《3.1第1節(jié)重力與彈力》導學案及同步練習

1、第1節(jié)重力與彈力導學案1知道力的概念及矢量性，會作力的圖示.(重點)2. 了解重力產(chǎn)生的原因，會確定重力的大小和方向，理解重心的概念-(難點)學習日標3. 知道形變的概念，并會區(qū)分某種形變是彈性形變還是非彈性形變.4. 知道彈力的定義及產(chǎn)生的條件，會判斷兩個物體間是否存在彈力,并會判斷彈力的方向.(重點)5. 掌握胡克定律并能用此定律解決有關(guān)問題.(難點)6. 探究彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系-更力、車心重心位直的確定核心素養(yǎng)形成脈絡(luò)彈性形變、彈力I隔理觀一胡克定律等效法磴力與彈力狀念法I空P 思維假設(shè)法冷科學I觀察物體的微小形變 探究彈簧彈力與形變最的關(guān)系科學態(tài)度 、與責任重力的測量彈力的冇無彈

2、力的方向基礎(chǔ)梳理,一、重力1. 基本性質(zhì)(1) 定義：山于地球的吸引而使物體受到的力,叫做重力.(2) 大?。篏=(3) 方向：總是豎直向下.(4)g的含義：重力加速度，通常取98 m/sl2. 重心(1) 定義：物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，可認為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點就是物體的重心.(2) 決定物體重心位置的因素物體的形狀.物體質(zhì)量分布.(3) 確定®心位置：懸掛法.3. 力的圖示(1) 力的三要素：力的大小、方向和作用點.(2) 表示方法：可以用有向線段表示力.有向線段的長短表示力的大小,篋 頭表示力的方向，箭尾(或箭頭)表示力的作用點.1.形變:2

3、.定義:二、彈力 物體在力的作用下形狀或體積會發(fā)生改變，這種變化叫做形變.發(fā)生形變的物體，山于要恢復原狀,對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用.3.分類:壓力、支持力和拉力.4.方向:(1) 壓力和支持力：垂直于接觸面,指向被壓或被支持的物體.(2)繩的拉力:沿著繩子指向繩子收縮的方向.三.胡克定律1.彈性形變:撤去作用力后能夠邃復原猶的形變.2.彈性限度:當形變超過一定的限度時，撤去作用力后，物體不能完全恢 復原來形狀的限度3.胡克定律：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小尸跟彈簧何世1或縮短1的長度成正比，即尸=4. 勁度系數(shù)：公F=kx中的;為勁度系數(shù)，單位是牛頓每米,單位的符號是N/nu自我檢測,

4、o思維辨析重力的方向也可以表述為指向地心.(2) 重心是物體重力的作用點，重心一定在物體上.(3) 書本放在桌子上，書本和桌子都發(fā)生了形變.(4) 相互接觸的物體間一定存在彈力.(5) 在彈性限度內(nèi)，兩根彈簧被拉長相同的長度，彈力的大小一定相等.(6) 在彈性限度內(nèi)，同一根彈簧被拉伸長度龍和被壓縮長度彈力的大小相等.(提示：(1) X (2) X (3) J (4) X (5) X (6) J(1)從科學方法角度來說，物理學中引入“重心”概念主要運用了(A. 控制變量方法B. 等效替代方法C. 理想實驗方法D. 建立模型方法提示：選B.物體的各個部分都受重力的作用，從作用效果上來說，可以認 為

5、與作用在物體上一點的作用效果是一樣的，這一點就叫做重心，故運用了等效 替代的方法，故B正確，A、C、D錯誤.(2)在圖中，C圖中的接觸面是光滑的，A.萬兩球間一定有彈力作用的是(都靜止)(CR提示：選B判斷仏、萬兩球間有無彈力，要依據(jù)彈力產(chǎn)生的兩個條件：一是 相互接觸；二是發(fā)生彈性形變.四個選項中都滿足了接觸這一條件，但是否發(fā)生 了形變難以觀察，這時可以利用“假設(shè)法”來判斷.在A圖中，若拿去球，則 萬球靜止，故力、萬間沒有擠壓，即力、萬間沒有彈力；在B圖中，若拿去月球, 則萬球?qū)⑾蜃筮\動，故人萬間存在相互擠壓，即久萬間存在彈力；在C圖中, 若拿去力球，則方球靜止，故人萬間沒有擠壓，即人萬間沒有

6、彈力；在D圖中,A. 萬間可能有彈力，也可能無彈力，故選項B正確(3) 在地球上，由于物體受到地心引力的影響，都有向下運動的趨勢，這是我們都熟知的自然現(xiàn)象.可是在中國科技館中，卻有這樣一種物體，名叫雙錐 體，如圖所示.將雙錐體滾子移到導軌較低的一端，再放開雙手，錐體將會自動 上滾.也就是說雙錐體可以在沒有外力的作用下，山低向商運動，雙錐體會爬坡.我們看到的現(xiàn)象就是雙錐體山低處向高處運動.試解釋這一現(xiàn)象.提示：物體在重力場中因受到重力的作用而會自然降低巫心位置.我們從表面上看到雙錐體山低向高運動，這是因為錐體的形狀、導軌不平行以及導軌兩端 高低不等，使人在視覺上造成的一種錯覺.如圖屮、乙、丙所示

7、分別是雙錐體的 截面圖、導軌的俯視圖、整個裝置的側(cè)視圖.可見，實際上錐體的重心自始至終還是山高向低運動的.突破疑進講練提升探究1重力的性質(zhì)和重心的位置如圖所示，樹上的蘋果會落向地面；建筑丄地上工人常用重垂線來檢測墻壁 是否豎直.為什么樹上的蘋果總要落向地面？為什么使用重垂線能檢測墻壁是否豎直呢?要點提示 物體落向地面是因為受到了豎直向下的重力作用；重垂線能檢測 墻壁是否豎直，也是因為重力的方向是豎直向下的，重錘靜止時，懸掛重錘的細 線方向一定是沿豎直方向的，如果墻壁與細線平行，就說明墻壁是豎直的，沒有 傾斜.【核心深化】1.重力的產(chǎn)生、方向、大小和重心產(chǎn)生山于地球的吸引而使物體受到的力，一般不

8、等于地球吸引力方向豎直向下或垂直于水平面向下大小GSig(1) 在同一地點，重力的大小與質(zhì)量成正比(2) 在不同地點，同一物體的重力隨緯度的增加而增大，隨海 拔高度的增加而減小(3) 重力的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，與物體是否受其他的力無關(guān)續(xù)表定義等效作用點作用點決定因素物體的形狀、質(zhì)量分布情況（重心）質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心為其兒何中心位置質(zhì)量分布均勻、形狀不規(guī)則的薄物體，采用懸掛法確定 重心2重心與物體形狀、質(zhì)量分布情況的關(guān)系重心O 9質(zhì)址分布均勻、 形狀規(guī)則的物 體，車心在其幾 何中心關(guān)鍵能力1I射目蛋心&質(zhì)拭分布不均勻、形狀 不規(guī)則的物體.重心與 物休的形狀.質(zhì)a分布

9、 悄況均右關(guān)對重力的理解A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力B.只有靜止的物體才受到重力作用C.同一物體在地球上無論向上或向下運動，都受到垂力D.物體只有在向下運動時才受到重力作用MUJ關(guān)于重力的說法，正確的是（解析重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，重力是引力的一個分力，不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力，故A錯誤；靜止的物體和運動的物體都受到重力作用，故B錯誤；物體受到的重力與物體的運動方向無關(guān)，同一物體在地球上向什么方向運動，都受到重力，故C正確，D錯誤答案CO關(guān)鍵能力2對重心的理解S®關(guān)于物體的重心，下列說法不正確的是（A. 物體的重心有可能不在物體上B. 用線豎直懸掛的物體靜止時

10、，線的方向一定通過重心C. 一磚塊平放、側(cè)放或立放時，其重心在磚內(nèi)的位置不變D. 舞蹈演員在做各種優(yōu)美的動作時，其®心在體內(nèi)的位置不變解析物體的重心不一定在物體上，故A正確；用線懸掛物體時，當物體靜止時，懸線的方向一定通過重心，B正確；重心在物體上的位置與物體所處的位置、放置方式及運動狀態(tài)無關(guān)9 C正確；舞蹈演員在做各種動作時a心會發(fā)生變化，D錯誤.答案D關(guān)鍵能力3用重心知識解釋生活現(xiàn)象iW在對重力的本質(zhì)認清之前，我國古代勞動人民就有了比較復朵的應用.我國0安半坡出土了一件古代的尖底陶瓶，如圖所示,這種陶瓶口小腹大，有兩耳在瓶腰偏下的地方，底尖，若用兩根繩子系住兩耳吊起瓶子，就能從井

11、中取水.試分析人們是怎樣利用尖底陶瓶從井中取水的.解析當尖底陶瓶空著時，山于瓶的重心高于繩的懸點，它就會傾倒；把它放到水里，水就會自動流進去，當瓶中汲入適量的水(達到瓶容積的60%70%)時,瓶及水的重心降到繩的懸點以下，一提繩，尖底陶瓶就會被直立著提上來.如果瓶中的水太滿，重心乂高于繩的懸點，瓶會自動傾倒，將多余的水倒出.這種尖底陶瓶巧妙地通過重心變換，使得汲水方便、省力，乂能控制汲水充分體現(xiàn)了我國古代勞動人民的智慧.答案見解析確定重心的方法(1)質(zhì)量分布均勻的物體，重心位置只跟物體的形狀有關(guān).若物體的形狀是中心對稱的，對稱中心就是重心.如：直尺、鉛球等實心物體,以及籃球、排球等空心物體，它

12、們的重心都在兒何中心，如圖所示.(2)懸掛法確定薄板狀物體的重心.原理.二力平衡時，兩個力等大反向.方法：薄板狀物體的重心可用懸掛法確定，如圖所示，先在M點把板懸掛起來,物體靜止時，物體所受的重力與懸繩的拉力在同一豎直線上，所以物體的重心一定在通過力點的豎直線川?上.然后在C點把物體懸掛起來，同理知，物體的重心一定在通過C點的豎直線Q上，仏萬和切的交點0就是薄板的重心位置【達標練習】1下列關(guān)于重力、重心的說法，正確的是（A. 任何有規(guī)則形狀的物體，它的重心一定與它的兒何中心重合B. 任何物體的重心都在物體內(nèi)，不可能在物體外C. 用一繩子將物體懸掛起來，物體靜止時，該物體的重心不一定在繩子的延長

13、線上D. 重力是山于地面附近的物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的解析：選D.只有質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，其a心才在兒何中心 上.故A錯誤；物體的重心可以在物體上，也可以在物體外，如環(huán)的重心在環(huán)的 本體外，故B錯誤；用一繩子將物體懸掛起來，物體靜止時，山二力平衡可知, 該物體的重心一定在繩子的延長線上，故C錯誤；重力是山于地面附近的物體受/到地球的吸引力而產(chǎn)生的，故D正確.2如圖所示，一個空心均勻球殼里面注滿水，球的正下方有一個小孔，在水山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. 直上升C. 先升奇后降低D. 先降低后升高解析：選D重心的位置跟物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)

14、，當注滿水時，球殼 和水的重心均在球心，故它們共同的重心在球心，隨著水的流出，球殼的重心雖 然仍在球心，但水的重心逐漸下降，開始一段時間內(nèi)，球殼內(nèi)剩余的水較多9隨 著水的重心的下降，球殼和水共同的重心也下降，一段時間后，球殼內(nèi)剩余的水 較少，隨著水的重心的下降，球殼和水的共同的重心在升高，當水全部流出時, 整體的巫心乂恢復到球殼球心的位置，所以D選項正確.探究2彈力的有無和方向的判斷如圖所示，將一個鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角燒杯中,鋼球在各容器的底部與側(cè)壁相接觸，處于靜止狀態(tài).若鋼球和各容器都是光滑的，各容器的底部均處于水平面內(nèi)，各容器的側(cè)壁對鋼球有沒有彈力作用？要點提示在將容

15、器的側(cè)壁去掉時，鋼球仍處于靜止，故各容器的側(cè)壁對鋼球沒有彈力作用.【核心深化】1.彈力產(chǎn)生的條件(1) 接觸且發(fā)生相互作用;(2) 有彈性形變.2.判斷彈力有無的常見方法方法思路例證假設(shè)法假設(shè)將與研究對象接觸的物體解 除接觸，若運動狀態(tài)不變，則此處 不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則 此處一定存在彈力圖中細線豎"直、斜面光滑，因去掉斜面土?體，小球的狀態(tài)不變， 細線的拉力，不受斜u故小球只受11的支持力替換法用細繩替換裝置中的杼，看能不能 維持原來的力學狀態(tài)，如果能維 持，則說明這個桿提供的是拉力； 否則，提供的是支持力圖中輕桿AB. AC,用？ 繩替換原裝置$ 狀態(tài)不變，說明M對 拉力

16、；用繩替換J 維持，說明WC對S施 力S施加的是 泵狀態(tài)不能 加的是支持狀態(tài)法物體的受力必須與物體的運動狀 態(tài)相符合，依拯物體的運動狀態(tài)，圖中各接觸面均光3 滑，小球處于靜止，I0山力的平衡條件（或牛頓第二定 律，第四章學到）列方程，求解物 體間的彈力由二力平衡可知，地面對小球的支 持力和重力就可使小球處于平衡， W此豎直墻面對小球不產(chǎn)生彈力 作用3兒申常見彈力的方向以L®麗I 玉直公共接Itt面_* >1接 觸 力 式Fn桿殛I沿繩指向堀收縮的方向匕獐HKSffiHgffb關(guān)鍵能力1對彈力產(chǎn)生條件的理解«.4J下列關(guān)于彈力的說法中正確的是（A.相互接觸的兩個物體間必

17、然有彈力存在B.不接觸的物體間也可能存在彈力C.只要物體發(fā)生形變就一定有彈力D.在相互接觸且發(fā)生彈性形變的物體間才產(chǎn)生彈力解析彈力產(chǎn)生的條件是兩物體相互接觸且發(fā)生彈性形變，所以D正確,A、B、C錯誤答案Da關(guān)鍵能力2對彈力有無的判斷麗 下列各圖中所有接觸面都是光滑的，P、0兩球之間不存在彈力的是3©AB解析A圖中若兩球間無彈力則小球?qū)⑾虬济娴牡撞窟\動，間有彈力,故A錯誤；B圖兩球間若有彈力則小球?qū)⑾騼蛇呥\動，因間無彈力，故B正確；C 圖兩球間若無彈力則小球戶將向下運動9用間有彈力，故C錯誤；D圖兩球間若 無彈力則小球F將向右下運動，F(xiàn)0間有彈力，故D錯誤答案BO關(guān)鍵能力3彈力方向的判

18、定按下列要求在圖中畫出物體所受的彈力的示意圖.(1) 圖屮中斜面對物塊的支持力;(2) 圖乙中大半球面對小球的支持力;(3) 圖丙中光滑但質(zhì)量分布不均的小球的球心在0處，重心在P處，靜止在豎直墻和桌邊之間，試畫出小球所受的彈力;(4) 圖丁中均勻桿被細繩拉住而靜止，畫出桿所受的彈力.乙B丙r解析解答本題時要明確以下三點:(1)當點與面(或曲面)接觸時，彈力方向與面之間的關(guān)系.(2)繩上彈力方向的特點.(3) 接觸面為球面時，彈力方向的延長線或反向延長線的特點各物體所受彈力示意圖如圖所示.A答案見解析圖【達標練習】1. 如圖屮是演示桌面在壓力作用下發(fā)生形變的裝置；圖乙是演示玻璃瓶在壓力作用下發(fā)生

19、形變的裝置-這兩個實驗都用到了（甲A.控制變量法乙B微小放大法C.比較法D.等效法解析：選B圖屮是演示桌面在壓力作用下發(fā)生形變的裝置中，當用力壓桌 面時，桌面向下形變，平面鏡傾斜，在入射光線方向不變，平面鏡的反射光線方 向改變的角度是平面鏡傾斜角度的兩倍，體現(xiàn)了放大的思想；圖乙是演示玻璃瓶 在壓力作用下發(fā)生形變的裝置中，用力擠壓玻璃瓶，玻璃瓶發(fā)生形變，細管中水 柱上升，由于管子較細，上升的高度較大，將玻璃瓶微小的形變放大，能直觀地觀察到形變，體現(xiàn)了放大的思想.2.下列關(guān)于彈力的說法中，正確的是（B.C.力物體對萬物體有彈力，是因為萬物體發(fā)生了彈性形變物體互相接觸，就有彈力的相互作用物體發(fā)生彈性

20、形變，不一定對跟它接觸的物體產(chǎn)生力作用D.壓力和支持力的方向都垂直于物體的接觸面，繩的拉力沿繩而指向繩收 縮的方向解析：選D.相互接觸的物體不一定產(chǎn)生彈力，還要看是否有形變，故A錯誤；物體發(fā)生彈性形變，一定對跟它接觸的物體產(chǎn)生力作用，故B錯誤；月物體 對萬物體有彈力，是因為/物體發(fā)生了彈性形變，故C錯誤；根據(jù)彈力方向的特 點可知，壓力和支持力的方向都垂直于物體的接觸面，繩的拉力沿繩而指向繩收 縮的方向，故D正確.3.在半球形光滑碗內(nèi)斜放一根筷子，如圖所示，筷子與碗的接觸點分別為A. B,則碗對筷子人萬兩點處的作用力方向分別為（B.C.力點處平行于筷子向上，萬點處垂直于筷子斜向上D.M點處指向球

21、心0萬點處垂直于筷子斜向上月點處指向球心0,萬點處豎直向上解析：選在仏點處，當筷子滑動時，筷子與碗的接觸點在碗的內(nèi)表面（半 球面）上滑動，所以在/點處的接觸面是半球面在該點處的切面，彈力與切面垂 直，即指向球心0在萬點處9當筷子滑動時，筷子與碗的接觸點在筷子的下表面 上滑動，所以在萬點處的接觸面與筷子平行，彈力垂直于筷子斜向上，故D正 確，A、B、C錯誤.探究3彈力大小的計算如圖所示，圖屮表示彈簧處于原長狀態(tài)，圖乙表示彈簧處于拉伸狀態(tài)，圖丙 表示彈簧處于壓縮狀態(tài)Z 巧J-WWW-/1-kvwXvwi*/丙試討論：在公式尸=丿匕中，X表示的是彈簧的長度嗎？若不是，它表示什么 意思？圖屮中彈簧的原

22、長為厶；圖乙中在拉力尸的作用下彈簧的長度為厶；圖丙 中在壓力F的作用下，彈簧的長度為則尸和F分別等于多少?要點提示X表示的是彈簧伸長的長度或縮短的長度，而不是彈簧的長度,圖乙中彈簧伸長量為（厶一厶），圖丙中彈簧壓縮量為（厶一厶），所以F=kl-【核心深化】內(nèi)容在彈性限度內(nèi)，彈力的大小彈簧伸長（或縮短）的長度成正比公式F=kx,勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)（材料、長度、粗細等） 決定，反映彈簧的“軟” “硬”程度FX圖象形狀：過原點的直線FA F兒斜率：勁度系數(shù)&一人 X0加/ a Jh X適用條件彈簧發(fā)生彈性形變且在彈性限度內(nèi)1.對胡克定律的理解2彈力大小的訃算方法公式法利用公式F=k

23、xi-算，適用于彈性體彈力的計算平衡法如果懸掛在豎直細繩上的物體處于靜止狀態(tài)，求解細繩的拉力時，可用二力平衡得到拉力的大小等于物體重力的大小a關(guān)鍵能力1胡克定律的應用f麗 如圖所示，一根勁度系數(shù)為的彈簧，豎直放在桌面上,上面壓一質(zhì)量為屈的物體，另一根勁度系數(shù)為的彈簧豎直放在物體上面，其下端與物體的上表面連接在一起，兩個彈簧的質(zhì)量都不2計.要想使物體在靜止時下面彈簧承受的壓力減為原來的亍 應將上面彈簧的上端A豎直向上提高一段距離占則為多少思路點撥本題關(guān)鍵是明確/端上移距離應是上面彈簧的伸長量與下面彈簧壓縮量的減少量之和.解析物體處于平衡狀態(tài)，在豎直方向上所受的合力為a當上面的彈簧沒有作用力時，下

24、面彈簧對物體的支持力等于物體的重力，所以下面彈簧的壓縮2當上面彈簧被提起時，下面彈簧的彈力為物體重力的亍設(shè)彈簧的壓縮量為A挖，則厶攬=警，得挖=贊下面彈簧兩次壓縮量之差為Ax=A XL A £=翁.這說明物體要上升Ax.當提起X端時，上面的彈簧伸長量為薦，產(chǎn)生的彈力大小為y=A.V3,所力端豎直上提的高度等于下面彈簧壓縮量的減少量與上面彈簧伸長量之和,d=z5=咗答案仝翳竺O關(guān)鍵能力2對尸一圖象的理解和應用緬© 如圖所示為一輕質(zhì)彈簧的長度Z和彈力尸的關(guān)系圖線，試山圖線確定:(1)彈簧的原長;(2)彈簧的勁度系數(shù);(3)彈簧伸長15 cm(在彈性限度內(nèi))時，彈力的大小解析 山

25、題圖知：當彈力尸 =0時，彈簧處于原長厶=10cm.(2) 11 F-Z圖象知：當彈力尸 =10 N且彈簧處于拉伸狀態(tài)時,彈簧長度為Z=15 cm,彈簧的伸長量 x=L厶=(15 10) cm=5 cin=0. 05 mFtil F=kx得 £=-=200 N/m.X(3)當 Ar=15 cni=0. 15 m 時，f=kx得F =200X0. 15 N=30 N.答案(1)10 cm (2) 200 N/m (3) 30 X胡克定律的推論：&F=kZ 根胡克定律，可作出彈力尸與形變量X的圖象，如圖所示，這是一條通過原點的傾斜直線,(F aFi其斜率b賞反映4的大卜故可得出：

26、即彈力的變化量“與 彈簧形變量的變化量Ax成正比.【達標練習】1. 如圖所示，四個完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為尸的拉力作用，而左端的情況各不相同：中彈簧的左端固定在墻上，中 彈簧的左端受大小也為尸的拉力作用，中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑 的桌面上滑動，中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動.若認 為彈簧的質(zhì)量都為零，以厶、h、Z依次表示四個彈簧的伸長量，則有心 I |-VWWA F 補 Ih/VWWV FA. 21= lz=12 hB. lC>lz>lz>hC 2,>lz>h>12D 2,>lz=h>12解

27、析：選A彈簧受到的拉力與其伸長量成正比，且測力計的示數(shù)代表的是 作用在測力訃掛鉤上的力.山于四種悄況下右端受到大小皆為尸的拉力，與左端 的受力情況無關(guān).故圖中彈簧的伸長量是相同的，即厶=厶=厶=厶，故A正確,B、C、D錯誤2. 某同學利用如圖屮所示的裝置探究彈簧的彈力尸與彈簧伸長量X的關(guān)系.在實驗過程中，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，彈簧自身質(zhì)量可忽略不 IIIILLI HH rm r f f f1 / J J.Ki-!-1 n »'、1J? >4 14 4 rr廣 w產(chǎn)聯(lián):J Vf r f f f r * t r r p 111 UTT1 /« 4 4 r f

28、v q f f f f邛 WJ 八Jb b ft Zyi L1 4 W4 4 lA J JJ>1-1J"亠:滸*5r1 1 r» f * < PTivrrrr r t4 / J1 J J J.ini'* * *1* "XTJj4.0302.01.00.02 0.04 0.06 0.08 x/m乙訃.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，他作出了尸一圖象，如圖乙所示，據(jù)此可知(甲A. 彈簧的勁度系數(shù)&=100 N/mB. 彈簧的彈力尸跟彈簧的長度成正比C. 彈簧的彈力尸跟彈簧伸長量成正比D. 彈簧的彈力尸跟彈簧伸長量,Y成反比解析：選C依據(jù)作出的圖象過原點，可知

29、彈簧的彈力尸跟彈簧伸長量X成正 比；圖象的斜率表示勁度系數(shù)的大小，由此可得&=¥=去紀躋2=50N/m,故C正確，A、B、D錯誤探究4實驗：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系一、實驗目的1. 探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系.2. 學會利用圖象研究兩個物理量之間關(guān)系的方法.二、實驗原理1. 彈簧的彈力尸的測量，彈簧下端懸掛的鉤碼靜止時，彈力大小與所掛鉤碼的重力大小相等，即Qmg2. 彈簧的伸長量的確定：彈簧的原長厶與掛上鉤碼后彈簧的長度可以用刻度尺測出，彈簧的伸長量3. 作出彈簧彈力尸與彈簧伸長量jv的關(guān)系圖象，根據(jù)圖象可以分析彈簧彈力和彈簧伸長量的關(guān)系.三、實驗器材輕質(zhì)彈簧（一根），鉤碼

30、（一盒），刻度尺，鐵架臺，坐標紙.四、實驗步驟1.將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度厶，即原長.2. 在彈簧下端掛質(zhì)量為也；的鉤碼，測出此時彈簧的長度厶，記錄/.和厶3. 改變所掛鉤碼的質(zhì)量，復步驟2,記錄處、血、加、盈、和相應的彈簧長度以厶、丄I、5、.4. 計算出每次彈簧的伸長量-yU=7-7o）和彈簧受到的拉力FIFF.并將數(shù)據(jù)填入表格.1234567F/S02/cmx/cm0五、數(shù)據(jù)處理b以彈力尺大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸怏量為橫坐標，用描點法作圖.連接各點9得出彈力尸隨彈簧伸長量X變化的圖線，如圖所示.2.以彈簧伸長量為自變

31、量，寫出彈力和彈簧伸長量之間的函數(shù)關(guān)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)也可根據(jù)尸一x圖線的斜率求解，k3. 得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義.六、誤差分析1.偶然誤差：山于讀數(shù)和作圖不準產(chǎn)生的誤差，為了減小偶然誤差，要盡量多測兒組數(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.七、注意事項1. 所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度.2測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并鼎近彈簧，以免增大誤差.3. 描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上

32、，但應注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè).4. 記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關(guān)系及單位.某同學探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系.(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè).彈簧軸線和刻度尺都應在.方向(選填“水平"或“豎直”).(2)彈簧自然懸掛，待彈簧.時，長度記為厶；彈簧下端掛上誌碼盤時，長度記為乙；在舷碼盤中每次增加10 gffi碼，彈簧長度依次記為厶至厶,數(shù)據(jù)如表所示:代表符號厶厶厶厶厶厶厶數(shù)值(cm)25. 3527. 3529. 3531. 3033.435. 3537. 4039. 30表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為山表可知所用刻度尺的最小分度為.(

33、3)如圖是該同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是磁碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與的差值(選填“厶”或山圖可知彈簧的勁度系數(shù)為.X/m；通過圖和表可知誌碼盤的質(zhì)量g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9. 8 N/kg).解析(1)為保證彈簧的形變只山碼和®碼盤的重力引起，所以彈簧軸 線和刻度尺均應在豎直方向.(2)彈簧靜止時，記錄原長厶；表中的數(shù)據(jù)厶與其他數(shù)據(jù)有效數(shù)字位數(shù)不同，所以數(shù)據(jù)厶不規(guī)范，標準數(shù)據(jù)應讀至cm位的后兩位，最后一位應為估計值，精確至mm位，所以刻度尺的最小分度為1nun.= 0.01kg=10 g.答案(1)豎直(2)靜止 厶1 mm (3) L(4)4.910山題圖知所掛舷

34、碼質(zhì)量為0時，X為0,所以丄"=厶一厶(4) (11 胡克定律 F=Mx 知，mg= kL- L),即 mg=kx.所以圖線斜率即為勁度系數(shù) 驅(qū)(60-10) X10"'X9.8/(12-2) X10-= N/m=4. 9 N/m,同理袪碼盤質(zhì)量 k (Z.一厶) 4.9X (27. 35-25. 35) XIO 'm9.8kgWllSK聞練 以下是一位同學做“探究彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”實驗.(1)下列的實驗步驟是這位同學準備完成的，請你幫這位同學按操作的先后順丿»用字母排列出來:A.以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組數(shù)據(jù)(龍，對

35、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厶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，并分別記下鉤碼靜止時，彈簧下端所對應的刻度并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼E. 以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式F. 解釋函數(shù)表達武中常數(shù)的物理意義(2)如表是這位同學探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系所測的兒組數(shù)據(jù):彈簧的彈力FN0.51.01. 52.02.5彈簧的原長Zo/cm1515151515彈簧的長度Z/cm16.217.31&O19.620.8彈簧的伸

36、長量"cm寫出彈力尸關(guān)于彈簧伸長量X的函數(shù)表達式Cy用cm作單位):函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義:解析：(1)按實驗操作的先后順丿芋，步驟為CBDAEF.Q等曇N/cm,得尸=蘇常數(shù)為彈簧的勁度系數(shù).答案：(l)CBDAEF尸=曇用彈簧的勁度系數(shù)核心素養(yǎng)聚焦彈力的方向?qū)W生用書P58繩、桿、彈簧和橡皮筋都能產(chǎn)生彈力，但是有的能瞬間變化，有的則不能;彈力的大小有的可用胡克定律和平衡條件求出，有的只能根據(jù)平衡條件和運動定律求出；彈力的方向也不相同.比較如下:桿既可受拉力，乂可受壓力形變量是微小的形變消失或改變兒乎不需要時間彈簧既可受拉力， 乂可受壓力非微小形變一般形變變化 需要一段時間繩僅能

37、受拉力形變量是微小的形變消失或改變兒乎不需要時間橡皮筋僅能受拉力非微小形變一般形變變化 需要一段時間【達標練習】1.如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個重力為2 N的小球，小球處于靜止狀態(tài)，則彈性桿對小球的彈力（A.大小為2方向平行于斜面向上B.大小為1方向平行于斜面向上C.大小為2方向垂直于斜面向上D.大小為2方向豎直向上解析：選D.小球受力和桿的支持力（彈力）作用處于靜止狀態(tài)，山二力平 衡知識可知，彈性桿對小球的彈力與重力等大、反向.2. （多選）如圖所示，A.萬兩物體的重力分別是G=3 N, d=4N力用細線懸掛在頂板上，方放在水平面上，A.

38、萬間輕彈簧的彈力尸 =2 N,則細線中的張力E及萬對地面的壓力尺的可能值分別是（B. 5 N>f02 NC 1 N>F 116 ND 1 N/f02 N解析：選BC如果彈簧處于被拉伸的狀態(tài)，它將有收縮到原狀的趨勢，會向 下拉向上提S則對物體人B,有E=G+尸 =5X, F$=GlF=2.選項B正確；如果彈簧處于被壓縮的狀態(tài)，它將有向兩端伸長恢復原狀的趨勢，會向上N,選項C正確推向下壓必 則F t=G尸 =1 Nr F x=G+尸 =63.如圖所示，桿初和MC分別®接于萬點和C點,的固定連接點.請在圖上畫出£點受到的彈力.月點為兩桿解析：力為桿力萬和繩子的結(jié)點.繩

39、掛重物時,對力點的拉力豎直向下；對 初桿，假設(shè)此桿不存在，則MGtT將以Q點為軸順時針轉(zhuǎn)動，AB 間距變大；再設(shè)想初中間有一小彈簧，小彈簧將被拉長，故掛重物時M桿將被 拉伸，對/點彈力沿 曲方向向里.對SC桿，假設(shè)此桿不存在，則曲桿將以方 點為軸順時針轉(zhuǎn)動，MC間距變小；再設(shè)想HC中間有一小彈簧，小彈簧將被壓縮，故掛重物時M桿將被壓縮，對£點的彈力沿以方向向外.答案：如圖所示一、單項選擇題b 2020年12月嫦娥五號探月過程時,把一塊礦石從月球運到地球，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)量不變解析：選D礦石

40、從月球運到地球的過程中，其質(zhì)量保持不變，但山于地球 表面的重力加速度大，故重力變大，D正確，A、B、C錯 誤.2.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)qC地踏在飛燕上9是因為（A.馬跑得快B.馬蹄大C. 馬的®心在飛燕上D. 馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上解析：選D馬的重心位置在馬身上而不在飛燕上，但只有馬的重心位置和 飛燕在一條豎直線上，才能保持平衡，故選項D正確.3. 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)于他頂壇時頭頂受到的壓力產(chǎn)生的直接原因是（

41、A.物體受到的重力B.頭的形變C.壇子的形變D人受到的重力解析：選C頭頂受到的壓力是山于壇子產(chǎn)生形變，對與之接觸的頭產(chǎn)生力的作用，故C正確，A、B、D錯誤4. 一輕彈簧原長為10 cm.在它的下端掛一個重為4 N的物體時，彈簧的長度為12 cm.若在它的下端掛一個a為8 N的物體時，彈簧的長度應為（A. 24 cmB. 20 cmC. 15 cmD 14 cm解析：選D.彈簧的原長厶=10cni當彈簧下端掛重物而靜止時，彈簧的彈力等于重物的重力.當掛4N重物時，彈簧的彈力A=4N,彈簧的長度Z=12cnb則形變量x, = l-2,=2 cm；當掛8 NM物時，E=8 N,設(shè)彈簧的長度為則疋丸-

42、厶山胡克定律Q滋可知=F' 即一=£得戶石今，解得厶=14X： xz Fz 7：108cm.5.如圖所示，一輕彈簧下端懸掛至為10 X的物體時彈簧的長度為12 cm.現(xiàn)換用另一個重為25 N的物體懸掛在彈簧的下端（仍在彈性限度內(nèi)），這時彈簧的長度為15 cm,則彈簧的原長、勁度系數(shù)分別是（A. 20cm, 500 N/mB. 10 cm.500 N/mC10cm, 1 000 N/mD. 20 cm.1 000 N/m解析:選B設(shè)彈簧的原長、勁度系數(shù)分別為厶k.根據(jù)胡克定律尸=上丫得:下端懸掛重為10 N的物體時：10 = m 12-Z）；換用另一個重為25 N的物體懸cm.

43、掛時：25 = H0. 15-Z）.聯(lián)立兩式解得；&=500 X/m、Z=106如圖所示，一勁度系數(shù)為原長為厶的輕彈簧，下端固定在水平面上，先用向下的力尸壓縮彈簧至穩(wěn)定，然后改用向上的力尸拉彈簧，再次 至穩(wěn)定，則彈簧上端上升的高度（2F7F解析：選B.當用向下的力尸壓縮彈簧至穩(wěn)定時，彈簧壓縮的長度為閔F當改用向上的力尸拉彈簧，再次至穩(wěn)定時彈簧伸長的長度必立則彈簧上端2F上升的高度為h"r，故B正確，A、C、D錯決二、多項選擇題7.關(guān)于重力，下列說法中正確的是（A.B.重力的大小可以用彈簧測力訃或桿秤直接測出C.質(zhì)量大的物體所受重力可能比質(zhì)量小的物體所受重力小D.物體對懸繩的拉

44、力或?qū)χ蚊娴膲毫梢圆坏扔谥亓χ亓褪堑厍驅(qū)ξ矬w的吸引力，其方向必定垂直于支持面解析：選CD重力產(chǎn)生的原因是地球?qū)ξ矬w的吸引，但通常1W況下重力只是 地球?qū)ξ矬w吸引力的一部分，重力的方向豎直向下，只有在支持面水平時，重力 的方向才垂直于支持面，選項A錯誤；桿秤測量的是物體的質(zhì)量而非重力，選項B錯誤；山公式G=/ffg可知，重力的大小山質(zhì)量727和g值共同決定，山于在不同的地理位置&值可能不同，因此質(zhì)量大的物體與質(zhì)量小的物體在不同的地理位置 因&值的差異有可能質(zhì)量大的物體所受重力反而小，選項C正確；用一根懸繩吊 起一個物體，當物體靜止時對該懸繩的拉力才等于物體受到的重力；把物體

45、靜置 于一水平面上，物體對該水平面的壓力等于物體受到的重力，物體靜止于斜面 上9物體對該斜面的壓力就不等于物體受到的重力，選項D正確.&有關(guān)彈力，下列說法正確的是（A.木塊放在桌面上要受到一個向上的彈力，是山于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的B.拿一根細竹桿撥動水中木頭，木頭受到竹桿的彈力，是山于木頭發(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，是因為電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生解析：選CD木塊放在桌面上要受到一個向上的彈力，是山于桌面發(fā)生向下的微小形變而產(chǎn)生的，故A錯誤；木頭受到竹桿的彈力，是山于竹桿發(fā)生形變而產(chǎn)生的，不是木頭發(fā)生形變產(chǎn)生

46、的，故B錯誤；繩對物體的拉力是繩子發(fā)生微小的拉伸形變，山于彈性繩子要收縮而對物體產(chǎn)生拉力，繩拉力的方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向，故C正確；掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是因為電線受到電燈的作用而向下發(fā)生微小的拉伸形變，電線山于收縮要恢復原狀而對電燈產(chǎn)生了拉力，故D正確.9如圖所示，為一輕質(zhì)彈簧的長度和彈力大小的關(guān)系，根 65432據(jù)圖象判斷，正確的結(jié)論有（A.彈簧的勁度系數(shù)為1 N/mF/fiB.彈簧的原長為6 cmC彈簧伸長8 cni時，彈力為2 ND當彈力為4 N時，彈簧長度為10 cm或2 cm解析：選BD.由Q武得，QlOON/nu他CO時，彈簧處于原長，由C錯；山圖知，F(xiàn)圖可

47、知轟=6 cm B對；伸長8 cm時的彈力：F=k x=8N, =4 PUL彈簧長2 cm或10 cm, D對10.某人用來鍛煉身體的拉力器并列裝有三根相同的彈簧，每根彈簧的自然長度都是40 cm, 一次鍛煉時，他用600 N的力把彈簧拉長至1.4 m,如圖所示，則（A.人的每只手受到拉力器的拉力為300 NB.每根彈簧產(chǎn)生的彈力為200 NC.每根彈簧的勁度系數(shù)為200 N/mD.每根彈簧的勁度系數(shù)為600 N/m解析：選BC山題，某人用600 N的力，根據(jù)牛頓第三定律可知，人的每只手受到拉力器的拉力為600 N,故A錯誤.山于三根彈簧并聯(lián)，每根彈簧受到的拉力相等，拉力之和等于600 N,則

48、每根彈簧產(chǎn)生的彈力均為200 X,故B正確.每根彈簧的伸長長度為x=l4m-04ni=l0nb彈力5=200 X,則山胡克F 200定律尸5得，勁度系數(shù)£=;=N/ni=200 N/m,故C正確，D錯誤.三、非選擇題H.請在圖中畫出桿或球所受的彈力.屮圖中桿靠在墻上;乙圖中桿放在半球形的槽中;丙圖中球用細線懸掛在豎直墻上;丁圖中點1、2、3都可能是球的重心位置，點2是球心，點1、2、3在同一 豎直線上.解析：屮圖中桿在重力作用下對人萬兩處都產(chǎn)生擠壓作用，故久萬兩處墻 對桿都有彈力，彈力方向與接觸點的平面垂直.如圖(3)所示.乙圖中桿對G 2?兩處都有擠壓作用，因C處為曲面，"

49、;處為支撐點，所以C處彈力垂直于圓弧切面指向球心，刀處彈力垂直于桿斜向上-如圖(b)所示丙圖中球擠壓墻壁且拉緊繩子，所以墻對球的彈力與墻面垂直；繩子對球的 彈力沿繩子向上.如圖(C)所示.丁圖中當重心不在球心處時，彈力作用線也必通過球心，如圖(d)所示.應注意不要錯誤地認為彈力作用線必定通過球的重心.777777(d)12.在“探究彈簧的彈力與伸長量之間關(guān)系”實驗中，所用裝置如圖甲所示，將輕彈簧的一端固定，另一端與力傳感器連接，其伸長量通過刻度尺測得, 某同學的實驗數(shù)據(jù)列于表中:伸氏量 x/(X10- m)2. 004.006. 00& 0010. 00彈力/N1.502.934. 5

50、55. 987. 50r 1If!乙(1) 以X為橫坐標、尸為縱坐標，在圖乙的坐標紙上描繪出能正確反映這一彈山圖線求得這一彈簧的勁度系數(shù)為.(結(jié)果保®三位有效數(shù)字)簧的彈力與伸長量之間的關(guān)系圖線.解析：(1)描點作圖，如圖.(2) 根據(jù)圖象，該直線為過原點的一條傾斜直線，即彈力與伸長量成正比,圖象的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，A=-=75. 0 X/m.答案：(1)見解析圖(2) 75. 0 N/m13.在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中，實驗裝置如圖甲所示.所用的每個鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定 的拉力.實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個

51、鉤碼逐個掛在繩子 的下端，每次測出相應的彈簧總長度.(1) 有一個同學通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標系圖乙中，請作出尸一Z圖線.F/W2.01.6120.80,40 S 10 15 20 25(7(x105) 乙(2)山此圖線可得出該彈簧的原長厶=cm,勁度系數(shù)&=N/m.(3) 試根據(jù)該同學以上的實驗悄況，幫助他設(shè)訃一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格(不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù))(4) 該同學實驗時把彈簧水平放置，與彈簧懸掛放置相比較，優(yōu)點在于:缺點在于:(2) 彈簧的原長厶即彈力為零時彈簧的長度，山圖象可知，Zo=5X10'=in=5 cm.勁度系數(shù)為圖象直線部分的斜率，A=

52、20 N/m.(3)記錄數(shù)據(jù)的表格如下.次數(shù)123456彈力/N彈簧的長度Z/(X10-= m)(4)優(yōu)點：可以避免彈簧自身重力對實驗的影響.缺點：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦會造成實驗誤差.答案：(1)見解析圖(2)5 20(3) (4)見解析ill14如圖所示，兩木塊質(zhì)量分別為力和處，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為厶和上面木塊冊壓在彈簧人上(但不拴接)，兩彈簧與下面木塊應相連，下面彈簧滄豎直固定在水平地面上，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊必，直到它剛離開上面彈簧厶，求在此過程中：上面木塊處移動的距離.解析：設(shè)未提木塊血時兩彈簧的壓縮量分別為.5 X：，根據(jù)二力平衡和胡克定律，對彈簧厶有kiXi=nhg對