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1、第1节重力与弹力(第1课时重力与弹力)第三章相互作用力新课引入思考思考：如图所示，树上的苹果为什么总要落向地面？建筑工地上工人为什么常用重垂线来检测墙壁是否竖直？一、重力一、重力一、重力1 1、定义、定义：由于地球的吸引而使物体受到的力由于地球的吸引而使物体受到的力2 2、大小：、大小：可由弹簧测力计测出，可以计算可由弹簧测力计测出，可以计算G=mg，其中，其中g=9.8m/s2 3 3、方向：、方向：竖直向下竖直向下思考：重力作用点在哪？GG4.重心重心定义定义:一个物体的各部分都要受到重力的作用，一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看从效果上看，我们可以我们可以认为认为各部分受到的
2、重力集中作用于一点，这一点叫各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的做物体的重心重心.G1G2G3GiGi+1GnG效效等等质量分布均匀的物体：重心的位置只跟物体的形状有关重心的位置只跟物体的形状有关重心在物体上重心在物体上重心不在物体上重心不在物体上重心的位置可以在物体上，也可以在物体外重心的位置可以在物体上，也可以在物体外质量分布不均匀的物体：重心的位置不仅与物体的形状有关还与物体内质量分布重心的位置不仅与物体的形状有关还与物体内质量分布有关有关 悬挂法悬挂法只适用于只适用于薄板状薄板状的物体的物体此方法的原理是什么？此方法的原理是什么？此方法的原理是什么？此方法的原理是什么？二力
3、平衡二力平衡5 5、力的表示方法、力的表示方法（1 1）力的图示）力的图示有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾（或箭有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点。这种表示力的方法，叫作力的图示。头）表示力的作用点。这种表示力的方法，叫作力的图示。2N2Nc cG如图如图为为力的图示力的图示：球所受的：球所受的重力大小为重力大小为6N，方向，方向竖直向下。竖直向下。（2 2）力的示意图）力的示意图不需要准确标度力的大小，只需画出力的作用点和方向不需要准确标度力的大小，只需画出力的作用点和方向c cG【例1】关于物体的重力和重心，下列说法正确的是()A物
4、体所受重力是由于受到地球吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下 B同一物体在地球上的不同位置，当用不同弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的，当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同 C物体的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(如正方体)，其重心一定在其几何中心处C解析重力的方向是竖直向下，与水平面垂直，但不一定与地面垂直，A错误；重力的大小取决于物体的质量和重力加速度的大小，与测量工具无关，不同地点重力加速度不同，重力大小不同，无论用同一弹簧测力计测量，还是用不同弹簧测力计测量，测量结果均不同，B错误；物体的重心是重力的等效作用点，其位置不仅与其几何形状有关，还与
5、质量分布有关，C正确，D错误。答案C【训练1】关于重力，以下说法正确的是()A重力的方向总是垂直于接触面向下的B把处在空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小C挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力D同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等D解析重力的方向总是竖直向下的，但不一定是垂直于接触面向下的，比如在斜面上的物体所受的重力方向并不是垂直于斜面向下的，A错误；重力Gmg，其大小只与物体质量、自由落体加速度g有关，与其他因素无关，B错误；绳子拉力的施力物体是绳子，重力的施力物体是地球，两者的施力物体不同，不是同一个力，C错误；由于自由落体加速度随着纬度、高度的变化而变化，所以同一物体
6、在地球各处所受重力大小不一定相等，D正确。答案D二、二、弹力弹力形变形变2、形变的分类（1）按能否恢复原状分类：弹性形变和非弹性形变（塑性形变）1、定义：物体在力的作用下形状或体积发生改变的现象弹性限度：形变超过一定的限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的状态（2）按形变程度分类：明显形变和微小形变一切物体在力的作用下都会发生形变一切物体在力的作用下都会发生形变二、弹力1、定义定义：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，这种力叫作弹力弹性形变弹性形变3、施力物体：、施力物体：受力物体：受力物体：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2、
7、产生条件：、产生条件：（1）物体间的直接接触（2）接触处发生弹性形变4、方向：、方向：与施力物体形变的方向相反 1、判断弹力方向1、平面与平面：垂直于平面，指向受力物体垂直于平面，指向受力物体2、点与平面：过接触点垂直于平面，指向受力物体过接触点垂直于平面，指向受力物体FFF1F2F1F23、点与曲面：垂直于过接触点的切面，指向受力物体垂直于过接触点的切面，指向受力物体半球形的碗AB4、点与点：垂直于过接触点的共切面，指向受力物体垂直于过接触点的共切面，指向受力物体1、判断弹力方向FFFF三种特殊的物体：质量可以视为零三种特殊的物体：质量可以视为零 弹力方向总是沿着绳而指向绳子收缩方向受力特点
8、：1、同一轻杆的两端及其中间各点张力大小相等弹力方向主要依据平衡条件分析受力情况轻绳轻杆轻弹簧受力特点：1、同一轻弹簧两端及其中间各点张力大小相等弹力方向总是沿着弹簧形变反方向受力特点：1、同一根绳的两端及其中间各点张力大小相等2、只有拉力，拉力一定沿绳方向2、杆所受的力不一定沿杆方向，可能沿任意方向2、弹簧上的弹力不能发生突变1、判断弹力方向平面和平面和平面平面点和平点和平面面点和曲点和曲面面点和点点和点轻绳轻绳轻杆轻杆轻弹簧轻弹簧FF2F1F3FBGA1、判断弹力方向条件法假设法状态法物体间的直接接触接触处发生弹性形变假设不存在弹力，物体状态是否发生改变利用力的平衡条件或者牛顿第二定律2、
9、判断弹力有无1、作用点：两物体接触点2、方向：与施力物体形变的方向相反 3、大小：利用二力平衡弹力的作用点、方向和大小弹簧测力计【例2】(多选)如图所示，各接触面是光滑的，A、B处于静止状态，则A、B间无弹力作用的是()AC解析判断物体之间是否存在弹力，我们可以利用假设法：假设物体间存在弹力，看看物体是否能保持原来的状态；或者假设拿走其中一个物体，如果另一个物体会发生运动，则说明两者之间必然存在弹力作用。对于A、C选项，假设物体A和B之间存在弹力，A、C选项中的物体均无法保持静止，故物体之间无弹力；对于B、D选项，如果拿走B物体，A物体都会开始运动，故物体间存在弹力，故A、C正确。答案AC【例
10、3】在如图所示的各图中画出杆或球P所受弹力的方向，已知杆或球均处于静止状态。解析题图甲中P受到的弹力有球面与球面之间的弹力，弹力方向应垂直于两球接触点沿球面的切线；绳的拉力沿绳斜向上，如图(a)所示。题图乙中杆对C、D两处有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力方向垂直于其切面指向圆弧所对应的圆心，D处弹力方向垂直于杆斜向上，如图(b)所示。题图丙中球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力方向与墙面垂直；绳子对球的弹力方向沿绳子斜向上，如图(c)所示。题图丁中球受到的弹力方向与棱和球面接触处的切面垂直，即沿着球的半径方向指向球心，如图(d)所示。答案见解析【训练2】(多选)如图所示的
11、四幅图中，研究对象P所受弹力的方向正确的是()AC三三、胡克定律胡克定律思考：弹力的大小和哪些因素有关？怎样求解？（1 1）由受力分析得到。）由受力分析得到。）由受力分析得到。）由受力分析得到。（2 2）弹簧的弹力（弹性限度内）弹簧的弹力（弹性限度内）弹簧的弹力（弹性限度内）弹簧的弹力（弹性限度内）:胡克定律胡克定律胡克定律胡克定律弹力大小弹力大小弹力大小弹力大小：弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大，形
12、变消失，弹力随着也消失。弹力随着也消失。弹力随着也消失。弹力随着也消失。F=kx弹力（弹性限度内）弹力（弹性限度内）弹力（弹性限度内）弹力（弹性限度内）劲度系数劲度系数劲度系数劲度系数：表示弹簧的一种属性，他的数值与弹簧的材料，表示弹簧的一种属性，他的数值与弹簧的材料，表示弹簧的一种属性，他的数值与弹簧的材料，表示弹簧的一种属性，他的数值与弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单位长度的匝数及弹簧的原长弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单位长度的匝数及弹簧的原长弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单位长度的匝数及弹簧的原长弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单位长度的匝数及弹簧的原长有关。有关。有关。有关。单位：
13、单位：单位：单位：牛牛牛牛/米米米米（N/mN/m）变化量变化量变化量变化量弹簧的伸长量或缩短量！弹簧的伸长量或缩短量！弹簧的伸长量或缩短量！弹簧的伸长量或缩短量！原长原长原长原长压缩量压缩量压缩量压缩量伸长量伸长量伸长量伸长量FG胡克定律的图像描述：胡克定律的图像描述：形变量形变量三三、胡克定律胡克定律胡克定律的图像描述：胡克定律的图像描述：横截距：弹簧的原长横截距：弹簧的原长弹簧的长度弹簧的长度三三、胡克定律胡克定律【例4】一根轻质弹簧在10.0 N的拉力作用下，其长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm。求：(弹簧始终在弹性限度内)(1)当这根弹簧长度为4.20 cm时，弹簧受到的
14、压力是多大？(2)当弹簧受到15.0 N的拉力时，弹簧的长度是多少？【训练3】(多选)一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系如图所示，根据图像判断正确的是()A弹簧的劲度系数为1 N/m B弹簧的劲度系数为100 N/m C弹簧的原长为6 cm D弹簧伸长2 cm时，弹力的大小为4 N解析 弹簧处于原长时，弹簧的弹力应为零，由此可知弹簧原长为6 cm；由题图图像可知，当弹簧伸长2 cm时，弹力的大小为2 N，根据胡克定律可得弹簧的劲度系数为100 N/m，选项B、C正确，A、D错误。答案BCBC小小 结结重力弹力大小：方向：有无的判定：产生条件：产生：大小：方向：作用点：由于地球吸引而使物体受到的力
15、由于地球吸引而使物体受到的力G=mg竖直向下竖直向下重心重心物体间的直接接触物体间的直接接触 接触处发生弹性形变接触处发生弹性形变条件法条件法 假设法假设法 状态法状态法胡克定律胡克定律与施力物体形变的方向相反与施力物体形变的方向相反 随堂对点自测1(重力)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解析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
16、力，重力的施力物体是地球，物体重力的大小只与物体质量、自由落体加速度有关，选项A错误，D正确；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，选项B错误；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，选项C错误。答案DD2.(弹力的产生)(多选)(2022黑龙江实验中学期中)一个足球放在一块长木板上，如图所示，木板和足球均发生了弹性形变，关于它们弹力的情况，以下说法正确的是()A足球受到的支持力是木板产生的弹力 B足球产生的弹力作用在木板上 C木板形变是由于木板产生弹力造成的 D足球产生的
17、弹力就是足球对木板的压力解析足球受到的支持力是由木板发生弹性形变而产生的，故A正确；木板对足球有弹力的作用，物体间力的作用是相互的，足球产生的弹力作用在木板上，故B正确；木板形变是由于木板受到足球的作用力的结果，故C错误；足球产生的弹力就是因为足球发生弹性形变对木板产生的压力，故D正确。答案ABDABD3(弹力的方向)关于下列四幅图中的弹力的方向，下列说法正确的是()A甲图中，由于书的形变，对桌面产生向下的弹力 B乙图中，弹簧发生弹性形变时，弹力的方向与弹簧收缩方向相反 C丙图中，碗对筷子的弹力方向沿筷子斜向上，如图中箭头所示 D丁图中，绳的拉力方向沿着绳而指向绳拉伸的方向A解得劲度系数为k N/m375 N/m4(胡克定律)如图所示，一根轻弹簧的原长为20 cm，竖直悬挂着，当用15 N的力向下拉弹簧时，量得弹簧长24 cm。若把它竖立在水平桌面上，用30 N的力竖直向下压时，弹簧长度是多少？(始终在弹簧的弹性限度内)解析当弹簧受向下的15 N的拉力作用时，由胡克定律知F1k(L2L1)即15 Nk(0.24 m0.20 m)当用30 N的力向下压时，设弹簧长度为L3由胡克定律知F2k(L1L3)答案12 cm