重力与弹力 课件 高中物理新人教版必修第一册（2022-2023学年）

1、第三章 相互作用力第1节 重力与弹力新人教版 物理（必修第一册） 力是一个物体对另一个物体的作用。认识一个力，需要弄清以下几个问题：1.谁受到的力，谁施加的力？2.怎样量度它的大小？3.它的方向如何？作用点在哪里？分析空中人所受的重力。关于上述问题，你知道哪些？一、重力重力： g是自由落体加速度，也叫重力加速度。一般情况下取g = 9.8 N/kg，粗略计算中取g = 10N/kg 。因为1 N/kg1 m/s2 ，所以 9.8 N/kg = 9.8 m/s2 。重力加速度随着纬度的增加而增加，即赤道最小，两极最大。在地面的同一地点，重力加速度随着高度的增加而减小。由于地球的吸引而使物体受到的

2、力。重力的大小：G=mg重力的方向：方向竖直向下。GG重力作用点重心：定义: 一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的重心。G重心的位置： A：形状规则,质量均匀分布的物体，它的重心在其几何中心处。 B：质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。C：重心的位置是可以变化的。重力作用点重心：D：重心不一定在物体上。E：悬挂法（二力平衡）确定薄板重心的位置。力的图示：用有向线段表示力。G=4N 力的示意图：只在图中画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力。（粗略，常用）如：球所受的

3、重力大小为4N，方向竖直向下。作用点：起点大小：长度方向：箭头2N 2N 2N G二、弹力接触力与非接触力：物体与物体接触时产生的力接触力：弹力摩擦力非接触力：重力磁铁间的作用力形 变：物体在力的作用下的形状或体积会发生改变。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。通过平面镜观察桌面的微小形变弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。被跳水运动员压弯的跳板，要恢复原状，对上面的人产生弹力（支持力）人的脚发生形变，对跳板，产生弹力（压力）弹簧发生压缩形变

4、，要恢复原状，对手有向上的弹力。手发生挤压形变，要恢复原状，对弹簧有向下的弹力。弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。物体放在桌面上，桌面发生挤压形变，桌面要恢复原状，对上面的物体产生弹力（支持力）物体放在桌面上，物体发生挤压形变，物体要恢复原状，对桌面产生弹力（压力）挤压形变产生的弹力方向跟接触面垂直。弹力的方向：弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。物体挂在弹簧上，弹簧发生拉伸形变，弹簧要恢复原状，对上面的物体产生弹力（拉力）弹簧发生压缩形变，弹簧要恢复原状，对上面靠着它的物体产生弹力（推力）弹力的方向：绳子发生拉伸形变，绳子要恢复原状，对挂在上

5、面的物体产生弹力（拉力），弹力的方向沿着绳子，指向形变减小的方向。拉伸压缩形变产生的弹力的方向沿着绳子（或弹簧），指向形变减小的方向。FF【例题1】作出下列两图中光滑小球所受弹力的示意图。假设法：假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象是否还处于原来的状态。F1F2F假设法判断弹力的有无。曲面与平面挤压，弹力方向垂直于平面（曲面的切面）。F1F2【例题2】作出下列各图中标出的物体所受的弹力的示意图（所有接触面都是光滑的）。木块细杆球细杆F1F2F1F2点（线）与平面挤压，弹力方向垂直于平面。F1F2F1F2点（线）与曲面挤压，弹力方向垂直于曲面的切面。点（线）与线挤压，弹力方向垂直于线。探

6、究弹簧弹力与形变量的关系1234567F/N0 0.51.01.52.02.53.0l/cm6.0 7.08.0 9.0 10.0 11.012.0 x/cm01.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0测量和记录数据分析三、胡克定律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。公式： F k x (x为弹簧的形变量) F = kx (x为弹簧的形变量的变化量) F = kl (l为弹簧长度的变化量) 其中：F 弹簧的弹力 F 弹簧的弹力的变化量 k 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。k的单位是牛顿每米，符号N/m或者牛顿每厘米，符号N/cm

7、. 【例题3】如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数都为k4102 N/m，悬挂重物的质量分别为m12 kg，m24 kg，取g10 m/s2，则静止时S1、S2的伸长量分别为()A.5 cm，10 cm B.10 cm，5 cmC.15 cm，10 cm D.10 cm，15 cm解析:因为弹簧S1受到的拉力是下面整体对其的作用，而弹簧S2所受的拉力m2是对它的作用。本题首次体验整体法和隔离法。C【例题4】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。 (1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(选填“水平”或“竖直”)。 (2)弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长

8、度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6。数据如表：代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，符号为_，由表可知所用刻度尺的最小分度为_。(2)弹簧静止时，记录原长L0；表中的数据L3与其他数据有效数字位数不同，所以数据L3不规范，标准数据应读至厘米位的后两位，最后一位应为估计值，精确至mm位，所以刻度尺的最小分度为1 mm。解析:(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向。

9、 竖直静止L31 mm (3)如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值(选填“L0”或“Lx”)。 (4)由图可知弹簧的劲度系数为_N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g。(结果保留2位有效数字，g取9.8 m/s2)(4)由胡克定律Fkx知，mgk(LLx)，即mgkx，所以图线斜率即为g(k)x(m)，则弹簧的劲度系数kx(mg)(122)102(6010)1039.8) N/m4.9 N/m。同理砝码盘质量 mg(k(LxL0)9.8(4.9(27.3525.35)102) kg0.01 kg10 g。解析:Lx (3)由题图知所挂砝码质量为0时，x为

10、0，所以xLLx。 4.9101、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。CD2、作出下列各图中物体A所受弹力的示意图。3、一根弹簧受到10N的拉力时，它的长度12cm，当它受到16N拉力时，它的长度是14cm，则：该弹簧的原长和劲度系数分别是多少？设弹簧原长为l0，劲度系数为k。F k x F1 k （ l1- l0） F2 k （ l2- l0） 求k也可以F = kx 。 4、某同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，