:接触面垂直面;绳沿绳收缩;杆弹力不一定沿杆。
4. 胡克定律,是形变量;由弹簧自身属性决定。
二、知识网络
新 学 检 测
学以用 · 知以行
1.(多选)如图是五一假期小姚在某景区看到的“天壶”,巨大的茶壶悬在空中,正源源不断的往外出水,祈愿财源滚滚,福寿绵绵。下列说法正确的是( )
A.靠水流的反冲力支撑壶体
B.壶的重心不在水流的延长线上
C.水流越大,壶体会升得越高
D.研究壶体受力时,不能把它当作质点
【答案】BD
【详解】AC.巨大的茶壶悬在空中不是靠水流的反冲力支撑壶体,而是从茶壶里流出的水包围着一根支撑柱,支撑柱支撑壶体,壶体的高度是一定的,与水流无关,AC错误;
B.壶的重心不在水流的延长线上,B正确;
D.研究壶体受力时,壶体的形状大小不能忽略不计,不能把它当作质点,D正确。
故选BD。
2.帝企鹅是南极常见的一种动物,如图所示的是一只处在南极极点的帝企鹅。如果把地球看成一个均匀的球体,关于此帝企鹅与重力有关的问题,下列说法中正确的是( )
A.帝企鹅的重心一定在其体外
B.帝企鹅受到的重力不一定等于地球对它的吸引力
C.帝企鹅受到的重力的方向一定指向地心
D.帝企鹅对地面的压力就是其受到的重力
【答案】C
【详解】A.帝企鹅正常站立时,重心在其体内,故A错误;
BC.处在南极极点的帝企鹅的向心力为0,其所受的重力与地球对它的吸引力相等,此时重力的方向指向地心,故B错误,C正确;
D.帝企鹅对地面的压力与其受到的重力是两种不同性质的力,故D错误;
故选C。
3.(多选)如图所示,下列各图中的物体A均处于静止状态,受到弹力作用的说法正确的是( )
A.图甲中地面是光滑水平的,A与B间存在弹力
B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为、,A对两斜面均有压力的作用
C.图丙中地面光滑且水平,A与竖直墙壁有力的作用
D.图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用
【答案】BCD
【详解】A.图甲中对B进行受力分析,B球受重力和弹力的作用,二力平衡B球静止,因地面光滑,根据平衡条件可知A和B之间不可能存在弹力,故A错误;
B.图乙中采用假设法,若除去左侧的斜面,A将运动,去掉右侧的斜面,A也将运动,所以两斜面对球A均有力的作用,故B正确;
C.图丙由物体的平衡条件知外力F与竖直墙壁对它的作用力平衡,墙对物体A有力的作用,故C正确;
D.A静止在斜面上,垂直斜面方向,根据平衡条件可知A受到斜面B对它的支持力的作用,故D正确。
故选BCD。
4.匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力,下列说法正确的是( )
A.重力和细线对它的拉力
B.重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力
C.重力和斜面对它的支持力
D.细线对它的拉力和斜面对它的支持力
【答案】A
【详解】由于小球做匀速直线运动,故其所受合外力为0;小球受竖直向下的重力和竖直向上的绳子拉力,如果斜面对小球产生弹力,弹力的方向垂直斜面向上,小球所受合外力一定不等于0,所以斜面对小球不会产生弹力,A正确,BCD错误。
故选A。
5.画出下图中物体A受力的示意图(各接触面均光滑)。
(1);(2) ;(3);(4)
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析;(4)见解析
【详解】(1)弹力方向垂直于接触面。
(2)杆的弹力的方向可以不沿杆,但是由于必须平衡重力,所以杆的弹力方向向上。
(3)绳子的拉力必须沿绳,若斜面有支持力,则物体受力不平衡,则支持力不存在。
(4)绳子的拉力必须沿绳。
学 习 反 思
思得失 · 促精进
本节课是相互作用的开篇,学生高频错误:把重力方向写为垂直向下;误以为重心一定在物体上;胡克定律中将弹簧总长当作形变量;认为只要接触就一定有弹力;固化思维认为轻杆弹力一定沿杆。教学中多举实例,区分绳、杆、接触面模型;强化假设法判断弹力有无训练,为本章受力分析打下基础。
第 1 页 共 7 页
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第三章 相互作用——力
§3.1.1 重力与弹力 同步讲义
学 习 目 标
树目标 · 抓落实
1. 理解重力的产生、大小方向,掌握重心概念,会判断物体重心位置(重点)
2. 知道弹力产生的条件,能够判断弹力有无以及弹力方向(重难点)
3. 熟练应用胡克定律,理解劲度系数的物理意义(核心公式)
4. 掌握轻绳、轻杆、接触面三类模型弹力方向判断,规避思维误区(高频考点)
5. 建立受力分析的基本意识,为后续摩擦力、受力分析打好基础(能力拓展)
笃 学 新 知
汲新知 · 赋新能
知识点 1
重力
💡 知识梳理
1. 产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。重力不等于地球对物体的万有引力。
2. 大小:,为当地重力加速度。同一地点,重力与质量成正比。
3. 方向:竖直向下。
易错:不是垂直斜面向下,也不是指向地心。
4. 重心
· 定义:物体各部分受到的重力等效集中的作用点,是等效假想点。
· 影响因素:物体的形状和质量分布。
· 质量均匀、形状规则物体,重心在几何中心。
· 重心可以在物体之外,例如圆环、弯铁丝。
重心不是物体上最重的点,物体每一部分都受重力。
📝 即学即练
关于重心说法正确的是()
A. 重心一定在物体上
B. 物体只有重心处才受重力
C. 质量均匀圆环重心在圆环圆心
D. 形状规则物体重心一定在几何中心
知识点 2
弹力、弹性形变与塑性形变
💡 知识梳理
1. 形变:物体形状或者体积发生改变。
· 弹性形变:外力撤去,物体可以恢复原来形状。
· 塑性形变(非弹性形变):撤去外力不能恢复原状。物体形变超过弹性限度就发生塑性形变。
2. 弹力产生条件(两个条件必须同时满足)
①物体之间直接接触;②发生弹性形变。
仅仅接触,没有挤压形变,不会产生弹力。
3. 弹力的施力与受力:发生形变的物体是施力物体;阻碍形变恢复的物体是受力物体。
简单记:谁形变,谁施力。
4. 弹力有无判断 ——假设法
将接触的物体假想撤掉,看研究对象运动状态会不会改变。
· 若状态改变:说明此处存在弹力;
· 若状态不变:说明该处无弹力。
知识点 3
不同模型弹力方向
💡 知识梳理
1. 接触面模型(面‑面、点‑面接触)
弹力方向:垂直接触面,指向被支持的物体。
例:斜面上物体,支持力垂直斜面向上,不是竖直向上。
2. 轻绳模型
绳只能产生拉力;弹力方向沿绳指向绳收缩方向。
3. 轻杆模型
杆既可以产生拉力,也可以产生支持力;弹力不一定沿杆方向,需要结合物体运动、平衡条件判断。
易错提醒:绳弹力一定沿绳;杆弹力不一定沿杆。
知识点 4
胡克定律
💡 知识梳理
在弹性限度之内,弹簧弹力大小跟弹簧形变量成正比:
· :弹簧弹力;
· :劲度系数,单位;由弹簧材料、粗细、匝数、原长决定,和弹力、形变量无关;
· :形变量,是弹簧伸长量或压缩量,;弹簧原长,弹簧现在长度。不是弹簧总长度。
📝 即学即练
弹簧原长,受拉力后长度变成,弹簧劲度系数,求弹簧弹力。
典 例 探 究
研典例 · 悟方法
【典例1】关于重力的大小及重心的位置,以下说法中正确的是( )
A.重力是物体本身具有的力,大小只与物体的质量有关
B.静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其所受的重力
C.重力只作用在物体的重心上,重心的位置总在物体的几何中心
D.重力是由于地球对物体的吸引而产生的,重力的施力物体是地球
【跟练1】关于重力和重心的叙述,正确的是( )
A.质量为1kg的物体所受的重力一定等于9.8N
B.挂在竖直悬绳下的物体,静止时物体对绳的拉力就是物体受到的重力
C.物体的重心就是物体上最重的一点,所以物体的重心一定在这个物体上
D.物体的重心位置由物体的几何形状和质量分布情况决定
【典例2】一个易拉罐由于磕碰,底部边缘有处凹陷。在空易拉罐中注入少量的水后,将易拉罐凹陷处与桌面接触放置在水平桌面上,结果易拉罐“倾而不倒”,如图所示。下列说法正确的是( )
A.注水后,易拉罐的重心位置升高了
B.易拉罐重力的作用线垂直于水平面向下
C.若将注水后的易拉罐正立放置,则其重心位置不变
D.若将空易拉罐剪去上半部,则其重心位置可能不变
【跟练2】滑板运动是一项极限运动,关于此项运动,下列说法正确的是( )
A.当在平直路面上滑行时,运动员只受重力的作用
B.当在平直路面上滑行时,运动员对滑板的压力就是运动员的重力
C.运动员从滑板上跳起后在空中做动作时,其不受重力的作用
D.运动员从滑板上跳起后在空中做动作时,其重心不一定在人身上
【典例3】如图所示,静止的木块对桌面的压力为6N。
(1)画出压力的图示;
(2)画出木块所受重力和支持力的示意图。
【跟练3】如图所示,重为40N的木块A静止于斜面B上,已知木块A对斜面B的压力为16N,方向垂直于斜面,试画出A所受重力的图示和A对B压力的示意图。
【典例4】在图中,a、b均处于静止状态,则a、b间一定有弹力的是( )
A. B.
C. D.
【跟练4】下列对图中弹力的判断说法正确的是( )
A.图中,小球随车厢一起向右做匀速直线运动,车厢左壁对小球有弹力
B.图中,小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,斜面对小球有弹力
C.图中,小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止,其中a绳竖直,b绳对小球有弹力
D.图中,两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,则两球间有弹力
【典例5】按下列要求画出图中所示物体所受的弹力的示意图。
(1)图甲中斜面对物块的支持力;
(2)图乙中用细绳悬挂靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力;
(3)图丙中光滑但质量分布不均的小球的球心在O点,重心在P点,静止在竖直墙和桌边之间,试画出小球所受弹力;
(4)图丁中质量分布均匀的杆被细绳拉住而静止,画出杆所受的弹力。
【跟练5】请在如图所示中画出杆或球所受的弹力。
知 识 填 空
熟知识 · 夯基础
1、 重力
1.定义:由于___________而使物体受到的力。
2.大小:___________,就是自由落体加速度。
3.方向:___________。
4.作用点——重心
(1)重心: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_________,这一点叫作物体的重心。
(2)决定因素:①物体的___________;②物体的___________。
(3)确定方法:对形状不规则的薄板状物体,可以采用___________法来确定重心的位置。
2、 力的三要素及力的表示
5.力的三要素:力的大小、方向和___________。
6.力的表示方法
(1)力的图示:用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力的三要素。
①线段的长短(严格按标度画)表示力的___________;
②___________表示力的方向;
③___________表示力的作用点,线段所在的直线叫作力的作用线。
(2)力的示意图:只用一条带箭头的线段来表示力的___________和___________。
3、 弹力
7.(1)形变:物体在力的作用下___________或___________发生改变。
(2)弹性形变:物体在形变后,撤去作用力时能够恢复原状的形变。
(3)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__________(选填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。
(4)弹力
①定义:发生__________的物体,要恢复原状,对__________的物体会产生的力。
②产生的条件:①两物体__________;②发生__________。
(5)几种弹力的方向
①压力和支持力的方向都__________于物体的接触面。
②绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子__________的方向。绳中的弹力常常叫作张力。
4、 胡克定律
8.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧__________的长度x成正比。
9.公式:F=__________,其中k为弹簧的__________,单位是牛顿每米,单位的符号是________,它的大小反映了弹簧的软硬程度。
学 习 小 结
理脉络 · 通全局
一、小结
1. 重力,方向竖直向下;重心是等效作用点,可以在物体外部。
2. 弹力产生:接触 + 弹性形变;用假设法判断弹力是否存在。
3. 弹力方向:接触面垂直面;绳沿绳收缩;杆弹力不一定沿杆。
4. 胡克定律,是形变量;由弹簧自身属性决定。
二、知识网络
新 学 检 测
学以用 · 知以行
1.(多选)如图是五一假期小姚在某景区看到的“天壶”,巨大的茶壶悬在空中,正源源不断的往外出水,祈愿财源滚滚,福寿绵绵。下列说法正确的是( )
A.靠水流的反冲力支撑壶体
B.壶的重心不在水流的延长线上
C.水流越大,壶体会升得越高
D.研究壶体受力时,不能把它当作质点
2.帝企鹅是南极常见的一种动物,如图所示的是一只处在南极极点的帝企鹅。如果把地球看成一个均匀的球体,关于此帝企鹅与重力有关的问题,下列说法中正确的是( )
A.帝企鹅的重心一定在其体外
B.帝企鹅受到的重力不一定等于地球对它的吸引力
C.帝企鹅受到的重力的方向一定指向地心
D.帝企鹅对地面的压力就是其受到的重力
3.(多选)如图所示,下列各图中的物体A均处于静止状态,受到弹力作用的说法正确的是( )
A.图甲中地面是光滑水平的,A与B间存在弹力
B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为、,A对两斜面均有压力的作用
C.图丙中地面光滑且水平,A与竖直墙壁有力的作用
D.图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用
4.匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力,下列说法正确的是( )
A.重力和细线对它的拉力
B.重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力
C.重力和斜面对它的支持力
D.细线对它的拉力和斜面对它的支持力
5.画出下图中物体A受力的示意图(各接触面均光滑)。
(1);(2) ;(3);(4)
学 习 反 思
思得失 · 促精进
本节课是相互作用的开篇,学生高频错误:把重力方向写为垂直向下;误以为重心一定在物体上;胡克定律中将弹簧总长当作形变量;认为只要接触就一定有弹力;固化思维认为轻杆弹力一定沿杆。教学中多举实例,区分绳、杆、接触面模型;强化假设法判断弹力有无训练,为本章受力分析打下基础。
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