第1讲　重力 弹力

第二章相互作用第1讲重力弹力开始010203课前基础落实——在情境迁移中理清“物理观念”课堂提能学案——在多彩学法中精准“扶弱补短”随堂创新训练——在素养立意中把握“命题导向”第1讲重力

弹力一、重力产生由于____________而使物体受到的力大小与物体的质量成_____，即G＝____。可用____________测量重力的大小方向总是_________的重心定义物体重力的等效作用点位置由物体的______分布和形状共同决定地球的吸引正比mg弹簧测力计竖直向下质量二、形变、弹力、胡克定律1．形变定义物体在力的作用下______或_____的变化弹性形变有些物体在形变后撤去作用力时能够__________的形变弹性限度当形变超过一定限度时，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的______，这个限度叫作弹性限度形状体积恢复原状形状2．弹力定义发生弹性形变的物体，由于要__________，对与它接触的物体产生的力的作用产生条件物体相互______且发生_________方向①总是与物体形变的方向________；②弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力的方向_______恢复原状接触弹性形变相反相反3．胡克定律内容弹簧发生__________时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成______表达式F＝____。①k是弹簧的__________，单位为N/m；k的大小由弹簧_____________决定;②x是__________，不是弹簧形变以后的长度弹性形变正比kx劲度系数自身性质形变量情境创设如图所示，健身拉力器是一种很简单且容易获得的健身器材。拉力器能够锻炼的部位有很多：可以练肩部，练手臂，练胸，练腿，练背等。微点判断(1)健身爱好者站在地面上所受重力的方向不一定指向地心。

()(2)地面对健身爱好者的支持力是由于健身爱好者的脚发生了形变。()(3)弹簧拉伸时，健身爱好者的手与弹簧间一定有弹力。

()(4)健身拉力器中的弹簧，其形变量越大，劲度系数越大。

()(5)健身拉力器中的弹簧，其劲度系数是由弹簧自身性质决定的。()(6)F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度。

()√×√×√×(一)重力与重心(固基点)

[题点全练通]1．关于物体的重力，下列说法正确的是

(

)A．在“天上”绕地球飞行的人造卫星不受重力作用B．物体放在真空中不受重力作用C．将物体竖直向上抛出后，物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小D．物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物体是否运动及怎样运动无关答案：D

解析：重力是由于地球的吸引而使地面附近物体受到的地球的作用力，不管物体是否在真空中，是静止还是运动，也不管物体是上升还是下落，一切物体都受重力作用，故A、B项错误；地面附近同一物体的重力大小、方向都不会发生改变，重力的大小可由公式G＝mg求出，C项错误；重力大小与物体的质量m有关，与物体的运动状态无关，D项正确。2．在下列物品中符合重心在几何体内部且位于中心的是

(

)A．如图甲所示的均匀材质的铁球B．如图乙所示的煎好的麦饼C．如图丙所示的实心球D．如图丁所示的对称的马蹄形磁铁答案：A

解析：图甲为均匀材质的铁球，故重心在其内部且位于中心，A正确；煎好的麦饼质地不一定均匀、形状不一定规则，B错误；实心球质地不一定均匀，C错误；马蹄形磁铁的重心在几何体外部，D错误。3.(2022·浙江1月选考)如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是

(

)A．水桶自身重力的大小B．水管每秒出水量的大小C．水流对桶撞击力的大小D．水桶与水整体的重心高低答案：D

解析：由题意可知水桶中的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转，D正确。[要点自悟明]1．重心是重力的等效作用点，其位置与物体的形状和质量分布有关，但不一定在物体上。2．对于形状不规则或质量不均匀分布的薄板，重心可用悬挂法确定。3．重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，也不一定垂直向下。4．重力的大小G＝mg，而g的大小与所处的地球位置有关。(二)弹力的有无及方向判断(精研点)逐点清1弹力的有无判断1．[假设法]如图所示，图中的物体A、B均处于静止状态，下列说法正确的是

(

)A．图甲中水平地面是光滑的，A与B间存在弹力B．图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，A对两斜面均有压力的作用C．图丙中A不会受到斜面B对它的支持力的作用D．图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用答案：B

解析：题图甲中对B进行受力分析，B受重力和地面支持力的作用，竖直方向二力平衡，B静止，水平方向不可能再受到A对B的弹力作用，A错误；题图乙中若去掉左侧的斜面，或去掉右侧的斜面，A不能保持静止，所以A对两斜面均有压力的作用，B正确；题图丙中绳子对A的拉力斜向右上方，若将斜面B移走，A不能保持静止，故A受到斜面B对它的弹力作用，C错误；题图丁中绳子处于竖直状态，若A与斜面B间有弹力，绳子不能保持竖直状态，故A不受斜面B的弹力作用，D错误。2.[状态法]如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车与小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是

(

)A．细绳对小球一定有拉力的作用B．轻弹簧对小球一定有弹力的作用C．细绳对小球不一定有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D．细绳对小球不一定有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力的作用答案：D

解析：当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，细绳的拉力FT＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时绳的拉力不能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确。一点一过

判断弹力有无的三种方法条件法根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断，多用来判断形变较明显的情况假设法对形变不明显的情况，可假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，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。如第1题中弹力有无的判断状态法根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断是否存在弹力。如第2题中细绳拉力和弹簧弹力的有无与小球所处的运动状态有关逐点清2弹力的方向判断3．在下图中画出各弹力的方向注：学生用书中已将3、4题示例中的弹力方向删除。4．在下图中画出各弹力的方向一点一过常见的5种不同接触形式中的弹力方向平面与平面接触弹力的方向垂直于公共接触面，指向受力物体点与曲面接触物体所受弹力垂直于接触点的切面，指向受力物体平面与曲面接触物体所受弹力垂直于平面指向受力物体细绳上的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向轻杆上的弹力方向不一定沿杆，其方向与物体的状态有关(三)弹力的大小计算(精研点)逐点清1弹簧弹力的计算1．[胡克定律的应用]两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示。开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则

(

)答案：B

2．[利用平衡条件求弹簧的弹力]如图所示的装置中，各小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力大小分别为F1、F2、F3，其大小关系是

(

)A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＜F3C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F2答案：A

解析：不计一切摩擦，平衡时三个弹簧的弹力大小均等于一个小球的重力，故选项A正确。一点一过1．弹簧的弹力可由胡克定律F＝kx计算，也可由物体的平衡条件计算。2．弹簧串联时，各弹簧的弹力大小相等，弹簧的形变量一般不同。3．弹簧并联时，各弹簧的形变量相等，弹力一般不同。逐点清2轻绳和轻杆弹力的计算3.[轻绳弹力的计算]如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L＝2m的轻绳一端固定于直杆的P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d＝1.2m，重为8N的钩码用质量不计的光滑挂钩挂在轻绳上且处于静止状态，则轻绳的弹力大小为

(

)A．10N B．8NC．6N D．5N答案：D答案：D一点一过1．物体处于平衡状态时，固定物体的轻绳或轻杆的弹力可由物体的平衡条件借助于力的合成与分解知识求解。2．轻绳中的弹力方向一定沿绳指向绳收缩的方向，而轻杆中的弹力方向不一定沿杆。如第4题中轻杆的弹力方向就不沿杆的方向。逐点清3非平衡体所受弹力的计算5．[非平衡体所受轻杆的弹力](多选)如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球。现使小车以加速度a向右做匀加速运动，下列说法正确的是(

)答案：CD

6．[非平衡体所受弹簧的弹力](多选)橡皮筋具有与弹簧类似的性质，如图所示，一条质量不计的橡皮筋竖直悬挂，劲度系数k＝100N/m，橡皮筋上端安装有拉力传感器测量橡皮筋的弹力。当下端悬挂一个钩码，静止时拉力传感器读数为10N，现将一个完全相同的钩码轻轻挂在第一个钩码的下方，取g＝10m/s2，则

(

)A．悬挂第二个钩码的瞬间，拉力传感器的读数仍为10NB．悬挂第二个钩码的瞬间，钩码间的弹力大小是20NC．悬挂第二个钩码后，拉力传感器的读数恒为20ND．悬挂第二个钩码后，钩码运动速度最大时下降的高度为10cm答案：AD

解析：悬挂第二个钩码的瞬间，橡皮筋长度还没发生变化，根据胡克定律，橡皮筋拉力大小仍为10N，两钩码将以相同的加速度向下加速，钩码间的弹力大小小于10N，A正确，B错误；悬挂第二个钩码后，橡皮筋继续伸长，拉力传感器的读数从10N开始增大，直到弹力等于两个钩码的重力时，拉力传感器的读数才为20N，C错误；设悬挂第一个钩码稳定时橡皮筋的伸长量为x1，kx1＝G，悬挂第二个钩码后，钩码运动速度最大时，钩码受力平衡，设此时又伸长x2，则k(x1＋x2)＝2G，代入数据，可得x2＝10cm，D正确。一点一过1．非平衡体所受弹力的大小和方向与物体加速度的大小和方向有关。2．应用牛顿第二定律时，沿加速度的方向和垂直于加速度的方向列方程。1．[激励爱国情怀](多选)拥有我国自主知识产权的大飞机是几代航天人的梦想，这一梦想如今已经变成了现实，如图所示为具有完全自主知识产权的C919国产大型客机。下列关于C919客机的说法正确的是

(

)A．C919客机受到的重力指向地心B．C919客机受重力的同时，它也对地球产生引力C．C919客机受到的重力总是垂直水平面向下D．C919客机匀速飞行，它不受重力作用答案：BC

解析：重力的方向总是竖直向下(也可以说成垂直水平面向下)，而不一定指向地心，A错误，C正确；C919客机受重力的同时，它也对地球产生引力，B正确；C919客机匀速飞行，它仍受重力作用，D错误。答案：B

解析：以水壶和水、竖直木棒整体为研究对象，由平衡条件可知，倾斜木棒对竖直木棒的支持力大小FN＝mg，由牛顿第三定律可知竖直木棒对倾斜木棒的作用力大小为mg，选项B正确。3．[聚焦科技前沿]如图所示，是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”。为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度。则船体对冰块的弹力示意图正确的是

(

)答案：C

解析：船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，C正确，A、B、D错误。答案：B

5.[联系生活实际](多选)为