2022-2023學(xué)年高一物理同步講義（人教第一冊 ）3.1 重力與彈力（學(xué)生版）

第1課重力與彈力目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1．認(rèn)識重力，理解重心概念。2．通過實(shí)驗(yàn)確定物體的重心位置。3．認(rèn)識彈力，了解形變和彈性形變。4．通過實(shí)驗(yàn)了解胡克定律。5．知道力的圖示，會畫重力和彈力的示意圖。1、知道重力產(chǎn)生的原因、大小和方向。會測量物體重力的大小。2、知道重心的概念，初步體會等效替代的思想，體會引入重心概念的意義。3、會畫力的圖示和示意圖。4、通過實(shí)驗(yàn)觀察，抽象概括彈力產(chǎn)生的條件。5、知道壓力、支持力和拉力都是彈力。會根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件或者物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化，分析彈力的方向。了解重力和彈力在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，體會物理學(xué)與生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系。6、通過實(shí)驗(yàn)探究彈簧彈力和形變量的關(guān)系，了解胡克定律，了解科學(xué)探究中獲取及處理數(shù)據(jù)的研究方法。知識精講知識精講知識點(diǎn)01力1、定義：力是一個(gè)物體對物體的作用．2、作用效果：使物體發(fā)生形變或改變物體的(即產(chǎn)生加速度)．3、性質(zhì)：力具有物質(zhì)性、相互性、矢量性、獨(dú)立性等特征．【即學(xué)即練1】下列說法中正確的是()A.射出槍口的子彈，能打到很遠(yuǎn)的地方，是因?yàn)樽訌楇x開槍口后受到一個(gè)推力作用B.不接觸的物體之間不可能有力的作用C.只有有生命或有動(dòng)力的物體才會施力，無生命或無動(dòng)力的物體只會受到力，不會施力D.任何一個(gè)物體，一定既是受力物體，又是施力物體知識點(diǎn)02重力1、產(chǎn)生：由于而使物體受到的力．注意：重力不是萬有引力，而是萬有引力豎直向下的一個(gè)分力．2、大?。篏＝mg，可用測量．同一物體G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的．3、方向：總是4、重心：物體的各部分都受重力作用，可認(rèn)為重力集中作用于一點(diǎn)，即物體的重心．①影響重心位置的因素：物體的幾何形狀；物體的分布．②不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法：法．注意：重心的位置不一定在物體上．【即學(xué)即練2】下列關(guān)于重力的說法中正確的是()A．重力的大小與質(zhì)量和所處的位置有關(guān)，可以用彈簧秤或天平直接測出B．物體對懸線的拉力或?qū)χС治锏膲毫?，一定等于物體所受的重力C．物體重力的方向垂直于支持面D．物體靜止地放在水平地面上，它對地面的壓力大小等于物體所受的重力【即學(xué)即練3】如圖所示，“馬踏飛燕”是漢代藝術(shù)家高度智慧、豐富想象、浪漫主義精神和高超的藝術(shù)技巧的結(jié)晶，是我國古代雕塑藝術(shù)的稀世之寶，飛奔的駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因?yàn)?)A．馬跑得快B．馬蹄大C．馬的重心在飛燕上D．馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上知識點(diǎn)03力的圖示和力的示意圖的區(qū)別力的圖示可以表示力的三個(gè)要素，即大小、方向和作用點(diǎn).力的示意圖只能表示力的兩個(gè)要素，即方向和作用點(diǎn).【即學(xué)即練4】在如圖所示的各圖中畫出物體P受到的各接觸點(diǎn)或接觸面對它的彈力的示意圖，各圖中物體P均處于靜止?fàn)顟B(tài).【即學(xué)即練5】(多選)下列所述四個(gè)力的圖示中正確的是()知識點(diǎn)04彈力形變：（1）含義：物體的或的變化。（2）分類：彈性形變和非彈性形變彈性形變：撤去外力后能恢復(fù)原狀的形變.非彈性形變：撤去外力后不能恢復(fù)原狀的形變.發(fā)生彈性形變的物體，外力過大，超過一定的限度(彈性限度)，會變成非彈性形變.2．彈力(1)定義：發(fā)生的物體，要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的力的作用．(2)產(chǎn)生條件：①物體間直接接觸；②接觸處施力體發(fā)生且有恢復(fù)原狀的趨勢。(3)方向：總是與施力物體形變的方向常見的彈力方向的判斷第一、接觸方式面與面點(diǎn)與面點(diǎn)與曲面曲面與平面垂直于接觸面垂直于接觸面垂直于切面垂直于平面第二、輕繩、輕桿、輕彈簧繩的彈力一定沿繩桿的彈力不一定沿桿彈簧分拉伸、壓縮第三、繩上的張力一定沿著繩指向繩收縮的方向。物體面面或點(diǎn)面接觸時(shí)的彈力的方向一定垂直于接觸面或接觸點(diǎn)的切面指向受力物體（4）彈力有無的判斷方法(1)條件法：根據(jù)彈力產(chǎn)生條件——物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變．(2)對于不明顯形變的情況，可利用假設(shè)法進(jìn)行判斷，具體有下列兩種方法：①假設(shè)無彈力：假設(shè)撤去接觸面，看物體還能否在原位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)則說明物體間可能無彈力作用；否則，有彈力作用.②假設(shè)有彈力：假設(shè)接觸物體間有彈力，畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力分析圖，判斷受力情況與所處狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，則不存在彈力；若不矛盾，則存在彈力.(3)狀態(tài)法：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否存在．【即學(xué)即練6】下列圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)．圖中畫出了小球A所受彈力的情況，其中正確的是()知識點(diǎn)04胡克定律彈力大小的計(jì)算：(1)應(yīng)用胡克定律F＝kx計(jì)算彈簧的彈力時(shí)注意：拉伸量與壓縮量相等時(shí)彈力大小相等、方向相反．胡克定律對輕彈簧、橡皮條均適用，但形變量應(yīng)在彈性限度內(nèi)。(2)靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可用平衡法計(jì)算彈力．彈力的大小不一定等于物體的重力?！炯磳W(xué)即練7】一根輕彈簧在10.0N的拉力作用下，其長度由原來的5.00cm伸長為6.00cm.(1)當(dāng)這根彈簧長度為4.20cm時(shí)，彈簧受到的力為多大？(2)當(dāng)彈簧受到15N的拉力時(shí)，彈簧的長度是多少？(彈簧始終在彈性限度內(nèi))能力拓展能力拓展考法01重心【典例1】如圖所示，兩輛車正以相同的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)圖中所給信息和所學(xué)知識可以得出的結(jié)論是()A．物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點(diǎn)B．重力的方向總是垂直向下的C．物體重心的位置與物體形狀和質(zhì)量分布無關(guān)D．重心是重力的作用點(diǎn)，重心一定在物體上考法02彈力的的產(chǎn)生【典例2】玩具汽車停在模型橋面上，如圖所示，下列說法正確的是()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)生了形變考法03彈力的大小和方向【典例3】請?jiān)趫D中畫出桿或球所受的彈力．甲圖中桿靠在墻上；乙圖中桿放在半球形的槽中；丙圖中球用細(xì)線懸掛在豎直墻上；丁圖中點(diǎn)1、2、3都可能是球的重心位置，點(diǎn)2是球心，點(diǎn)1、2、3在同一豎直線上．考法04彈簧的彈力【典例4】（多選）如圖所示為一輕質(zhì)彈簧的長度L和彈力F的關(guān)系圖線，根據(jù)圖線可以確定()A．彈簧的原長為10cmB．彈簧的勁度系數(shù)為200N/mC．彈簧伸長15cm時(shí)彈力大小為10ND．彈簧伸長15cm時(shí)彈力大小為30N分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.下列兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)的共同的物理思想方法是()A．極限法 B．放大法C．控制變量法 D．等效替代法2.嫦娥四號探月過程時(shí)，把一塊礦石從月球運(yùn)到地球，則礦石所受重力與質(zhì)量的變化是()A．重力變小，質(zhì)量變大 B．重力變大，質(zhì)量變大C．重力不變，質(zhì)量不變 D．重力變大，質(zhì)量不變3.在圖甲中木箱P點(diǎn)，用與水平方向成30°角斜向右上方的150N的力拉木箱；在圖乙中木塊的Q點(diǎn)，用與豎直方向成60°角斜向左上方的20N的力把木塊抵在墻壁上，試作出甲、乙兩圖中所給力的圖示，并作出圖丙中電燈所受重力和拉力的示意圖.4．(多選)如圖所示，四種情境中物體A均處于靜止?fàn)顟B(tài)，它與外界的接觸面(點(diǎn))均光滑，其中物體A所受彈力示意圖正確的是()5.有關(guān)彈力，下列說法中正確的是()A．木塊放在桌面上受到一個(gè)向上的彈力，是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的B．拿一根細(xì)竹竿撥動(dòng)水中木頭，木頭受到竹竿的彈力，是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的C．繩對物體的拉力的方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向D．掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是因?yàn)殡娋€發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的6.如圖所示的裝置中，各小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì)，一切摩擦忽略不計(jì)，平衡時(shí)各彈簧的彈力大小分別為F1、F2、F3，其大小關(guān)系是()A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＜F3C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F27.勻速前進(jìn)的車廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球，如圖所示，小球下方與一光滑斜面接觸。關(guān)于小球的受力，說法正確的是()A．重力和細(xì)線對它的拉力B．重力、細(xì)線對它的拉力和斜面對它的彈力C．重力和斜面對它的支持力D．細(xì)線對它的拉力和斜面對它的支持力題組B能力提升練1.（多選）關(guān)于力，下列說法正確的是()A．拳擊運(yùn)動(dòng)員一記重拳出擊，被對手躲過，運(yùn)動(dòng)員施加的力沒有受力物體B．站在地面上的人受到的彈力是地面欲恢復(fù)原狀而產(chǎn)生的C．重力、彈力是按力的性質(zhì)命名的，動(dòng)力、阻力、壓力、支持力是按力的作用效果命名的D．同一物體放在斜面上受到的重力一定小于放在水平面上受到的重力2.如圖所示，一個(gè)空心均勻球殼里面注滿水，球的正下方有一個(gè)小孔，在水由小孔慢慢流出的過程中，空心球殼和水的共同重心將會()A.一直下降B.一直上升C.先升高后降低D.先降低后升高3.在下圖中，a、b表面均光滑，天花板和地面均水平，a、b間一定有彈力的是()4.下列關(guān)于重力的說法中正確的是()A．物體只有靜止時(shí)才受重力作用B．重力的方向總是指向地心C．物體在赤道上受的重力最小D．物體掛在彈簧測力計(jì)下，彈簧測力計(jì)的示數(shù)一定等于物體的重力5.關(guān)于重心，下列說法中正確的是()A.重心就是物體上最重的一點(diǎn)B.重心就是物體的幾何中心C.直鐵絲彎曲后，重心便不在中點(diǎn)，但一定還在鐵絲上D.可以用懸掛法確定形狀不規(guī)則薄板的重心6.[多選]如圖甲所示，一彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連，當(dāng)對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時(shí)，在電腦上得到了彈簧長度的形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖像(如圖乙)。則在彈簧的彈性限度內(nèi)，下列判斷正確的是() A．彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B．彈簧長度的增加量與對應(yīng)的彈力增加量成正比C．該彈簧的勁度系數(shù)是200N/mD．對該彈簧施加拉力或壓力時(shí)，勁度系數(shù)不變7．[多選]如圖所示，在豎直方向上，兩根完全相同的輕質(zhì)彈簧a、b，一端與質(zhì)量為m的物體相連接，另一端分別固定，當(dāng)物體平衡時(shí)，若()A．a(chǎn)被拉長，則b一定被拉長B．a(chǎn)被壓縮，則b一定被壓縮C．b被拉長，則a一定被拉長D．b被壓縮，則a一定被拉長8．兩個(gè)勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧a、b串接在一起，a彈簧的一端固定在墻上，如圖所示。開始時(shí)彈簧均處于原長狀態(tài)，現(xiàn)用水平力作用在b彈簧的P端向右拉動(dòng)彈簧，已知a彈簧的伸長量為L，則()A．b彈簧的伸長量也為LB．b彈簧的伸長量為eq\f(k1L,k2)C．P端向右移動(dòng)的距離為2LD．P端向右移動(dòng)的距離為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(k2,k1)))L9.在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組將不同數(shù)量的鉤碼分別掛在豎直彈簧下端進(jìn)行測量，利用描點(diǎn)法作出了所掛鉤碼的重力G與彈簧總長L的關(guān)系圖像，如圖所示，根據(jù)圖像回答以下問題。(1)彈簧的原長為________cm。(2)彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(3)分析圖像，總結(jié)出彈簧彈力F與彈簧總長度L(單位：m)之間的關(guān)系式為____N。題組C培優(yōu)拔尖練1.一個(gè)物體所受的重力在下列哪些情況下會發(fā)生變化()A．把它從赤道拿到南極 B．把它送到月球上去C．把它放到水里 D．改變它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2.雜技演員有高超的技術(shù)，能輕松地頂接從高處落下的壇子．關(guān)于他頂壇時(shí)頭頂受到的壓力產(chǎn)生的直接原因是()A．物體受到的重力B．頭的形變C．壇子的形變D．人受到的重力3.如圖所示，為一輕質(zhì)彈簧的長度和彈力大小的關(guān)系，根據(jù)圖象判斷，正確的結(jié)論有()A．彈簧的勁度系數(shù)為1N/mB．彈簧的原長為6cmC．彈簧伸長8cm時(shí)，彈力為2ND．當(dāng)彈力為4N時(shí)，彈簧長度為10cm或2cm4.如圖所示，輕彈簧的兩端各受20N的拉力作用，彈簧平衡時(shí)伸長了5cm(在彈性限度內(nèi))，下列說法中正確的是()A．彈簧所受的合力為40NB．該彈簧的勁度系數(shù)k＝800N/mC．該彈簧的勁度系數(shù)k＝400N/mD．根據(jù)公式k＝eq\f(F,x)，彈簧的勁度系數(shù)k會隨彈簧彈力F的增大而增大5.如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩豎直輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接)，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧，在此過程中下面木塊移動(dòng)的距離為(重力加速度為g)() A.eq\f(m1g,k1) B.eq\f(m2g,k1)C.eq\f(m1g,k2) D.eq\f(m2g,k2)6.如圖所示，小車內(nèi)有一固定光滑斜面，一個(gè)小球通過細(xì)繩與車頂相連，小車處于水平面上，細(xì)繩始終保持豎直．關(guān)于小球的受力情況，下列說法正確的是()A．若小車靜止，繩對小球的拉力可能為零B．若小車靜止，斜面對小球的支持力一定為零C．若小車向右運(yùn)動(dòng)，小球一定受兩個(gè)力的作用D．若小車向右運(yùn)動(dòng)，小球一定受三個(gè)力的作用7.一小組將兩個(gè)完全相同的輕彈簧分別按圖甲和圖乙連接，等效為兩個(gè)新彈簧，測得兩個(gè)新彈簧的“拉力與彈簧伸長量的關(guān)系