3.1 重力和彈力 課件高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

3.1重力與彈力第三章

相互作用——力人教版（2019）力自然界的物體不是孤立存在的，它們之間具有多種多樣的相互作用。正是由于這些相互作用，物體在形狀、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等許多方面會(huì)發(fā)生變化。如何來(lái)研究這些相互作用呢？在力學(xué)中，物體間的相互作用抽象為一個(gè)概念——力。在研究物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，最常見(jiàn)的力有重力、彈力和摩擦力，本章研究這幾種常見(jiàn)力的特點(diǎn)和規(guī)律。物體間的相互作用——力導(dǎo)物體間的相互作用——力1.定義：力是物體間的相互作用。注意：對(duì)于任意一個(gè)力，必定有施力物體和受力物體，而且不能為同一物體。2.力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。3.單位：牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)是N。4.力的作用效果：使物體發(fā)生形變，改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。學(xué)5.力的性質(zhì)：

物質(zhì)性：力不能脫離物體而存在。一個(gè)物體受到力的作用，必定有另一個(gè)物體對(duì)它施加這種作用。

矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。

相互性：任何兩個(gè)物體間的作用是相互的，施力物體同時(shí)也是受力物體。

獨(dú)立性：一個(gè)力的作用并不影響另一個(gè)力的作用。物體間的相互作用——力學(xué)物體間的相互作用——力6.力的分類

按性質(zhì)(產(chǎn)生本質(zhì))分類：重力、彈力、摩擦力

按作用效果分類：拉力、壓力、支持力、阻力

根據(jù)施力物體和受力物體是否需要接觸：接觸力和非接觸力

根據(jù)研究對(duì)象分類：內(nèi)力、外力學(xué)思考與討論

跳水運(yùn)動(dòng)員和蹦極運(yùn)動(dòng)員為什么總是向地面方向下落，而沒(méi)有向上飛到空中？導(dǎo)思考與討論

力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用。結(jié)合你初中所學(xué)，你認(rèn)為應(yīng)從哪幾個(gè)方面來(lái)認(rèn)識(shí)重力呢？1.誰(shuí)受到的力，誰(shuí)施加的力？2.怎樣量度它的大??？3.它的方向如何？作用點(diǎn)在哪里？導(dǎo)重力一、重力產(chǎn)生1.重力：由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。2.產(chǎn)生原因：由于地球的吸引。3.注意：(1)重力的施力物體是地球。(2)物體所受的重力與它所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。(3)不能說(shuō)重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力（必修二解釋）。學(xué)二、重力大小1.物體所受重力G與物體的質(zhì)量m的關(guān)系式：G=mg2.單位：牛頓，簡(jiǎn)稱牛，用N表示。3.g值：自由落體加速度。g=9.8N/kg，粗略計(jì)算取10N/Kg。

g的單位可以是N/Kg，也可以是m/s2，而且1N/Kg=1m/s2學(xué)觀察與思考

自由下落的物體下落的方向和靜止懸掛物體繩子的方向有什么共同特點(diǎn)？學(xué)三、重力的方向1.方向：豎直向下2.注意：(1)豎直向下不能說(shuō)垂直向下；(2)豎直向下不能說(shuō)指向地心，只有兩極和赤道處指向地心。(必修二解釋)學(xué)四、重力的作用點(diǎn)——重心1.定義:一個(gè)物體的各部分都要受到重力的作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力集中作用于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心。2.重心的位置：(1)形狀規(guī)則、質(zhì)量分布的物體的重心的位置在其幾何中心；學(xué)四、重力的作用點(diǎn)——重心2.重心的位置：（2）質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置除了跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量分布有關(guān)；學(xué)2.重心的位置：（3）重心的位置可以在物體上，也可以在物體外。四、重力的作用點(diǎn)——重心學(xué)思考與討論(1)如果物體的形狀不規(guī)則，你是否可以找出物體的重心？(2)你找形狀不規(guī)則物體重心方法的物理知識(shí)依據(jù)是什么？(3)如何操作找出形狀不規(guī)則物體的重心？探3.懸掛法確定重心：四、重力的作用點(diǎn)——重心學(xué)五、力的表示方法1.用一條有向線段來(lái)表示力的三要素(1)線段的長(zhǎng)度—大小(2)箭頭的方向—方向(3)起點(diǎn)(終點(diǎn))—作用點(diǎn)2.作圖步驟：(1)選定合適的標(biāo)度；(2)從作用點(diǎn)開(kāi)始沿力的方向畫(huà)一線段，線段的長(zhǎng)度由力的大小和所選標(biāo)度確定；(3)畫(huà)上箭頭（表示力的方向）學(xué)五、力的表示方法力的圖示力的示意圖區(qū)別用來(lái)準(zhǔn)確的表示力用來(lái)粗略地分析物體受到的力需要準(zhǔn)確地畫(huà)出力的大小、方向和作用點(diǎn)突出力的方向和作用點(diǎn)，粗略的表示力的大小聯(lián)系都是用有向線段來(lái)表示力，使抽象的力具體化、直觀化力的圖示

和

力的示意圖學(xué)以下關(guān)于重力的說(shuō)法中，正確的是()A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力，其方向必定指向地心。B.重力的大小可以用彈簧測(cè)力計(jì)或桿秤直接測(cè)出。C.地球表面的自由落體加速度隨緯度的增大而增大。D.重力就是地球?qū)ξ矬w的引力。課堂練習(xí)檢課堂練習(xí)用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛靜止的小球，下列說(shuō)法正確的是（）A．彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)小球的拉力就是小球所受的重力B．彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)小球的拉力的大小等于小球所受重力的大小C．小球所受拉力的施力物體是地球D．小球所受重力的施力物體是彈簧測(cè)力計(jì)B檢彈力一、形變物體在力的作用下的形狀或體積會(huì)發(fā)生改變，這種變化叫做形變。物體形變后撤去作用力，能夠恢復(fù)原狀，這種形變稱為彈性形變；不能恢復(fù)原狀，稱為非彈性形變，或塑性形變。學(xué)一、形變通過(guò)平面鏡觀察桌面的微小形變學(xué)思路與討論(1)發(fā)生形變的物體，會(huì)對(duì)使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生什么作用效果呢？(2)它產(chǎn)生這樣效果的原因是什么？學(xué)二、彈力1.彈力：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。2.彈力的產(chǎn)生條件：(2)發(fā)生彈性形變(1)相互接觸學(xué)二、彈力3.彈力的施力物體FF思考：手受到彈簧的作用力中，誰(shuí)是施力物體？

彈簧的形變使得彈簧對(duì)手有彈力的作用。彈力都是由施力物體發(fā)生形變而產(chǎn)生的。學(xué)二、彈力3.彈力的施力物體(1)左圖小車受到的彈力，誰(shuí)是施力物體，誰(shuí)發(fā)生了形變？(2)右圖桌子受到的力F1受到的彈力，誰(shuí)是施力物體，誰(shuí)發(fā)生了形變？(3)右圖書(shū)受到的力F2受到的彈力，誰(shuí)是施力物體，誰(shuí)發(fā)生了形變？學(xué)二、彈力4.彈力的方向FF思考：手受到彈簧的彈力作用，彈力的方向與施力物體彈簧恢復(fù)形變的方向和形變的方向有什么關(guān)系？恢復(fù)形變方向彈簧形變方向恢復(fù)形變方向彈簧形變方向指向施力物體恢復(fù)形變的方向與施力物體的形變方向相反學(xué)二、彈力4.彈力的方向（繩的拉力）未受到拉力時(shí)繩子形變方向拉力

由于繩被拉長(zhǎng)而對(duì)所拉物體產(chǎn)生的彈力，通常稱為拉力．拉力的方向總是沿繩而指向繩收縮的方向．學(xué)二、彈力4.彈力的方向（各類接觸面）書(shū)板N1N2AB面與面彈力垂直于平面點(diǎn)與點(diǎn)垂直于切面點(diǎn)與面過(guò)接觸點(diǎn)垂直平面指向受力物體學(xué)課堂練習(xí)玩具汽車停在模型橋面上，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A．橋面受向下的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變B．汽車沒(méi)有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力C．汽車受向上的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變D．汽車受向上的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了形變C檢胡克定律思路與討論

彈簧在形變時(shí)產(chǎn)生的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量是有關(guān)系的。那么，彈簧在彈性限度內(nèi)，彈力大小與其伸長(zhǎng)量有什么關(guān)系呢？導(dǎo)一、探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)思路：(1)彈簧彈力F如何測(cè)量？(2)彈簧的伸長(zhǎng)量x如何測(cè)量？

彈簧下端懸掛的鉤碼靜止時(shí)，彈簧彈力的大小與鉤碼的重力大小相等，即F=mg。

彈簧的原長(zhǎng)l0與掛上鉤碼之后彈簧的總長(zhǎng)度l可用刻度尺直接測(cè)出，彈簧的伸長(zhǎng)量x=l-l0。學(xué)一、探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)思路：(3)如何能直觀找出彈簧彈力與形變量的關(guān)系？

以縱坐標(biāo)表示彈力大小F，以橫坐標(biāo)表示彈簧的形變量x，在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的各組數(shù)據(jù)(F，x)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，用平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來(lái)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的圖線，即可探究彈簧彈力與形變量間的關(guān)系。學(xué)一、探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：(1)按如圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度l0。(2)在彈簧下端懸掛一個(gè)鉤碼，平衡時(shí)記下彈簧的總長(zhǎng)度和鉤碼所受的重力。(3)增加鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，將數(shù)據(jù)填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長(zhǎng)度，x＝l－l0表示彈簧的形變量。學(xué)一、探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：(4)記錄收集數(shù)據(jù)1234567F/N0l/cmx/cm0學(xué)一、探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系3.數(shù)據(jù)處理：(1)以彈力F(大小等于所掛鉤碼受到的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的形變量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖。連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧形變量x變化的圖像。由實(shí)際作出的F-x圖像可知，圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線。(2)以彈簧形變量為自變量，寫(xiě)出彈力和彈簧形變量之間的函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù)，這個(gè)常數(shù)也可根據(jù)F-x圖像的斜率求解，k＝ΔF/Δx。學(xué)一、探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系3.數(shù)據(jù)處理：(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力F的大小跟彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度x成正比。學(xué)二、胡克定律1.內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度x成正比。2.公式：F＝kx3.k為彈簧的勁度系數(shù)，單位是N/m，只與彈簧本身有關(guān)，由彈簧本身的材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定，它反映了彈簧的軟硬程度，k越大，彈簧越硬，其長(zhǎng)度越難改變．學(xué)一根輕