人教版高中物理必修第一册：3.1 重力与弹力

2019-2020年高中物理第一讲力、重力、弹力教案新人教版必修1一、力的概念及认识1、力是物体对物体的作用：“作用”指的是物体之间相互拉、压、挤、推、吸、……等过程的统称，力的物质性：力总是成对出现的，力不能脱离物体而存在，有力必有施力物体和受力物体。2、力作用的相互性：受力物体既是施力物体，施力物体同样也是受力物体，因此受力物体和施力物体是相对的.在实际问题中，通常只分析物体的受力。相互作用可以发生在直接接触的物体之间，也可以发生在不接触的物体之间。施力和受力过程是同时产生，同时存在，同时消失，没有先后之分.3、力的作用效果：（1）使物体发生形变（形状和体积的改变）；(2)使物体的运动状态发生改变，即产生加速度。4、力的三要素：（1）力的大小：可以用测力计来测量，在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N.（2）力的方向：力不但有大小，而且有方向，不同方向的力对物体作用效果不同，要把一个力完全表达出来，除了力的大小，还要指明力的方向.（3）力的作用点怎样形象而完整地表示一个力呢？这就需要力的图示.a.什么是力的图示？力的图示就是用一根带箭头的线段来表示力。b示例：作用在小车上并且方向向左的100N的力.Fc.步骤：（1）选定研究对象，标出作用点；（2）沿着力的方向，画出作用线；（3）选取适当长度，作力的标度；（4）依据力的大小，画有向线段；（5）标明箭头指向，写力的符号.d什么是力的示意图？示意图与力的图示有什么区别？示意图只在图中画出力的方向，并不要求按比例画长度，因而也不需要建立标度，表示物体在该方向受到了一个力.5、力的分类：按性质分：重力、弹力、摩擦力等。按效果分：拉力、压力、支持力、张力、动力、阻力、浮力等。思考练习：1、关于力下列说法正确的是（）A、力是物体间的相互作用，且总是成对出现的B、只有相互接触的物体间才会出现力C、直接接触的物体间一定有力的作用D、两物体相互作用不一定接触2．关于力的说法，正确的是（）A．有力作用在物体上，其运动状态一定改变 B．力是使物体产生形变的原因 C．力的三要素相同，作用效果一定相同D．一对互相平衡的力一定是相同性质的力 3、下列各组力全部以效果命名的是（）A、弹力、动力、斥力、分子力B、重力、弹力、摩擦力、电磁力C、阻力、磁力、动力、支持力D、压力、拉力、牵引力、浮力4、关于力的性质和力的作用效果，下列说法中正确的是（）A、根据效果命名的同一名称的力，性质一定相同B、根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同C、性质的不同的力，对物体作用的效果一定不同D、性质的相同的力，对物体作用的效果一定相同一、重力1、产生原因：由于地球吸引而使物体受到的力。它不等同于地球对物体的万有引力。重力的施力物体是地球。2、大小：G=mg。式中g=9.8N/kg.重力的大小可以用弹簧秤测出。一定质量的物体在地球上不同的地方，重力的大小不同。重力的大小随纬度增高而增大，随高度增大而减小。同一地方，重力不会因物体运动状态的改变而改变。3、方向：竖直向下。不等同于指向地心，只有赤道和两极处重力的方向才指向地心。4、重心：A．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作用集中于一点，这一点叫做物体的重心.B．引入重心概念之后，研究具体的物体时，就可以用一个有质量的点来代替.C．重心的确定(1)质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关，有规则几何形状的均匀物体，它的重心就在几何中心上；(2)质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关；(3)物体重心的位置，可以在物体上，也可以在物体外。例如均匀球体的重心在球心处，而圆环的重心就不在环上，而在圆环的几何中心处;(4)悬挂法确定薄板的重心.说明：重心是一个等效替代点，不要认力只有重心处受重力，物体的其它部分不受重力。思考练习：1．关于重力的说法，正确的是（   ）A．重力是由于地球对物体的吸引而产生的B．物体在地球表面附近无论是静止，还是向上或向下运动，它都受到重力C．重力就是静止的物体对竖直悬绳的拉力D．物体本身就有重力，所以重力没有施力物体2．有一批记者乘飞机从上海来到西藏旅游，他们托运的行李与在上海时比较，行李的质量将_______.（填“变大”“不变”或“变小”）；所受的重力的大小将_______.（填“变大”“不变”或“变小”）.3．关于物体的重心的说法中，正确的是（   ）A．因物体的重心是重力的作用点，所以物体的重心一定在物体上B．任何有规则形状的物体，其重心必在其几何中心C．物体的形状改变时，它的重心位置很可能也随着改变 D．物体的重心可能在物体上，也可能在物体外4、如果一切物体的重力消失了，将会发生的情况是（）A.天不会下雨也不会刮风B.一切物体的质量都没有了C.天平仍然可以测出物体的质量D.河水不会流动5、如图1-1-4所示，有一等边三角形ABC，在B、C两处各放一个质量为m的小球，在A处放一个质量为2m的小球，求这个系统组成的重心在何处。   一、弹力1、产生原因：发生形变的物体想要恢复原状而对迫使它发生形变的物体产生的力。形变：物体的形状或体积的改变，叫做形变.2、弹力产生的条件：（1）必须接触；（2）接触处有弹性形变。3、弹力的方向与弹力的施力物体的形变方向相反（与形变恢复方向相同）。弹力是法向力，力垂直于两物体的接触面。具体说来：（1）弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向。其弹力可为拉力，可为压力，对弹簧秤只为拉力。（2）轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向，即只为拉力。（1）点与面接触时弹力的方向，过接触点垂直于接触面（或接触面的切线方向）而指向受力物体。（2）面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体。（3）球与面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上而指向受力物体。（4）球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面而指向受力物体。（5）轻杆的弹力方向可能沿杆也可能不沿杆，杆可提供拉力也可提供压力，这一点跟绳是不同的。4、弹力的大小：（1）弹簧、橡皮条类：它们的形变可视为弹性形变。弹力的大小跟形变关系符合胡克定律：F=kX。上式中k叫弹簧劲度系数，单位：N/m，跟弹簧的材料、粗细，直径及原长都有关系；X是弹簧的形变量（拉伸或压缩量），切不可认为是弹簧的原长。（2）其它情况下的弹力计算，要根据物体所处的运动状态，由平衡条件或动力学规律来求（常用牛顿运动定律求解）。思考练习：1．下列关于弹力产生条件的说法中正确的是（）A．只要两个物体接触就一定有弹力产生B．观察不到物体的形变，就一定没有产生弹力C．只有发生形变的物体才会产生弹力D．形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大．2．按下列要求画出弹力的方向：①搁在光滑竖直墙与水平地面间的棒在A，B两处受到的弹力（图1）；②搁在光滑半球形槽内的棒在C，D两处受到的弹力（图2）；③用细绳悬挂、靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力（图3） 3．画出图1—8小球所受的弹力方向4．如图所所示，小车上固定一根折成θ角的折杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，试分析小车静止情况下，杆对球的弹力。5．如图所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力是A．重力、绳的拉力B。重力、绳的拉力、斜面的弹力C．重力、斜面的弹力D。绳的拉力、斜面的弹力6．图1，一个球形物体O静止放在水平地面上，并与竖直墙相接触，A、B两点是球与墙和地面的接触点，则下列说法正确的是 ()A．物体受三个力，重力、B点的支持力、A点的弹力 B．物体受二个力，重力、B点的支持力 C．物体受三个力，重力、B点的支持力、地面的弹力 D．物体受三个力，重力、B点的支持力、物体对地面的压力7．小木块放在桌子上，下列说法正确的是() A．在接触处只有桌子有弹力产生 B．在接触处桌面和小木块都有弹力产生 C．木块对桌面的压力是木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力 D．木块对桌子的压力是木块的重力8．关于弹力的方向，以下说法正确的是 A．压力的方向总是垂直于接触面，并指向被压物B．支持力的方向总是垂直于支持面，并指向被支持物 C．绳对物体拉力的方向总是沿着绳，并指向绳收缩的方向 D．杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向9．用5N的力可以使一轻弹簧伸长8mm，现在把两个这样的弹簧串联起来，在两端各用10N的力来拉它们，这时弹簧的总伸长应是() A．4mmB．8mmC．16mmD．32mm10．把一根劲度系数k=1000N/m的弹簧截成等长的两段，每一段弹簧的劲度系数为  A．500N/mB．1000N/mC．1500N/mD．2000N/m