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1、第一课时力重力和弹力第一课时力重力和弹力 (对应学生用书第15页)1理解力的概念，掌握力的有关知识2理解重力、弹力的概念，掌握弹力产生的条件3掌握弹力有无的判断方法，灵活进行弹力大小的计算及方向的判断 (对应学生用书第15页)1力(1)力的概念力是物体和物体之间的相互作用力的三要素：大小、方向、作用点力的作用效果：a.使物体发生形变；b.改变物体的运动状态(2)力的分类按性质分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等按效果分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等(3)力的基本特征物质性 力不能脱离物体而独立存在相互性物体间力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体矢量性力是矢
2、量，既有大小，又有方向，一般用有向线段表示独立性一个力对物体产生的效果，与物体受到的其他力无关同时性物体间的相互作用总是同时产生、同时变化、同时消失.(4)力的图示和示意图力的图示：力可以用带箭头的线段来表示线段按一定比例(或标度)画出，它的长短表示力的大小，它的箭头表明力的作用方向，箭尾或箭头表示力的作用点力的示意图：只在图中画出力的方向(无标度)表示物体在这个方向上受到了力(5)力的测量力的测量仪器是测力计，实验室中常用的是弹簧测力计，在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号为N.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：Gmg.(4)g的特点在地球的同一
3、位置g值是一个不变的常数g值随着纬度增大而增大g值随着高度的增大而减小不同的星球表面g值一般不同 (5)重心：重力的等效作用点相关因素a物体的几何形状；b物体的质量分布位置确定a质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其几何中心上b对于形状不规则或者质量分布不均匀的物体(例如薄板)，重心可用悬挂法确定(1)重力与所在水平面垂直(2)重力方向常见说法：竖直向下；垂直水平面向下(注意：不能说成垂直接触面向下)3弹力(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用(2)产生条件物体相互接触；物体发生弹性形变(3)方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反(4)大小弹簧类弹力
4、：在弹性限度内遵从胡克定律Fkx.非弹簧类弹力大小应由平衡条件或动力学规律求解1下列关于力的说法中，正确的是(B)A只有相互接触的两物体之间才有力的作用B力是使物体发生形变或改变运动状态的原因C只要两个力的大小相同，它们产生的作用效果一定相同D力必定联系着两个物体，其中一个物体是受力物体，另一个是施力物体，施力物体不可能受力解析：力的作用是相互的，施力物体同时又是受力物体，但两物体不一定接触，力的作用效果是使物体发生形变或改变运动状态，大小相等的两个力作用效果不一定相同，故选项B正确2病人在医院里输液时，液体一滴滴从玻璃瓶中滴下，在液体不断滴下的过程中，玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将(C)A一
5、直下降 B一直上升C先降后升 D先升后降解析：重心的变化与物体的形状及质量分布有关，随液体的不断滴出，重心下降，完全滴出后重心又回到瓶子的原重心处，故选项C正确3请在图中画出杆或球所受的弹力方向解析：图(a)中，杆的A端和B端受的弹力方向分别与竖直墙壁和水平地面垂直；图(b)中，A、B两球之间的弹力方向沿两球球心连线，所受弧形槽支持力方向沿槽的半径方向；图(c)中，球所受绳的拉力沿绳收缩的方向，墙对球的支持力与墙垂直如图所示答案：略 (对应学生用书第1617页)重力的进一步理解1重力的产生(1)地球附近的任何物体都受重力作用(2)重力是由于地球对物体的吸引而产生的，但不能说重力就是地球对物体的
6、吸引力由于地球的自转，地球对物体的引力除产生重力之外，还要提供物体随地球自转所需要的向心力，如图所示，因此，重力是万有引力的一个分力2重力的大小重力的大小可用测力计测出，物体的重力在数值上等于物体静止时对水平支持面的压力或对竖直悬绳的拉力，但不能说重力就是压力或拉力，这是两种不同性质的力3对重心的理解重心是物体各部分所受重力的等效作用点，不一定在物体上，与物体的形状及质量分布有关，与物体的位置、放置状态及运动状态无关有规则几何形状的均匀物体，它的重心位置在它的几何中心上物体的重心和物体质量分布以及形状有关，研究物体重心变化时，首先要考虑物体的形状，然后研究相应质量的分布【例1】 关于重力与重心
7、的理解，下列正确的是()A重心就是物体上最重的一点B用细软线将物体悬挂起来，重心一定在悬线所在的直线上C重力就是物体对支撑面的压力，所以重力的方向总是垂直指向支撑面的D如果把地球看做规则的球体，并且忽略地球的自转，则同一物体在地球上的不同位置所受的重力是完全相同的思路点拨：根据重力的产生及重心的概念分析判断解析：逐项分析如下：选项诊断结论A重心是物体所受重力的等效作用点而不是重不重B根据二力平衡，重力和绳的拉力必共线C重力的方向竖直向下，并不一定垂直支撑面D不考虑自转时，重力等于万有引力，方向始终指向地心，不同位置方向不同答案：B.针对训练11：如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动；根据图
8、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，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B重力的方向总是垂直向下的C物体重心的位置与物体的形状和质量分布无关D力是使物体运动的原因解析：重心是物体各部分所受重力的等效作用点，故A对由题图可知重心的位置与物体的质量分布和形状有关，故C错重力的方向总是竖直向下而不是垂直向下，故B错力是改变物体运动状态的原因，故D错答案：A.弹力的有无及方向的判定1弹力有无的判断假设法思路假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力例证图中细线竖直、斜面光
9、滑，因去掉斜面体，小球的状态不变，故小球受细线的拉力，不受斜面的支持力替换法思路用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力例证图中轻杆AB、AC.用绳替换AB，原装置状态不变，说明AB对A点施加的是拉力；用绳替换AC，原状态不能维持，说明AC对A点施加的是支持力状态法思路由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力例证升降机以ag加速下降时物体不受底板的弹力作用.2弹力方向的判定绳和杆两种模型的最大区别是：绳只能产生拉力，不能产生推力，且绳
10、子弹力的方向一定沿着绳子收缩的方向；而杆既可以产生拉力，也可以产生推力，弹力的方向可能沿杆，也可能不沿杆【例2】 如图所示，倾角为30，重为80 N的斜面体静止在水平面上一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是()A斜面体有向左运动的趋势B地面对斜面体的支持力为80 NC球对弹性轻杆的作用力为2 N，方向竖直向下D弹性轻杆对小球的作用力为2 N，方向垂直斜面向上解析：把小球、杆和斜面体作为整体受力分析可知，仅受重力和地面的支持力，且二力平衡，故A、B错；对小球受力分析知，只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力(杆对小球的力不
11、一定沿杆)，故C对，D错答案：C.由于杆可以发生拉伸形变、压缩形变或弯曲形变，故杆的弹力可以沿着杆，也可以不沿着杆；在一个具体问题中，必须根据运动状态正确判断出杆的弹力方向，应用的规律一般有共点力平衡、牛顿第二定律等针对训练21：如图所示，横梁的一端插在墙上，另一端固定一轻小的定滑轮，一轻质细绳跨过定滑轮，下面系一质量为m的小球，整个装置处于静止状态，试分析横梁对滑轮的弹力方向解析：依题意，定滑轮受三个力作用而处于静止，即两段轻绳分别对它产生斜向左上方和竖直向下的拉力F1和F2(其大小均为mg)，以及横梁对它产生的弹力N.根据共点力的平衡条件可知，这三个力的合力应该为0，所以N的方向就和拉力F
12、1和F2的合力F12方向相反，如图所示答案：见解析考点一：重力、重心的理解【例1】 (基础题)质量为2 kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止(g取9.8 N/kg)，则以下说法正确的是()A物体重力大小等于19.6 NB物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同，所以它们是同一个力C剪断细绳后，物体不受任何力的作用D物体的各部分中，只有重心处受重力解析：逐项分析如下：选项诊断结论A由公式Gmg19.6 NB物体对绳子的拉力，施力物体是物体，属于弹力，重力的施力物体是地球，属于引力C剪断绳后，物体仍受重力作用D物体各部分都受重力，从“效果”看跟重力作用在重心上一样答案：A.重力的大小和方向与物
13、体的运动状态无关，重心只是重力的等效作用点考点二：弹力有无判断【例2】 (能力题)在如图所示的小车内放一质量为m的光滑球，试分析在下列两种情况下球各受几个弹力作用？(1)小车向右做匀速直线运动(2)小车向右以加速度a做匀加速直线运动思路点拨：本题可结合物体的运动状态通过力和状态的条件(平衡或牛顿第二定律)分析求解解析：(1)当小车做匀速直线运动时，水平、竖直方向所受合力均为零，故车壁对球无弹力，车底对球有弹力，故球受一个弹力(2)当球向右做加速运动时，竖直方向受力平衡：N1mg，水平方向，由牛顿第二定律得N2ma，故受两个弹力答案：见解析对于形变明显的情况(如弹簧)可由形变直接判断并求解形变不
14、明显的情况常用“假设法”、“替换法”、“状态法”进行分析研究考点三：胡克定律综合应用【例3】 (能力题)如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态现缓慢地向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，求这个过程中下面木块移动的距离 (对应学生用书第214页)【测控导航】 考点题号1.对重力、重心的理解及应用12.对力的性质的理解23.弹力的认识及计算3、4、64.弹簧模型的应用5、7、81如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之
15、宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上是因为(D)A马跑得快的缘故B马蹄大的缘故C马的重心在飞燕上D马的重心位置和飞燕在一条竖直线上解析：不论雕塑形状如何，只要其重心和底座在同一条竖直线上，便不会翻倒2(2011年广东模拟)2008年8月17日，在北京奥运会3米跳水比赛中，我国跳水运动员郭晶晶成功卫冕冠军如图所示为她跳水前的起跳动作下列说法正确的是(D)A郭晶晶受到弹力的直接原因是郭晶晶的腿发生弯曲形变B郭晶晶对跳板的压力就是她的重力C郭晶晶能跳得高的原因之一，是因为她对板的作用力远大于板对她的作用力D郭晶晶能跳得高的原因之一，是因为板对她的作用力远大于她的重力解析：发生形变的物体会对
16、与它接触的物体产生力的作用，郭晶晶所受的弹力是跳板发生形变产生的，故A错误；郭晶晶对跳板的压力和她的重力不是一种性质的力，并且这两个力的作用对象也不同，故B错误；郭晶晶对板的作用力和板对她的作用力是一对作用力和反作用力，等大、反向，她跳得高的原因之一是板对她的作用力大于她的重力，故C错误、D正确3(2011年福建模拟)如图所示的(甲)、(乙)、(丙)、(丁)4种情况，光滑斜面的倾角都是30，球的质量都是m，球都是用轻绳系住处于平衡状态，则(B)A(甲)图中球对斜面的压力最大B(乙)图中球对斜面的压力最大C(丙)图中球对斜面的压力最大D(丁)图中球对斜面的压力最小4(拓展探究题)如图所示是一辆以
17、燃烧蜡烛为动力的玩具小车，关于蜡烛燃烧产生的热气流对蜡烛上方倾斜的钢板的作用力，以下说法正确的是(B)A竖直向上 B垂直于钢板向上C水平向前 D沿斜面向下解析：将热气流看成一个整体，随气流上升和板发生相互作用，由弹力的方向可知气流和板的作用应垂直于接触面向上，故选项B正确5(2011年安徽宣城调研)如图所示，质量分别为m1、m2、m3的小物块A、B、C用两根相同的自然长度为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，在竖直向上的外力F的作用下在空中静止，小物块A、B、C可视为质点，A、C之间的距离是(A)6(2011年山东省淄博市一模)如图所示，轻绳上端固定在天花板上的O点，下端悬挂一个重为10 N的物
18、体A，B是固定的表面光滑的圆柱体，当A静止时，轻绳与天花板的夹角为30，B受到绳的压力是(B)解析：轻绳绕过光滑固定圆柱体，故轻绳上拉力大小处处相等，T1T210 N，B受到绳的压力为T1、T2的合力，解得：F10 N.7(2011年厦门适应性训练)如图所示，完全相同的A、B两球，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为，则弹簧的长度被压缩了(C)8如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线试由图线确定：(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧长度为25 cm时弹力的大小答案：(1)10 cm(2)200 N/m(3)30 N