重力与弹力 导学案-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

重力与弹力学习目标了解重力产生的原因,会确定重力的大小和方向,理解重心的概念.知道力的三要素,会画力的图示和力的示意图.3.知道形变的概念,理解弹性形变和弹性限度.4．知道弹力的定义及产生条件,会判断两个物体间是否存在弹力,并会判断弹力的方向.5．掌握胡克定律并能解决有关问题.学习重点1.弹力有无的判断和弹力方向的判断．2．弹力大小的计算．学习难点弹力有无的判断和弹力方向的判断学习过程课堂笔记【课前预习】1.重心的定义，重心一定在物体上吗？物体的重心会不会变化？2.弹力产生的条件是什么？弹力的方向如何确定？3.胡克定律的内容是什么？【课堂探究】一、对力的概念的正确理解[要点提炼]1.力的理解(1)相互作用的物体，可能是直接接触的，也可能不直接接触．(2)相互作用的两个物体，判断谁为施力物体，谁为受力物体时，是由研究对象决定的.2.力的图示和力的示意图（1）力的作用效果与哪些因素有关？（2）如图所示，物体A对物体B的压力是10N，试画出这个力的图示及力的示意图。（3）力的示意图与力的图示相比，只要求在图中准确画出力的方向，表达出物体在这个方向受力即可，不要求准确画出力的大小。分析物体受力时一般画力的示意图．二、重力和重心[要点提炼]1.对重力的深入理解(1)重力一般不等于地球对物体的吸引力.(2)在同一地点,重力的大小与质量成正比;在不同地点,如从两极到赤道或离地面越高,g值均减小,从而使同一物体的重力也有所不同;物体的重力与其运动状态无关.(3)方向:重力的方向总是竖直向下,不能将重力的方向描述为“垂直向下、向下、指向地心”.2.对重心的理解(1)重心是重力的等效作用点.(2)重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.(3)重心在物体上的位置与物体的空间位置、放置状态及运动情况无关.(4)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上;对形状不规则的薄物体,可用支撑法或悬挂法来确定其重心位置.【例1】下列关于重心和重力的说法正确的是()A．一物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B．据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体受到的重力不一定大C．物体放于水平面上时，其重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下D．物体的形状改变后，其重心位置不会改变【例2】如图所示，画出均匀矩形木块在不同情况下所受重力的示意图【课堂练习1】如图所示,物体A对物体B的压力是10N,试画出这个力的图示和示意图.三、弹力的产生条件及方向判断[交流探究]1.请根据弹力的定义说出弹力产生的条件及弹力方向2.发生形变的物体是施力物体还是受力物体?【例4】下列关于弹力的说法中正确的是()A．相互接触的两个物体间必然有弹力存在B．不接触的物体间也可能存在弹力C．只要物体发生形变就一定有弹力D．在相互接触且发生弹性形变的物体间【例5】一玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是()A．桥面受到向下的弹力，是因为桥面发生了弹性形变B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C．汽车受到向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变D．汽车受到向上的弹力，是因为汽车发生了弹性形变【题后反思】对于形变不明显的情况，可以用以下的方法来判断是否有弹力。（1）假设法——可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉。看此物体还能否在原位置保持原来的状态，若能则物体间无弹力。（2）利用力的作用效果来分析——如果相互接触的物体间有弹力，则必有相应的作用效果，或使受力物体发生形变或改变受力物体的运动状态，看物体的受力是否与物体的运动状态相符合，从而确定物体所受弹力【例6】试判断下列各情况小球受弹力吗？【课堂练习2】如图所示图中的球和棒均光滑,试画它们所受到的弹力示意图【题后反思】弹力的几种情况分析：类型方向图示接触方式面与面垂直于点与面过垂直于面点与点垂直于面四、探究弹力和弹簧伸长的关系------胡克定律[交流探究]1.课本58页，探究弹簧弹力与形变量的关系，在悬挂测弹簧形变量时，观察弹簧下端在刻度尺的位置，作为弹簧原长。通过图像研究弹簧弹力与形变量的关系。【思考】弹簧弹力怎么测量？弹簧伸长的长度怎么计算？2.实验结论：F-x图像为一条。说明在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧的长度x成正比。公式：F＝kx。k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x。【例6】一根轻弹簧的伸长量x跟所受的外力F之间的关系图像如图所示.(1)求弹簧的劲度系数k;(2)若弹簧原长l0=60cm,当把弹簧压缩到40cm长时,需要多大的压力?【课堂小结】【课后巩固】1.关于物体的重心，下列说法正确的是()A．物体的重心一定在物体上B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心C．一砖块平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变D．舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变2.竖直悬挂的弹簧，弹簧的劲度系数为k，小球的质量为m，平衡时球在A位置，今用力把小球向下拉长x至B位置，则此时弹簧中的弹力为（）xxAkxBkx+mgCkx－mg