2020_2021學年新教材高中物理第三章相互作用__力第一節(jié)重力與彈力學案新人教版必修1

1、重力與彈力學習目標1、知道力的三要素，會用力的圖示和力的示意圖表示力。2、知道重力產(chǎn)生的原因，理解重力的大小和方向，知道重心的概念。3、知道形變和彈力產(chǎn)生的原因。4、知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會分析彈力的方向，能正確畫出彈力的示意圖。5、通過實驗探究彈簧彈力和形變量的關系，理解胡克定律，了解科學研究方法。6、了解彈力在生產(chǎn)和生活中的應用，體會物理與生產(chǎn)和生活息息相關。重點難點1、理解重力的大小和方向，知道重心的概念程。（重點）2、彈力的產(chǎn)生條件，彈力方向的判斷。（重點）3、知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會分析彈力的方向。（難點）4、通過實驗探究彈簧彈力和形變量的關系，理解胡克定

2、律。（難點）自主探究1、 重力1、產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力。2、大小(1)在實驗室中可以用彈簧測力計測量重力的大小。(2)重力的計算公式是gmg，公式中g是物體的重力，m是物體的質量，g是自由落體加速度。3、方向：總是豎直向下。4、重心(1)定義：重力的等效作用點。(2)重心位置決定因素：物體的形狀和質量分布。2、 彈力1、定義：發(fā)生形變的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的力。2、方向（1）壓力和支持力的方向垂直于物體的接觸面。（2）繩的拉力沿著繩而指向繩收縮的方向 。3、 胡克定律1、內容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小f跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。2、公式：f

3、kx，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位為牛頓每米，符號n/m，它的大小反映了彈簧的軟硬程度。3、適用條件：在彈簧的彈性限度內。探究思考1、 重力及重心的理解1、對重力的理解（1）產(chǎn)生：重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但由于地球自轉的影響，重力一般不等于地球對物體的引力與引力相比，重力大小稍微小一些(兩極除外)，方向稍微偏一些(兩極和赤道除外)。（2）大?。篻mg，同一物體的重力隨所處緯度的升高而增大，隨海拔高度的增大而減小。（3）方向：豎直向下，除了赤道和兩極，豎直向下并不是指向地球的球心。2、重心的性質及確定方法（1）重心的特點：重心是重力的等效作用點，并非物體的其他部分不受重力作用。（2）重心的

4、位置及決定因素位置：重心的位置可以在物體上，也可以在物體外。決定因素a物體質量分布情況。b物體的形狀。（3）重心位置的確定方法質量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上。形狀不規(guī)則的薄形物體，可用支撐法或懸掛法來確定重心?！镜淅弧?、把一個薄板狀物體懸掛起來，靜止時如圖所示，則對于此薄板狀物體所受重力的理解，下列說法正確的是()a重力就是地球對物體的引力b重力大小和物體運動狀態(tài)有關c重力的方向總是指向地心的d薄板的重心一定在直線ab上解題思路：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，不是地球對物體的引力，選項a錯誤；重力的大小與物體的運動狀態(tài)無關，選項b錯誤；重力的方向豎直向下，選項c錯

5、誤；因為繩對板的拉力與板受的重力為一對平衡力，必在一條直線上，所以薄板的重心一定在直線ab上，選項d正確答案：d2、 彈力的有無及方向判斷1、產(chǎn)生彈力必備的兩個條件(1)兩物體間相互接觸。(2)發(fā)生彈性形變。2、判斷彈力有無的三種常見方法(1)直接判斷：對于形變較明顯的情況，可根據(jù)彈力產(chǎn)生條件直接判斷。(2)間接判斷分析物體所受其他力的情況。根據(jù)物體的運動狀態(tài)分析物體應具有的受力特點。結合前兩點推斷物體是否還需受彈力作用。(3)“假設法”判斷：常見以下三種情形。假設與研究對象接觸的物體解除接觸，判斷研究對象的狀態(tài)是否變化，若狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若狀態(tài)變化，則此處存在彈力。假設有彈力，看

6、看研究對象還能否保持平衡或原來的運動狀態(tài)若能保持，則說明有彈力；若不能保持，則說明沒有彈力。假設沒有彈力，看看研究對象還能否保持平衡或原來的運動狀態(tài)若能保持，則說明沒有彈力；若不能保持，則說明有彈力。【典例二】2、靜止的車廂頂部用細線豎直懸掛一小球，如圖所示，小球下方與一光滑斜面接觸關于小球的受力，下列說法正確的是()a細線對它一定有拉力作用b細線可能對它沒有拉力作用c斜面對它可能有支持力作用d斜面對它一定有支持力作用解題思路：小球必定受到重力和細線的拉力小球和光滑斜面接觸，斜面對小球沒有彈力(假設有彈力，小球將受到三個力作用，重力和細線的拉力在豎直方向上，彈力垂直于斜面向上，三個力的合力不可

7、能為零，小球將向右上方運動，與題設條件矛盾，故斜面對小球沒有彈力)故小球只受到重力和細線對它的拉力兩個力，故選項a正確，選項b、c、d錯誤。答案：a 3、 實驗：探究彈簧彈力與形變量的關系1、實驗步驟（1）按如圖所示安裝實驗裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時彈簧的長度l0。（2）在彈簧下端懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度，并記下鉤碼的重力。（3）增加鉤碼的個數(shù)，重復上述實驗過程，將數(shù)據(jù)填入表格以f表示彈力，l表示彈簧的總長度，xll0表示彈簧的伸長量。1234567f/nl/cmx/cm2、數(shù)據(jù)處理（1）以彈力f(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖。（2）以

8、彈簧伸長量為自變量，寫出彈力和彈簧伸長量之間的函數(shù)關系，函數(shù)表達式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù)，這個常數(shù)也可據(jù)f-x圖線的斜率求解，k。（3）得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義。3、誤差分析（1）偶然誤差：由于讀數(shù)和作圖不準產(chǎn)生的誤差，為了減小偶然誤差要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。（2）系統(tǒng)誤差：彈簧豎直懸掛時未考慮彈簧重力的影響產(chǎn)生的誤差，為減小系統(tǒng)誤差，應使用較輕的彈簧?！镜淅?、某同學利用如圖（a）裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關系”的實驗。 (1)在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持_狀態(tài)。(2)他通過實驗得到如圖（b）所示的彈力大小與彈簧長度l的關系圖線由此圖線

9、可得該彈簧的原長_，勁度系數(shù)_.(3)他又利用本實驗原理把該彈簧做成一把彈簧測力計，當彈簧測力計上的示數(shù)如圖（c）所示時，該彈簧的長度_.解題思路：(1)懸掛重物后,彈簧沿豎直方向伸長,要測量彈簧沿豎直方向上的伸長量,刻度尺要保持豎直狀態(tài)。(2)如果以彈簧長度x為橫坐標,彈力大小f為縱坐標,作出圖像,那么圖像與橫軸的截距表示彈簧的原長,圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù),所以根據(jù)圖像可知,該彈簧的原長,勁度系數(shù)。(3)彈簧測力計的示數(shù)表示彈力的大小,即,所以該彈簧的長度為。 答案：(1)豎直(2)4;50(3)10隨堂訓練1、如圖所示，兩輛車在以相同的速度做勻速直線運動，根據(jù)圖中所給信息和所學知識你

10、可以得出的結論是（ ）a.物體各部分都受重力作用，但可以認為物體各部分所受重力集中于一點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或質量分布無關d.力是使物體運動的原因答案：a2、關于彈力和形變的理解，下列說法正確的是（ ）a.輕桿對物體的彈力總是沿著輕桿的方向b.木塊放在桌面上受到向上的支持力，這是木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的c.用一根細竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竿的推力是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的d.掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是由于電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的答案：d3、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，是因為汽車發(fā)生了形變b.汽車

11、沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力c.汽車受向上的彈力，是因為橋面發(fā)生了彈性形變d.汽車受向上的彈力，是因為汽車發(fā)生了形變答案：ac4、在半球形光滑容器內，放置一細桿，如圖所示，細桿與容器的接觸點分別為兩點，則容器上兩點對細桿的作用力的方向分別為（ ）a.均豎直向上b.均指向球心c.b點處的彈力垂直于細桿向上d.a點處的彈力指向球心o答案：cd5、如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼探究在彈性限度內彈簧彈力與彈簧伸長量的關系。(1)為完成實驗，還需要的實驗器材有：_。(2)實驗中需要測量的物理量有：_。(3)圖乙是彈簧彈力與彈簧伸長量x的圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_。(4)為完成該實驗，設計的實驗步驟如下：a.以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組對應的點，并用平滑的曲線連接起來；b.記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度；c.將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；d.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個鉤碼，并分別記下