3.1節(jié)重力與彈力（課件）20242025年初升高暑假預(yù)習(xí)強化之精細講義

重力與彈力PARTONE力的概念力的概念力的概念?在力學(xué)中，物體間的相互作用稱為力。力是矢量，不但有大小，而且有方向，國際單位制中力的單位為牛頓，簡稱牛，符號為N。?力的作用效果∶

使物體發(fā)生形變或改變物體的運動狀態(tài)。力的概念力的概念?大小∶

力的大小可以用彈簧測力計測量?方向∶

力的方向不同，力的作用效果也不同。作用在物體上的力，如果方向與物體的運動方向相同，將促進物體的運動;如果方向與物體的運動方向相反，將阻礙物體的運動。對力的理解力的概念?力的物質(zhì)性∶

力不能脫離物體而獨立存在，每個力都有施力物體和受力物體，所以在分析某一物體的受力情況時，一定要清楚物體受到的各力的來源，不能"無中生有"。?力的相互性∶

力是物體間的相互作用，力總是成對并同時出現(xiàn)的.施力物體同時也是受力物體。一對相互作用力總是同時產(chǎn)生，同時消失，沒有先后之分。對力的理解力的概念?力的矢量性∶

力是矢量，既有大小，又有方向.由于力是矢量，所以力也有正負.

正負號只表示力的方向是否與正方向相同，與力的大小無關(guān)。?相互作用的物體可以直接接觸，也可以不接觸，如地球?qū)ξ矬w的吸引力。力的分類力的概念?按力的性質(zhì)分為重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力等。?按力的作用效果分為拉力、壓力、支持力、動力、阻力等。對力進行分類時,可以按照力產(chǎn)生的原因,即力的性質(zhì)分,也可以按照力的作用效果分,分析某一物體受到的力時不能將效果力和性質(zhì)力都分析進去。力的分類力的概念?同一作用效果的力可以是不同性質(zhì)的，例如重力和摩擦力是不同性質(zhì)的力，但它們都可以充當(dāng)動力(或阻力)。?同一性質(zhì)的力，作用效果可能不同，比如摩擦力可以是動力，也可以是阻力。?對物體進行受力分析時，為了避免重復(fù)，最好按力的性質(zhì)分析，要找到力的來源。PARTTWO力的圖示和力的示意圖力的圖示力的圖示和力的示意圖?力的三要素大小、方向、作用點稱為力的三要素。不僅力的大小和方向影響力的作用效果，力的作用點也會影響力的作用效果。?力可以用有向線段表示.有向線段的長短表示力的大小，箭頭表示力的方向，箭尾(或箭頭)表示力的作用點.這種表示力的方法，叫作力的圖示力的圖示力的圖示和力的示意圖?畫力的圖示的步驟A.選定標(biāo)度∶

確定用多長的線段表示多少牛頓的力。B.確定線段∶

從力的作用點出發(fā)，沿力的方向或反方向畫一條線段，注意要讓線段長度依據(jù)標(biāo)度按比例表示力的大小，并在線段上加上刻度。C.標(biāo)明方向∶

在線段的一端加箭頭表示力的方向，箭頭或箭尾表示力的作用點，在箭頭旁標(biāo)注力的符號。力的圖示力的圖示和力的示意圖在畫同一個物體受到的幾個力的圖示時，必須選擇同一標(biāo)度;不能直接用力的大小做標(biāo)度，一般讓線段長度是標(biāo)度長度的2-5倍。力的示意圖力的圖示和力的示意圖?從力的作用點沿力的方向畫一條適當(dāng)長度的線段。?在線段的末端標(biāo)出箭頭表示力的方向（不需要選定標(biāo)度）.【注意】力的示意圖只畫出力的作用點和方向，是對力的圖示的一種簡化.PARTTHREE重力和重心重力的定義重力和重心地面附近一切物體都受到地球的吸引。由于地球的吸引而使物體受到的力叫作重力。重力的施力物體是地球，受力物體是地面附近的一切物體。重力是由于地球吸引而產(chǎn)生的，但不能說地球?qū)ξ矬w的引力就是重力.對重力的理解重力和重心重力是矢量，不但有大小，而且有方向。重力的大小可以用彈簧測力計來測量，重力的方向為"豎直向下"。計算公式為G=mg，其中m為物體的質(zhì)量，g為當(dāng)?shù)氐淖杂陕潴w加速度,也叫重力加速度。對重力的理解重力和重心?地球?qū)ξ矬w的吸引力叫萬有引力,指向地心,在地球的南北兩極處,重力等于萬有引力;在地球上的其他位置二者不相等,重力只是萬有引力的一部分。?萬有引力的方向指向地心，重力不等同于萬有引力，所以"豎直向下"≠"指向地心"。對重力的理解重力和重心?重力的大小可以用彈簧測力計測出，但要特別注意：拉力或壓力與重力大小相等是有條件的;且不能認為拉力或壓力就是重力，因為力的性質(zhì)不同，施力物體和受力物體也不同。對重力的理解重力和重心?重力的方向可理解為垂直于水平面向下，豎直方向可用鉛垂線來確定.但是要注意"豎直向下≠垂直接觸面向下"。?重力是非接觸力。重力的施力物體是地球，物體所受的重力與物體所處的運動狀態(tài)以及是否受其他力等因素?zé)o關(guān)。對重力的理解重力和重心?g的數(shù)值與物體所在位置的緯度有關(guān)，也與物體距地面的高度有關(guān)。緯度越高，g值越大;距地面的高度越高，g值越小。g的數(shù)值還與星球有關(guān)，例如月球表面的g值大約為地球表面g值的六分之一。在地面附近不太大的范圍內(nèi)，可認為g值恒定.一般地取g=9.8m/s。重心重力和重心?一個物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，可以認為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫作物體的重心。重心是等效作用點。重心重力和重心?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)量的分布有關(guān)，但跟物體的放置情況和運動狀態(tài)無關(guān)。①形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體，重心位于其幾何中心，如圓柱體、球體等。②質(zhì)量分布均勻的物體,重心的位置可能在物體上,也可能在物體外。例如,對于均勻圓板,它的重心在圓心處,位于圓板上;而對于均勻圓環(huán),它的重心位于圓心處,并不在圓環(huán)上。重心重力和重心?重心并不是重力的實際作用點，也不是物體上最重的一點，更不能認為地球只吸引物體的這一點。?重心不是物體唯一受重力的點。物體各部分所受重力的效果,與只在重心處受重力是等效的,因此可以認為物體各部分所受重力集中于重心.

但實際上,物體的各部分都受重力,重力并不只作用于重心上。PARTFOUR彈力形變彈力物體在力的作用下形狀或體積會發(fā)生改變，這種變化叫作形變。形變包括拉伸,壓縮,彎曲,扭轉(zhuǎn)等。形變的分類彈力?彈性形變∶

物體在發(fā)生形變后撤去作用力時能夠恢復(fù)原狀的形變。?非彈性形變∶

物體在發(fā)生形變后撤去作用力時不能完全恢復(fù)原狀的形變。彈性限度彈力如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個限度叫作彈性限度。若超出彈性限度，形變就不再是彈性形變。彈力的定義彈力發(fā)生形變的物體，要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫作彈力。這時物體內(nèi)部各部分之間也有力的作用，這種力也是彈力.常見的拉力、推力、壓力、支持力等在本質(zhì)上都屬于彈力。彈力的產(chǎn)生條件彈力?物體間直接接觸;?接觸處發(fā)生彈性形變。兩個條件缺一不可彈力的產(chǎn)生條件彈力?觀察微小形變（光學(xué)放大法）有些物體發(fā)生形變時形狀或體積變化很明顯，可以直接判斷，如彈簧、橡皮筋、薄鋼尺、橡皮泥等.但是有些物體的形變很微小，需借助儀器才能觀察到。用力壓桌面時，桌面形變不明顯，肉眼幾乎觀察不到，但通過墻上光點的移動，可以判斷兩鏡子發(fā)生了轉(zhuǎn)動，從而可以證明桌面發(fā)生了向下凹的形變。彈力的產(chǎn)生條件彈力?彈力的產(chǎn)生條件直接接觸是產(chǎn)生彈力的必要條件。若兩個物體之間有彈力的作用，則它們一定直接接觸了，但兩個物體直接接觸，也可能是處于剛好接觸，但未發(fā)生形變的狀態(tài)，所以此時沒有彈力。彈力的方向彈力總是指向施力物體恢復(fù)形變的方向A.壓力（支持力）的方向總是垂直于支持面指向被壓（被支持）的物體。B.繩子的拉力方向是沿繩子指向繩收縮的方向。C.彈簧的彈力方向沿彈簧軸線指向形變的反方向。D.輕桿的彈力可以向任意方向。彈力的大小彈力彈力的大小跟形變的大小有關(guān)，形變越大,彈力越大;

形變消失，彈力也消失。PARTFIVE胡克定律胡克定律胡克定律在彈性限度內(nèi)，彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力F的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比，即F=kx。其中,F為彈簧彈力,x為彈簧的形變量,是形變后彈簧長度與原長的差值的絕對值，即x=Il現(xiàn)-l原I，k為勁度系數(shù)，單位是牛頓每米，單位符號是N/m。x是形變后彈簧長度與原長的差值的絕對值，是標(biāo)量，與彈簧被拉伸還是被壓縮無關(guān)。彈簧伸長量或壓縮量相同時，彈力大小相等，但方向不同。勁度系數(shù)胡克定律由胡克定律可知，勁度系數(shù)

k=F/x，但

k

與

F

和

x無關(guān)，由彈簧本身決定，與彈簧的材料、長度、粗細、匝數(shù)等因素有關(guān)。k越大，彈簧越"硬";

k越小，彈簧越"軟"。彈簧彈力胡克定律?胡克定律的適用條件∶

彈簧在彈性限度內(nèi)發(fā)生形變

?根據(jù)胡克定律可知，彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系為F=kx，F(xiàn)與x成正比，所以F-x圖線是一條過原點的傾斜直線.如圖所示，彈簧彈力的變化量△F與形變量的變化量△x也成正比，故胡克定律還可以寫為△F=k△x。彈簧彈力胡克定律?F-x圖像中圖線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，對于同一根彈簧來說，其勁度系數(shù)是不變的.?彈簧彈力的方向可以根據(jù)彈簧是處于壓縮狀態(tài)還是處于伸長狀態(tài)來確定。同樣，如果知道彈力的方向，也可確定彈簧是處于壓縮狀態(tài)還是伸長狀態(tài)。彈簧彈力胡克定律

胡克定律【典例1】關(guān)于力的下列說法中正確的是（

）A．有的力有施力物體，有的力沒有施力物體B．任何物體受到力的作用后形狀都要發(fā)生改變C．任何物體受到力的作用后運動狀態(tài)形狀都要發(fā)生改變D．影響力的作用效果的因素有力的大小、方向和作用點D胡克定律【典例2】(多選)關(guān)于力的概念,下列說法正確的是（

）A．一個力必定聯(lián)系著兩個物體，其中每個物體既是受力物體，又是施力物體B．放在桌面上的木塊受到桌面對它向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的C．力按效果分類可分為重力、彈力、摩擦力等D．根據(jù)效果命名的不同名稱的力，性質(zhì)可能不相同AD胡克定律【典例3】在一張大桌子上放兩個平面鏡M和N,讓一束光依次被兩面鏡子反射,最后射到墻上,形成一個光點P,現(xiàn)用力壓桌面，觀察墻上光點P位置的變化,下列說法不正確的是（

）A.用力按壓兩鏡之間的桌面時,光點P向上移動B.用力按壓兩鏡之間的桌面時,光點P向下移動C.力F越大，光點P移動的距離越大D.在相同壓力的條件下,N與墻面的距離越大，光點P移動的距離越大A胡克定律【典例4】一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實驗中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖像如圖所示。下列表述正確的是（

）A．a(chǎn)的原長比b的長 B．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的大C．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的小 D．彈力與彈簧的伸長量成反比C胡克定律【典例5】在探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系實驗中，因單根彈簧的彈性限度有限，某同學(xué)將兩根同樣的輕質(zhì)彈簧并聯(lián)起來，如圖所示，測得兩根彈簧的勁度系數(shù)為k，則單根彈簧的勁度系數(shù)為（

）A．2k

B．k

C．0.5k D．0.2kC胡克定律【典例6】一輕質(zhì)彈簧的長度和彈力大小的關(guān)系如圖所示，根據(jù)圖像判斷，下列結(jié)論正確的是（

）A．彈簧的勁度系數(shù)為1N/m B．彈簧的勁度系數(shù)為100N/mC．彈簧的原長為8cm D．彈簧伸長0.2m時，彈力的大小為4NB胡克定律【典例7】如圖所示，兩個質(zhì)量均為1kg的相同物塊A、B用一個勁度系數(shù)為500N/m的輕彈簧連接，兩物塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用豎直力F緩慢地向上拉物塊A，直到物塊B剛好離開水平地面為止。取g=10m/s2，這個過程中物塊A移動的距離是（

）A．1cmB．2cm

C．4cm

D．8cmC胡克定律

BDPARTSIX重難點理解彈力方向的判斷重難點1:彈力方向的判斷判斷彈力方向的方法∶先確定兩物體之間作用的類型，再根據(jù)各種類型的特點來判斷彈力的方向。彈力方向的判斷重難點1:彈力方向的判斷彈力的方向平面與平面垂直于接觸面點與平面過點垂直于接觸面曲面與曲面過切點垂直于切面點與杠過點垂直于桿輕繩沿繩收縮方向輕杠不帶鉸鏈帶鉸鏈可沿桿可不沿桿(常用二力平衡判斷)一定沿桿輕彈簧沿彈簧形變的反方向彈力方向的判斷重難點1:彈力方向的判斷?彈力的方向可歸納為"有面垂直于面，有繩沿繩，有桿不一定沿桿".桿的彈力不一定沿桿，可與桿成任意角度，帶鉸鏈的輕桿的彈力方向一定沿桿。?輕繩的受力特點∶A.只能拉不能壓;B.輕繩的拉力一定沿繩方向;C.同一根繩子張力處處相等;D.彈力可突變。彈力方向的判斷重難點1:彈力方向的判斷?輕桿是指不計質(zhì)量的桿，受力特點∶A.可拉可壓;B.桿所受的力不一定沿桿的方向，可能沿任意方向，一般根據(jù)物體的受力平衡來判斷。?彈簧既可以產(chǎn)生拉力，也可以產(chǎn)生支持力，形變需要一定時間，彈力不能突變。重難點1:彈力方向的判斷【典例9】下列圖中力F的方向表示正確的是（

）A.斜面對物體的支持力FB.輕繩對物體的拉力FC.拉伸狀態(tài)下的彈簧對物體的作用力FD.水平面對物體的支持力FB重難點1:彈力方向的判斷【典例10】下列物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中B、C中接觸面光滑，則圖中所畫彈力方向正確的是（

）D重難點1:彈力方向的判斷【典例11】一根質(zhì)量分布均勻、長為L的圓柱形鋼管平放在水平地面上，工人將其豎直立起，則（

）A．鋼管重心上升的高度為LB．鋼管重心上升的高度為L/2C．地面對鋼管的彈力方向始終沿鋼管向上D．地面對鋼管的彈力方向始終垂直鋼管向上B重難點1:彈力方向的判斷【典例12】（多選）如圖所示，底端置于粗糙水平地面上的桿，其頂端被一根細線用手拉住，桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，細線水平，下列說法正確的是（

）A．細線對桿的彈力方向垂直桿向左B．桿對細線的彈力方向為水平向右C．地面受到桿的彈力沿桿向左下方D．桿受到地面的彈力是地面的形變產(chǎn)生的BD重難點1:彈力方向的判斷【典例13】如圖所示，已知各物體的質(zhì)量都相等且都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試在圖上分別畫出它們所受重力的示意圖。重難點1:彈力方向的判斷【典例14】作出下列A物體受到的彈力。明顯形變彈力的判斷重難點2:彈力有無的判斷對于發(fā)生明顯形變的物體，可以直接采用"條件法"判斷物體是否受彈力.彈力的產(chǎn)生條件∶A.物體間直接接觸;B.接觸處發(fā)生彈性形變.兩條件同時滿足才會產(chǎn)生彈力。微小形變彈力的判斷重難點2:彈力有無的判斷對于形變不明顯的物體，通常用"假設(shè)法"

"替換法"

或

"狀態(tài)法"來判斷物體是否受彈力。微小形變彈力的判斷重難點2:彈力有無的判斷?假設(shè)法∶

假設(shè)將與研究對象接觸的物體"拿走"，即解除接觸，判斷物體是否能保持原來的運動狀態(tài)，如果運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力;如果運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力.如圖甲所示，光滑球靜止在光滑地面上，假設(shè)球與物塊之間有彈力，以球為研究對象，分析其受力，如圖乙所示，球不可能靜止，所以球與物塊間沒有彈力。微小形變彈力的判斷重難點2:彈力有無的判斷?替換法∶

將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換，看是否能保持原來的形狀.例如，將接觸面用海綿代替，將硬桿用輕彈簧（橡皮筋）或細繩代替。微小形變彈力的判斷重難點2:彈力有無的判斷?狀態(tài)法∶

由運動狀態(tài)分析彈力是否存在。物體的受力情況必須與運動狀態(tài)相對應(yīng)，依據(jù)物體的運動狀態(tài)，由二力平衡或牛頓運動定律（后面將學(xué)習(xí)）列方程，可以求解物體間彈力有無及大小。重難點2:彈力有無的判斷【典例15】如圖所示，一根豎直的彈簧懸下端鏈接一個質(zhì)量為m的光滑小球處于斜面和擋板之間，小球和斜面擋板均接觸，下列說法正確的是（

）A．若小球和斜面之間有彈力，則小球和擋板之間一定沒有彈力B．若小球與斜面之間有彈力，則小球和擋板之間不一定有彈力C．若小球與擋板之間有彈力，則小球與彈簧之間一定有彈力D．若小球與擋板之間有彈力，則小球與彈簧之間不一定有彈力D重難點2:彈力有無的判斷【典例16】下列對圖中彈力的判斷說法正確的是（

）A．圖甲中，小球隨車廂一起向右勻速直線運動，車廂左壁對小球有彈力B．圖乙中，小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上，斜面對小球有彈力，該彈力是由小球形變引起C．圖丙中，小球被a、b兩輕繩懸掛著處于靜止，其中a繩豎直,對小球有彈力,該彈力由a繩形變引起；b繩對小球無彈力D．圖丁中，兩相同球各自被長度一樣的豎直輕繩拉住而靜止，則兩球間有彈力C重難點2:彈力有無的判斷【典例17】如圖所示，球A在光滑斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于球A所受的彈力，以下說法正確的是（

）A．球A僅受一個彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上B．球A受兩個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上C．球A受兩個彈力作用，一個由擋板的向右的形變而產(chǎn)生的，一個由斜面的垂直斜面向上的形變而產(chǎn)生的D．球A受三個彈力作用,一個水平向右,一個垂直斜面向上，一個豎直向下B重難點2:彈力有無的判斷【典例18】（多選）兩個小球a、b靠在一起，相互間一定有彈力作用的是（

）A.B.C.D.

AD重難點2:彈力有無的判斷【典例19】（多選）下圖中，靜止的小球A分別與兩個物體（或面）接觸，設(shè)各接觸面均光滑，A受到兩個彈力的是（

）（注意：圖B中力F是非接觸力）A．

B．

C．

D．BC重難點2:彈力有無的判斷1．如圖所示為仰韶文化時期的一款尖底瓶，該瓶裝水后“虛則欹、中則正、滿則覆”，下面有關(guān)瓶（包括瓶中的水）的說法正確的是（

）A．瓶所受重力就是地球?qū)ζ康奈．瓶所受重力的方向一定可以與兩條繩子的方向交于同一點C．重力只作用在瓶的重心上D．裝入瓶中的水越多，瓶的重心一定越高B重難點2:彈力有無的判斷2．在實驗室中可以看到如圖所示的實驗現(xiàn)象：當(dāng)用手按壓桌面天花板時，反射在天花板上的光點會發(fā)生移動。則下列說法正確的是(

)A．桌面受到手的彈力作用是由于桌面發(fā)生了塑性形變B．桌面受到手的彈力作用是由于桌面發(fā)生了彈性形變C．手對桌面的壓力與桌面對手的支持力是一對平衡力D．反射在天花板上的光點發(fā)生移動，說明桌面發(fā)生了形變D重難點2:彈力有無的判斷3．如圖，在光滑半球狀容器內(nèi)，放置一細桿，細桿與容器的接觸點分別為。下列關(guān)于細桿在兩點所受支持力的說法正確的是（

）A．點處支持力指向球心，是由于細桿的形變產(chǎn)生的B．點處支持力垂直細桿向上，是由于容器的形變產(chǎn)生的C．點處支持力垂直細桿斜向左上方，是由于容器的形變產(chǎn)生的D．點處支持力豎直向上，是由于細桿的形變產(chǎn)生的C重難點2:彈力有無的判斷4．圖1中的A、B、C和D球均為光滑球,E球是一足球,一學(xué)生將足球踢向斜臺的示意圖如圖2所示，下列說法正確的是（

）A．A球和斜面之間可能有彈力作用B．B球和與C球間沒有彈力作用C．傾斜的細繩對D球沒有拉力作用D．E球（足球）與斜臺作用時斜臺給足球的彈力方向先沿v1的方向后沿v2的方向C重難點2:彈力有無的判斷

C重難點2:彈力有無的判斷6．如圖甲，一根大的輕質(zhì)彈簧內(nèi)套一根小的輕質(zhì)彈簧，小彈簧比大彈簧長0.2m，它們的一端齊平并豎直固定在水平地面上，另一端自然放置。當(dāng)緩慢壓縮此組合彈簧時，測得彈簧彈力與壓縮距離之間的關(guān)系圖像如圖乙所示，則小彈簧的勁度系數(shù)k1、大彈簧的勁度系數(shù)k2，分別為（

）A