名师教案 人教版高中物理 必修第一册3.1重力与弹力

第三章相互作用——力第1节重力与弹力第1课时【素养目标】1.理解力的概念，会画力的图示和力的示意图．2．知道重力产生的原因、重力的方向，会计算重力的大小．(重点)3．知道重心的概念及其确定方法．(难点)4．了解四种相互作用.【必备知识】知识点一、力和力的图示1．运动状态的变化物体的运动状态用速度来描述．只要物体的速度变化了，不管是大小还是方向改变了，都说这个物体的运动状态发生了变化．2.力的四种基本性质物质性力不能离开物体而独立存在，只要有力，就一定有施力物体和受力物体相互性力存在于施力物体和受力物体之间，力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体矢量性在研究力的时候，既要注意力的大小，又要注意力的方向，在计算时遵循矢量计算法则独立性几个力作用在同一物体上，每个力对物体的作用效果均不会因其他力的存在而改变3.单位：国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N.4.力的作用效果(1)使物体的运动状态发生变化；(2)使物体产生形变．5.力的分类按效果命名：压力、拉力、推力、动力、阻力、向心力等。按性质命名：重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。6.力的三要素：大小、方向、作用点。三要素都可以影响力的作用效果。7.力的图示和力的示意图 (1)力的图示：能表示出力的大小、方向和作用点．(2)力的示意图：只表示出力的作用点和方向．知识点二、重力1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。2．大小：G＝mg，其中g是自由落体的加速度，一般计算中g取9.8m/s2.3．方向：重力总是竖直向下的，和当地水平面垂直，不一定和接触面垂直，不一定指向地心。只有在两极和赤道时，重力的方向才指向地心。4．作用力——重心从效果上可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫物体的重心．形状规则的均匀物体重心在其几何中心处，质量分布不均匀的物体，重心位置与形状和质量分布有关．（1）重心是重力的等效作用点，并非物体的全部重力都作用于重心．（2）重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如一个圆形平板的重心在板上，而一个铜环的重心就不在环上．（3）质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上；（4）对形状不规则的薄板物体，可用支撑法或悬挂法来确定其重心．（5）重心的位置与物体所在的位置及运动状态都无关。【课堂检测】1.关于重力的方向，下列说法中正确的是（

）A.

重力的方向总是垂直向下

B.

重力的方向总是竖直向下

C.

重力的方向总是和支持物体的支持面垂直

D.

重力的方向总是垂直接触面向下【答案】B【解析】A、重力的方向总是竖直向下的，与水平面垂直，AD不符合题意，B符合题意；C、重力的方向总是和水平支持物体的水平支持面垂直，和倾斜支持面不垂直，C不符合题意；故答案为：B【分析】重力方向总是竖直向下；不一定与支持面垂直；与接触面方向无关。2.质量为2kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下保持静止(g取9.8N/kg)。则以下说法正确的是（

）A.

物体的各部分中，只有重心处受重力

B.

细绳所在直线可能与天花板不垂直

C.

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

D.

剪断细绳后，物体不受任何力的作用【答案】B【解析】A．物体的各部分都受到重力作用，重心是各部分受到重力的等效集中点，A不符合题意；B．细绳是竖直的，若天花板不水平，则细绳所在直线与天花板不垂直，B符合题意；C．体对绳子拉力的施力物体是物体，而物体所受重力的施力物体是地球，虽然方向均相同，但它们不是同一个力，C不符合题意；D．剪断细绳后，物体仍受重力的作用，D不符合题意；故答案为：B。【分析】重心是物体上各部分受到重力的等效集中点；细绳所在直线可能由于天花板不水平而与天花板不垂直；拉力和重力属于不同性质的力；剪断绳子后物体会受重力的作用。【素养作业】1.有一根劲度系数为200N/m的弹簧，长度是15cm，在其下面挂上重物后长度变成了18cm，则该重物的质量是（

）（g取10N/kg）A.

0.5kg

B.

0.6kg

C.

0.7kg

D.

0.8kg【答案】B【解析】由题意可知，弹簧的伸长量x=18cm−15cm=3cm=0.03m由胡克定律F=kx得F=mg=kx=200N/m×0.03m=6Nm=F故答案为：B。【分析】根据胡克定律，F=mg=kx，解方程即可。2.下列关于重力、重心的说法，正确的是（

）A.

物体的重心一定与它的几何中心重合

B.

任何物体的重心都在物体内，不可能在物体外

C.

重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的

D.

用绳子将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，该物体的重心不一定在绳子的延长线上【答案】C【解析】A．物体质量分布不均匀的物体，物体的重心可能不与它的几何中心重合，A不符合题意；B．物体的重心都在物体内，也可能在物体外，如匀质圆环的重心在圆环之外，B不符合题意；C．重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的，C符合题意；D．根据二力平衡可知，用绳子将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，该物体的重心一定在绳子的延长线上，D不符合题意。故答案为：C。【分析】质量分布均匀，形状规则，重心在几何中心，可在体外也可在体内。重力是由引力产生的。3.下列说法正确的是（

）A.

重心一定在物体上

B.

只有体积小的物体才能视为质点

C.

作用力与反作用力可以不是同一性质的力

D.

速度变化得快，加速度就大【答案】D【解析】A．重心不一定在物体上，如匀质圆环，A不符合题意；B．如果物体的体积和形状在讨论的问题中可以忽略不计，体积大的物体也可以看成质点，如讨论绕太阳公转的地球，可以看成质点，B不符合题意；C．根据牛顿第三定律可知，作用力与反作用力一定是同一性质的力，C不符合题意；D．加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，所以速度变化得快，加速度就大，D符合题意。故答案为：D。【分析】重心可以在体外。能否看成质点和问题有关与体积无关。作用力、反作用力性质相同。加速度衡量的就是速度变化快慢。4.如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家集高度智慧、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（

）A.

马跑得快

B.

马蹄大

C.

马的重心在飞燕上

D.

马的重心的竖直投影在飞燕底部【答案】D【解析】马的重心位置在马身上而不在飞燕上，但只有马的重心位置和飞燕在一条竖直线上，才能保持平衡，即马的重心的竖直投影在飞燕底部，D符合题意，ABC不符合题意。故答案为：D。【分析】本题考查重心的概念。很显然A、B不对。重心由物体的质量分布和形状决定，所以马的重心肯定不在飞燕上。5.如图所示，一物体置于桌面上，处于静止状态，下列说法正确的是（

）A.

物体对桌面的压力是由于桌面发生了形变而产生的

B.

严格来说，物体的重力大小与所处的地理位置有关

C.

物体的重力与物体对桌面的压力是一对平衡力

D.

桌面对物体的压力的施力物体是地球【答案】B【解析】A．物体对水平桌面的压力是由于物体发生向上的微小形变，要恢复原状，对桌面产生向下的弹力，即是压力，A不符合题意；B．根据重力的计算公式可得G=mg，不同地方的重力加速度g不同，所以物体的重力大小与所处的地理位置有关，B符合题意；C．物体的重力与物体对桌面的压力分别作用在两个物体上，所以不是一对平衡力，C不符合题意；D．桌面对物体的支持力是桌面对物体的作用力，施力物体是桌面，不是地球，D不符合题意。故答案为：B。【分析】分析弹力产生的原因，要分清楚施力物体和受力物体，弹力是施力物体发生形变对受力物体的施加的。重力是万有引力的分力，纬度不同，重力大小也不同。互为平衡力的两个力一定是作用在同一个物体上。6.如图所示，质量均匀的钢管，一端支在光滑的水平地面上，另一端被竖直绳悬挂着保持静止。下列说法正确的是（

）A.

钢管的重心在绳子的延长线上

B.

地面对钢管的支持力方向与钢管垂直

C.

绳对钢管的拉力方向与绳收缩的方向一致

D.

地面对钢管的支持力是由于钢管发生形变产生的【答案】C【解析】A．钢管的重心在管的中心位置，不在绳子的延长线上，A不符合题意；B．地面对钢管的支持力方向垂直地面竖直向上，与钢管不垂直，B不符合题意；C．绳对钢管的拉力方向与绳收缩的方向一致，C符合题意；D．地面对钢管的支持力是由于地面发生形变产生的，D不符合题意。故答案为：C。【分析】1.钢管重心在管的中心。2.支持力垂直于接触面，所以地面对钢管的支持力方向垂直地面竖直向上。3.绳的力沿绳收缩方向。4.地面发生形变对钢管产生支持力。7.把一个薄板状物体悬挂起来，静止时如图所示。则对于此薄板状物体所受重力的理解，下列说法正确的是（

）A.

拉力就是地球对物体的引力

B.

重力大小和物体运动状态有关

C.

重力的方向总是指向地心的

D.

薄板的重心一定在直线AB上【答案】D【解析】A．拉力的施力物体是绳子，而地球对物体的引力的施力物体是地球，二者本质不同，A不符合题意；B．重力的大小与物体的运动状态无关，B不符合题意；C．重力的方向竖直向下，并不一定指向地心，C不符合题意；D．因为绳对板的拉力与板受的重力是一对平衡力，必在一条直线上，所以重心一定在细线的延长线上，即薄板的重心一定在直线AB上，D符合题意。故答案为：D。【分析】根据二力平衡，因为静止，所以重力与绳的拉力等值反向，所以重心一定在直线AB上。8.铅球放在水平地面上处于静止状态，下列关于铅球和地面受力的叙述正确的是（

）A.

地面受到向下的弹力是因为地面发生了弹性形变；铅球坚硬没发生形变

B.

地面受到向下的弹力是因为铅球发生了弹性形变；铅球受到向上的弹力，是因为地面发生了形变

C.

地面受到向下的弹力是因为地面发生了弹性形变；铅球受到向上的弹力，是因为铅球也发生了形变

D.

铅球对地面的压力即为铅球的重力【答案】B