1.3重力与弹力（课件）-高教版第三版《物理（通用类）》【上好课】

该中职物理课件围绕“重力与弹力”展开，系统讲解力的概念、三要素、图示与示意图，重力的大小（G=mg）、方向及重心，弹力的产生条件、胡克定律（F=kx）及常见方向。通过“冰面摔倒”情境导入，引出力的作用效果和三要素，再以即时练习、实验探究为支架衔接重力与弹力的学习。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，如用等效法理解重心、放大法观察桌面微小形变，结合弹簧实验数据描点连线归纳胡克定律培养科学探究能力。通过复兴号空气弹簧、汉代郑玄弹性认识等实例，帮助学生构建相互作用观念，教师可借助结构化练习和互动设计提升教学效率。

1.3 重力与弹力 主题一 运动和力 高教版《物理（通用类）》 SZ-LWH 学习目标 1. 理解力、重力、形变和弹力的含义，知道力的三要素、单位、表示方法及常见弹力方向，掌握重力大小关系和胡克定律。 2. 能确定施力物体和受力物体，规范画力的图示或示意图，计算重力与弹簧弹力，并依据接触面或绳的方向判断弹力方向。 3. 通过弹簧实验和桌面微小形变分析，形成用实验数据归纳规律、用等效法和放大法处理物理问题的意识。 SZ-LWH 冰面上为什么容易摔倒 教材情境：人们平时在地面上能轻松行走，穿上滑冰鞋学习滑冰时却容易步履蹒跚、摔跤。 问题：人的运动状态为什么会改变？准确分析物体受力，需要先知道力的哪些基本属性？ 答案：物体间的相互作用会改变运动状态或形状；还要知道力的大小、方向和作用点。 教师归纳：本课从力的概念和表示入手，研究重力、弹力及其方向和大小规律。 SZ-LWH 力 力是物体间的相互作用。 一个力必有施力物体和受力物体。分析时先确定研究对象，再写清“哪个物体对哪个物体施力”。 易错辨析：物体不能脱离另一个物体单独施力；分析某个力时必须同时明确施力物体和受力物体。 SZ-LWH 力的作用效果 物体运动状态的改变或形状的改变，都是物体间相互作用的结果。 形状改变 运动状态改变 运动和形变 SZ-LWH 力的测量、单位和三要素 力的大小可以用测力计测量；在国际单位制中，力的单位是N（牛）。力是矢量，既有大小，又有方向。 力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关，大小、方向和作用点称为力的三要素。 研究力时要同时说明：力有多大、指向哪里、作用在什么位置。 SZ-LWH 力的图示 按一定标度画有向线段：线段长度表示力的大小，箭头指向表示力的方向，箭尾表示力的作用点。 教材示范：画出100 N、与水平方向成30°的拉力，必须标明标度、箭头、作用点和力的符号。 作用点—方向—大小 SZ-LWH 力的示意图 力的示意图只画力的作用点和方向，表示物体在该方向受到力；与力的图示相比，不要求按标度表示大小。 选择依据：题目要求体现大小时画力的图示；只需分析受力方向时画力的示意图。 SZ-LWH 即时练习 1. 足球被踢后速度发生变化，这一现象说明什么？指出脚对足球的力的施力物体和受力物体。 答案：足球受到力的作用；施力物体是脚，受力物体是足球。 解析：速度改变属于运动状态改变，可据此判断足球受到了力。 SZ-LWH 即时练习 2. 用2 N表示1 cm的标度，画出作用在小车上、水平向右的8 N拉力图示。 答案：从小车上的作用点水平向右画4 cm有向线段，标出箭头和符号F，并注明标度。 解析：力的图示必须同时体现标度、大小、方向和作用点。 SZ-LWH 重力 地球表面附近的物体由于地球的吸引而受到的力称为重力，用G表示。 苹果落向地面、江河向低处流淌、地表空气没有飘散到外太空，都与地球吸引有关。 SZ-LWH 重力的大小 G = mg G是重力，单位N；m是质量，单位kg；g是重力加速度。 本课计算取g=9.8 m/s2。 SZ-LWH 重力的方向与重心 重力方向总是竖直向下；可把物体各部分受到的重力等效为一个作用在重心上的力。 等效方法：在保证效果相同的前提下，用一个作用在重心上的力代替物体各部分受到的重力。 SZ-LWH 运动状态改变，重力方向变吗 思考：物体静止、竖直上升、竖直下降或沿水平方向运动时，所受重力方向是否改变？ 答案：不改变，重力方向始终竖直向下。 易错辨析：竖直向下由重力方向决定，不等于垂直接触面向下；只有水平接触面时两者才垂直。 SZ-LWH 即时练习 3. 质量为2 kg的工具箱放在地面附近，求其所受重力的大小和方向。 答案：由 G = mg 得 G = 2×9.8 N = 19.6 N，方向竖直向下。 解析：质量用kg，重力用N；重力方向与物体是否静止无关。 4. 一只小球竖直向上运动时，它所受重力方向是否随运动方向改变？ 答案：不改变，重力方向始终竖直向下。 解析：运动方向不是判断重力方向的依据。 SZ-LWH 形变与弹力 物体在力的作用下形状或体积发生的变化，称为形变。发生形变后的物体由于要恢复原状，会对接触物体产生作用力，这种力称为弹力。 撤去作用力后能恢复原状的形变称为弹性形变；形变过大后不能完全恢复原状，这个限度称为弹性限度。 弹力产生条件：物体相互接触并发生形变；弹力方向指向恢复原状的方向。 SZ-LWH 弹簧弹力的方向 弹簧压缩后，对接触物产生向外的弹力；弹簧伸长后，对相连物产生向内的弹力。 判断方向时想象弹簧恢复原长的趋势。 SZ-LWH 胡克定律 在弹性限度内，弹簧弹力大小F与弹簧伸长或缩短的长度x成正比。 F = kx k为弹簧的劲度系数，单位是N/m；不同弹簧的劲度系数一般不同。 使用胡克定律前必须先确认弹簧处于弹性限度内。 SZ-LWH 研究弹簧弹力与形变量 先读弹簧自然长度；依次悬挂钩码，待静止后记录长度并计算形变量；以形变量为横轴、弹力为纵轴描点并连线。 由多组数据和图像判断弹力与形变量的关系，不能只凭一组数据下结论。 SZ-LWH 微小形变与放大法 桌面受压会发生不易察觉的形变。平面镜角度随桌面微小变化，反射光斑在远处产生明显移动。 放大法：把不易直接观察的微小变化转化为可明显观察的现象。 SZ-LWH 常见弹力的方向 压力和支持力都垂直接触面；绳的拉力沿绳，并指向绳收缩的方向。 支持力：垂直接触面 拉力：沿绳指向收缩 先查接触与形变 SZ-LWH 弹性技术与科学文化 复兴号动车组使用空气弹簧实现弹性缓冲、隔振消声，并使刚度和承载力随载荷变化调节，提高运行稳定性与乘坐舒适性。 我国汉代郑玄已经认识到弓具有弹性限度和线性弹力特点，比胡克发现胡克定律早约1500年。 SZ-LWH 即时练习 5. 在弹性限度内，弹簧劲度系数为200 N/m，形变量为0.03 m，求弹力大小。 答案：由 F = kx 得 F = 200×0.03 N = 6 N。 解析：先确认处于弹性限度内，再把形变量用m表示。 6. 一本书静止放在水平桌面上，桌面对书的支持力方向怎样？说明依据。 答案：支持力垂直接触面并指向书，即竖直向上。 解析：支持力是接触处形变产生的弹力，方向垂直接触面。 SZ-LWH 课堂背诵 1. 请完整说出力的定义、单位和三要素。 答案：力是物体间的相互作用；单位是N（牛）；三要素是大小、方向和作用点。 2. 请完整说出重力的定义、大小关系、方向和作用点。 答案：地球表面附近的物体因地球吸引而受到的力称为重力；方向竖直向下，可认为作用在重心上。 G = mg SZ-LWH 课堂背诵 3. 填空：物体由于要恢复______，会对接触物产生作用力， 这种力称为______。 答案：原状；弹力。 4. 请说出胡克定律的内容、公式及劲度系数的单位。 答案：弹性限度内，弹簧弹力与形变量成正比；F = kx；k的单位是N/m。 5. 填空：压力和支持力的方向都______于接触面；绳拉力沿绳并指向绳______的方向。 答案：垂直；收缩。 SZ-LWH 师生互动：重力示意图互检 任务一：小组分别画出静止、竖直上升和水平运动物体的重力示意图，互检作用点和方向。 答案：重力均从重心竖直向下，标注G。 教师归纳：重力方向不随运动状态改变。 SZ-LWH 师生互动：弹簧数据处理 任务二：根据弹簧自然长度、各次悬挂后的长度和弹力数据，计算形变量，在坐标系中描点并判断F与x的关系。 答案：弹性限度内，数据点近似在一条过原点的直线上，F与x成正比；图线斜率表示k。 教师评价：正确设置标度、标注单位并依据多组图像证据得出结论；只凭单组数据下结论需补充证据。 SZ-LWH 师生互动：微小形变解释 任务三：用力按压两平面镜之间的桌面时，墙上激光光斑移动。解释现象并判断能否证明桌面发生形变。 答案：能。桌面微小形变使平面镜角度和反射光路改变，远处光斑把变化放大。 教师归纳：弹力可由明显形变或被放大的微小形变提供证据，判断时要联系现象、形变和恢复方向。 SZ-LWH 课堂练习 1. 关于力的说法，正确的是（　　）。 A．力可以脱离物体单独存在　　B．力是物体间的相互作用 C．只有运动物体才受到力　　D．物体形状改变与力无关 答案：B。 解析：力不能脱离物体；力可改变物体的运动状态或形状。 2. 填空：力的三要素是______、______和______；国际单位是______。 答案：大小；方向；作用点；N（牛）。 解析：三要素共同影响力的作用效果。 SZ-LWH 课堂练习 3. 质量为5 kg的物体位于地面附近，求其所受重力的大小和方向。 解：由 G = mg 得 G = 5×9.8 N = 49 N。 答案：重力大小为49 N，方向竖直向下。 解析：重力方向不随物体运动状态改变。 SZ-LWH 课堂练习 4. 用10 N表示1 cm的标度，画出作用在物体上、与水平方向成30°斜向右上方的20 N拉力图示。 答案：从作用点沿与水平成30°的右上方向画2 cm有向线段，标注箭头、F及标度。 解析：线段长度按标度反映20 N；箭头和箭尾分别反映方向与作用点。 SZ-LWH 课堂练习 5. 在弹性限度内，一根弹簧的自然长度为12 cm，受力后长度为15 cm，劲度系数为300 N/m。求弹力大小。 解：形变量x = 15 cm−12 cm = 0.03 m；由 F = kx 得 F = 300×0.03 N = 9 N。 答案：弹力大小为9 N。 解析：形变量是长度的变化量，不是弹簧受力后的总长度；代入前换算为m。 SZ-LWH 课堂练习 6. 一本书放在水平桌面上，一个灯笼由竖直绳悬挂。分别说明书所受支持力和灯笼所受绳拉力的方向。 答案：书所受支持力垂直桌面向上；灯笼所受拉力沿绳向上，指向绳收缩的方向。 解析：支持力垂直接触面，绳的拉力沿绳；两者都是弹力。 SZ-LWH 课堂小结 核心知识 力是物体间的相互作用；N是单位；大小、方向和作用点是三要素。 重力满足G=mg，方向竖直向下，作用在重心上。 弹力由接触和形变产生；弹性限度内F=kx。 方法与规范 先选研究对象，再找施力与受力物体；按“作用点—方向—大小”作图；用等效法处理重心，用放大法观察微小形变。 回应导入：冰面上的运动状态变化要从受力分析；本课建立了力、重力和弹力的分析工具。 SZ-LWH 作业布置 1．复习本节课的知识点； 2．完成课后练习； 3．整理笔记和易错题。 SZ-LWH $