2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力1重力與彈力學(xué)案新人教版必修1

PAGE16-第1節(jié)重力與彈力學(xué)習(xí)目標(biāo)1.正確建立關(guān)于重力的物理觀念,理解重心的含義,了解找尋重心的科學(xué)方法。2.知道常見的形變,并知道把微小量進行放大是物理學(xué)中常用的科學(xué)方法。3.通過試驗,了解彈力產(chǎn)生的緣由和條件,并能分析彈力的大小和方向,訓(xùn)練科學(xué)思維,培育科學(xué)探究實力。4.通過試驗,探究總結(jié)出胡克定律,體會科學(xué)探究的過程,培育科學(xué)看法與責(zé)任,增加團隊意識。自主預(yù)習(xí)一、相互作用——力1.力是物體之間的。

2.有力必有施力物體和受力物體,力不能脫離物體而存在。出現(xiàn)作用力的同時,必定出現(xiàn)。

3.力有三要素,分別是、、。

二、重力和彈力1.重力是由于而使物體受到的力。重力的表達式為,其中g(shù)=。重力的方向為。

2.發(fā)生形變的物體,要,對與它的物體會產(chǎn)生力的作用,這種力叫作彈力。

3.在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力大小滿意胡克定律,表達式為,其中k叫作彈簧的。

課堂探究一、重力【情境設(shè)問】初中我們學(xué)習(xí)過重力,如圖所示,一位60kg的輪滑運動員在空中受到的重力如何表示?重力的施力物體是誰?作用點在哪里?方向如何?【提出問題】經(jīng)過回顧初中所學(xué),我們又發(fā)覺了新的問題:1.重力的大小表達式中g(shù)是什么?2.重力的方向是指向地心嗎?重力方向肯定垂直于地面嗎?3.初中表示重力時,能否精確地表示重力的大小?結(jié)論1:重力的大小滿意公式,其中g(shù)叫重力加速度,大小約為9.8m/s2,粗略狀況下可以取10m/s2,g的單位還可以寫成。

結(jié)論2:重力的方向,垂直于地面。

結(jié)論3:用一條有向線段粗略表示力的方法叫力的示意圖,要精確表示力的大小、方向和作用點,須要畫力的。

二、重力的作用點——重心【提出問題】剛才提到重力的等效作用點叫重心,重心是什么?重心的位置在哪里?如圖所示的汽車,當(dāng)裝載的貨物多少和裝載位置發(fā)生變更時,重心也會隨之變更,你認(rèn)為重心和什么因素有關(guān)?結(jié)論4:物體各部分都受重力的作用,從效果上讓它們集中作用于一點,這個點就叫重心。重心就是重力的作用點,與物體的有關(guān),對于質(zhì)量勻稱分布且?guī)缀涡螒B(tài)規(guī)則的物體,重心就是。

【思索與探討】若物體質(zhì)量分布不勻稱,形態(tài)不規(guī)則,如何確定它的重心呢?請大家試著找一下鉛筆和三角板的重心位置。三、彈力【情境設(shè)問】如圖所示,運動員撐竿跳和老師用雙手拉橡皮條,竿與橡皮條有什么共同點?運動員受竿的作用力嗎?手受橡皮條的作用力嗎?這些力是由于什么緣由產(chǎn)生的?結(jié)論5:物體在力的作用下或會發(fā)生變更,這種變更叫作形變,撤去作用力能復(fù)原原狀的形變叫形變,這種形變的程度是有肯定限度的,叫作。

結(jié)論6:發(fā)生的物體,要,對與它的物體會產(chǎn)生力的作用,這種力叫作彈力。

【提出問題】請適度擠壓彈簧,體會彈力產(chǎn)生須要哪些條件?結(jié)論7:彈力產(chǎn)生條件是并發(fā)生要復(fù)原原狀的,因此彈力屬于力。

四、彈力的大小和方向【思索與探討】如圖所示的三種狀況,請按要求畫出彈力。通過分析,你能總結(jié)出彈力方向有什么特點?鋼管一端放在水平地面上,另一端用豎直的繩子吊起,請畫出地面和繩子對鋼管的彈力。物體靜止在斜面上,請畫出斜面對物體的彈力和物體對斜面的彈力。物塊靜止在墻角,接觸面均為光滑平面,請畫出物塊受到的彈力。結(jié)論8:彈力方向總是接觸面或繩子,指向的方向,或與形變方向。

【分組試驗】探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系,試驗裝置如圖所示,請帶著5個問題完成本探究試驗:甲試驗裝置乙作出F-x圖像1.試驗探究的目的?2.如何測量彈簧的形變量x?3.如何測量彈簧彈力F的大小?4.如何描繪F-x關(guān)系最簡潔直觀?5.依據(jù)圖像你能得到什么結(jié)論?結(jié)論9:在彈性限度內(nèi),彈力和彈簧形變大小成。表達式為,其中,k為,國際單位為牛頓每米(N/m),其大小由彈簧本身的性質(zhì)確定,x為。

五、例題展示【例題】一根輕彈簧在10N的拉力作用下,長度由原來的5.00cm伸長為6.00cm。則(1)當(dāng)這根彈簧長度為4.20cm時,受到的壓力有多大?(2)當(dāng)彈簧受到15N的拉力時,彈簧的長度是多少?核心素養(yǎng)專練1.關(guān)于形變,下列說法正確的是()A.物體形態(tài)的變更叫彈性形變B.物體受到外力作用后發(fā)生的形態(tài)變更叫彈性形變C.物體在去掉外力后能復(fù)原原狀的形變叫彈性形變D.任何物體相互接觸都會發(fā)生形變,不發(fā)生形變的物體是不存在的2.(多選)一個物體放在水平地面上,下列關(guān)于物體和地面受力狀況的說法正確的是()A.地面受到向下的彈力是因為地面發(fā)生了形變B.地面受到向下的彈力是因為物體發(fā)生了形變C.物體受到向上的彈力是因為地面發(fā)生了形變D.物體受到向上的彈力是因為物體發(fā)生了形變3.(多選)如圖所示,物塊A靜止在斜面B上。下列說法正確的是()A.斜面B對物塊A的彈力方向是豎直向上的B.物塊A對斜面B的彈力方向是豎直向下的C.斜面B對物塊A的彈力方向是垂直斜面對上的D.物塊A對斜面B的彈力方向跟物塊A復(fù)原形變的方向是相同的4.如圖所示,質(zhì)量均為m的物體A、B通過一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連,起先時B放在地面上,A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)通過細(xì)繩將A向上拉起,當(dāng)B剛要離開地面時,A上升的距離為L。假設(shè)彈簧始終在彈性限度內(nèi),則()A.L=mgk B.L=C.L<mgk D.L>5.(多選)如圖所示,A、B兩個物塊的重力分別是GA=3N,GB=4N,彈簧的重力不計。整個裝置沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài),這時彈簧的彈力F=2N,則天花板受到的拉力和地板受到的壓力可能是()A.1N和6N B.5N和6NC.1N和2N D.5N和2N6.如右圖所示,一輕質(zhì)彈簧直立在水平面上,它的勁度系數(shù)為100N/m,在彈性限度內(nèi),要使其壓縮4cm,需加的壓力是。

7.如圖是某個彈簧的彈力F與其長度x的關(guān)系變更圖像,則該彈簧的勁度系數(shù)k=N/m。

8.一木塊重G=30N,按圖中四種方法放置時施加的外力分別為F1=10N,F2=20N,F3=30N,F4=40N,則木塊對接觸面的壓力分別為FN1=,FN2=,FN3=,FN4=。

9.一根輕質(zhì)彈簧一端固定,用大小為F1的力壓彈簧的另一端,平衡時長度為l1;改用大小為F2的力拉彈簧,平衡時長度為l2,彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi),求該彈簧的勁度系數(shù)。參考答案自主預(yù)習(xí)一、1.相互作用2.反作用力3.大小方向作用點二、1.地球的吸引G=mg9.8m/s2豎直向下2.復(fù)原原狀接觸3.F=kx勁度系數(shù)課堂探究結(jié)論1:G=mgN/kg結(jié)論2:豎直向下不肯定結(jié)論3:圖示結(jié)論4:質(zhì)量分布幾何中心結(jié)論5:形態(tài)體積彈性彈性限度結(jié)論6:形變復(fù)原原狀接觸結(jié)論7:接觸形變接觸結(jié)論8:垂直于沿著形變復(fù)原相反結(jié)論9:正比F=kx勁度系數(shù)形變量【例題】例題分析:本題由胡克定律可求解,須要留意的是,彈力大小與形變量成正比,而與原長無關(guān),與壓縮還是伸長也無關(guān);勁度系數(shù)體現(xiàn)了彈簧的軟硬程度,計算時留意要統(tǒng)一單位,且有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)統(tǒng)一。例題解答:(1)由胡克定律F=kx可得,k=Fx=10N6.00cm故F'=kx'=10N/cm×(5.00cm-4.20cm)=8N(2)l″=F″k+l0=15N10N/cm+5.核心素養(yǎng)專練1.C2.BC3.CD4.B5.AD6.4N7.3008.30N10N040N9.F學(xué)習(xí)目標(biāo)1.進一步建立關(guān)于重力的物理觀念,理解重心的含義,了解找尋重心的科學(xué)方法。2.理解彈力的概念以及彈力產(chǎn)生的條件,會推斷彈力的方向,培育學(xué)生分析實際問題的科學(xué)思維實力,駕馭胡克定律。3.通過試驗,培育學(xué)生的科學(xué)探究實力、邏輯思維實力和視察實力,體驗放大法、假設(shè)法的思想,激發(fā)學(xué)生對物理的求知欲。自主預(yù)習(xí)回顧初中所學(xué)的力的概念和重力的概念,預(yù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容。一、相互作用——力1.力是物體之間的。

2.有力必有施力物體和受力物體,力不能脫離物體而存在。出現(xiàn)作用力的同時,必定出現(xiàn)。

3.力有三要素,分別是、、。

二、重力和彈力1.重力是由于而使物體受到的力。重力的表達式為,其中g(shù)=。重力的方向為。

2.發(fā)生形變的物體,要,對與它的物體會產(chǎn)生力的作用,這種力叫作彈力。

3.在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力大小滿意胡克定律,表達式為,其中k叫作彈簧的。

課堂探究一位質(zhì)量60kg的輪滑運動員,如圖所示,做出高難度的騰空動作。請依據(jù)你初中所學(xué)思索下面問題:1.若不計空氣阻力,運動員受什么力的作用?他并沒有和任何物體接觸,這個力有施力物體嗎?2.運動員在受力的同時,有沒有對外施力?3.由此可見,力有什么特點?4.畫圖表示運動員受到的力,在圖中是如何體現(xiàn)力的三要素的?一、重力的大小和方向【提出問題】重力是如何定義的?重力的三要素——大小、方向、作用點是如何表示的?【提出問題】在初中所學(xué)的基礎(chǔ)上,關(guān)于重力你還有哪些不知道的呢?思索與探討以下問題:1.重力大小表達式中的g有什么含義?2.重力方向是不是指向地心?可以說成垂直地面嗎?3.重力的作用點肯定在物體上嗎?二、重力的作用點——重心【提出問題】重心是什么?重心的位置在哪里呢?如圖所示的汽車,當(dāng)裝載的貨物多少和裝載位置發(fā)生變更時,重心也會隨之變更,探討溝通一下,重心和什么因素有關(guān)?【提出問題】若物體質(zhì)量分布不勻稱,形態(tài)不規(guī)則,如何確定它的重心呢?請大家試著找一下鉛筆和三角板的重心位置?！咎岢鰡栴}】畫圖表示下圖中兩個勻稱球體的重力。你發(fā)覺初中所學(xué)的表示力的方法有什么缺點?三、彈力的產(chǎn)生緣由——形變【情境引入】在如圖所示的四種情境中,力的效果有什么共同點和不同點?【學(xué)生試驗】進一步視察、體會下列現(xiàn)象,并回答相關(guān)問題。1.用手壓彈簧,會看到什么現(xiàn)象?撤去力以后呢?2.用手捏橡皮泥,會出現(xiàn)什么不一樣的結(jié)果?3.用力拉皮筋,皮筋會不會無法復(fù)原原狀?4.如圖所示,取一個圓玻璃瓶,里面盛滿水,用穿有透亮細(xì)管的橡皮泥封口,使水面位于瓶外的細(xì)管中,用手捏玻璃瓶,會看到什么現(xiàn)象?說明什么?四、彈力及其大小和方向【提出問題】在壓彈簧和拉皮筋同時,感受一下手有沒有受到力的作用?緣由是什么?和擠壓橡皮泥之后的感覺一樣嗎?【學(xué)生試驗】自制教具如圖所示,視察彈力的方向有什么特點。假如把軟塑料板換成硬木板,把橡皮條換成棉繩呢?為什么我們要用軟塑料板和橡皮條做試驗?zāi)?【學(xué)生試驗】設(shè)計試驗,探究彈簧的彈力與形變量的關(guān)系。試驗卡1.試驗?zāi)康?探究彈簧的彈力與形變量的關(guān)系2.設(shè)計方案:(1)試驗器材:鐵架臺、彈簧、刻度尺、鉤碼等(2)試驗過程:(3)試驗數(shù)據(jù)記錄:3.試驗數(shù)據(jù)分析:4.總結(jié)試驗結(jié)論:五、例題展示【例題1】按要求畫出下圖物體的彈力。鋼管一端放在水平地面上,另一端用豎直的繩子吊起,請畫出地面和繩子對鋼管的彈力。物體靜止在斜面上,請畫出斜面對物體的彈力和物體對斜面的彈力。物塊靜止在墻角,接觸面均為光滑平面,請畫出物塊受到的彈力。【例題2】一根輕彈簧在10N的拉力作用下,長度由原來的5.00cm伸長為6.00cm。則(1)當(dāng)這根彈簧長度為4.20cm時,受到的壓力有多大?(2)當(dāng)彈簧受到15N的拉力時,彈簧的長度是多少?核心素養(yǎng)專練1.雜技演員有超群的技藝,如圖所示,能輕松地頂住壇子,他頂壇子時頭頂受到的壓力產(chǎn)生的干脆緣由是()A.壇子的形變B.頭的形變C.物體受到的重力D.人受到的重力2.勻速前進的車廂頂部用細(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。小球受到的力為()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3.體育課上一學(xué)生將足球踢向傾斜的墻壁,如圖所示,下列關(guān)于足球與墻壁作用時墻壁給足球的彈力的方向的說法正確的是()A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于墻壁斜向左上方的方向4.如圖所示,球A在斜面上,被豎直擋板攔住而處于靜止?fàn)顟B(tài),關(guān)于球A所受的彈力,以下說法正確的是()A.A物體僅受一個彈力作用,彈力的方向垂直斜面對上B.A物體受兩個彈力作用,一個水平向左,一個垂直斜面對下C.A物體受兩個彈力作用,一個水平向右,一個垂直斜面對上D.A物體受三個彈力作用,一個水平向右,一個垂直斜面對上,一個豎直向下5.(多選)關(guān)于胡克定律,下列說法正確的是()A.由F=kx可知,在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量x成正比B.由k=Fx可知,勁度系數(shù)k與彈力FC.彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)確定的,與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無關(guān)D.彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時彈力的大小6.如圖所示,彈簧測力計和細(xì)線的重力及一切摩擦力不計,物重G=1N,則彈簧測力計A和B的示數(shù)分別為()A.1N,0 B.0,1NC.2N,1N D.1N,1N7.如圖所示,兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2,兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2,上面的木塊壓在上面的彈簧上(可以分別),整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)緩慢向上提上面的木塊,直到它剛離開上面彈簧。在這個過程中下面的木塊移動的距離為()A.m1gk1 B.m8.如圖所示,一根彈性桿上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4N的小球,小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時,彈性桿對小球的彈力()A.大小為4N,方向平行于斜面對上B.大小為2N,方向平行于斜面對上C.大小為4N,方向垂直于斜面對上D.大小為4N,方向豎直向上9.畫出圖甲、乙、丙中小球A和圖丁中桿所受的彈力方向。10.如圖所示為一輕質(zhì)彈簧的長度l與彈力F大小的關(guān)系圖像,試由圖像確定:(1)彈簧的原長;(2)彈簧的勁度系數(shù);(3)彈簧長為0.20m時彈力的大小。11.一根大彈簧內(nèi)套一根小彈簧,大彈簧比小彈簧長0.2m,它們的下端平齊固定在