还剩12页未读，
继续阅读
人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力教学设计及反思
展开
这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力教学设计及反思，共15页。教案主要包含了即学即练1，即学即练2，即学即练3，即学即练4，即学即练5，即学即练6，即学即练7等内容，欢迎下载使用。
第1课 重力与弹力
课程标准
课标解读
1．认识重力，理解重心概念。
2．通过实验确定物体的重心位置。
3．认识弹力，了解形变和弹性形变。
4．通过实验了解胡克定律。
5．知道力的图示，会画重力和弹力的示意图。
1、知道重力产生的原因、大小和方向。会测量物体重力的大小。
2、知道重心的概念，初步体会等效替代的思想，体会引入重心概念的意义。
3、会画力的图示和示意图。
4、通过实验观察，抽象概括弹力产生的条件。
5、知道压力、支持力和拉力都是弹力。会根据弹力产生的条件或者物体的运动状态及其变化，分析弹力的方向。了解重力和弹力在生产和生活中的应用，体会物理学与生产、生活的紧密联系。
6、通过实验探究弹簧弹力和形变量的关系，了解胡克定律，了解科学探究中获取及处理数据的研究方法。
知识点01 力
1、定义：力是一个物体对另一个物体的作用．
2、作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)．
3、性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征．
【即学即练1】下列说法中正确的是( )
A.射出枪口的子弹，能打到很远的地方，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用
B.不接触的物体之间不可能有力的作用
C.只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力
D.任何一个物体，一定既是受力物体，又是施力物体
【答案】D
【解析】子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时具有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没有一个所谓的推力，因为不可能找到这个“推力”的施力物体，故不存在，所以A错；不接触的物体之间也可能有力的作用，如两个磁铁，故B错；不论物体是否有生命或是否有动力，它们受到别的物体作用时，都会施力，如马拉车时，车也拉马；书向下压桌子，桌子也向上推书，故C错；由于自然界中的物体都是相互联系的，找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，故D正确.
知识点02 重力
1、产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．
注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力．
2、大小：G＝mg，可用弹簧测力计测量．同一物体G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的．
3、方向：总是竖直向下．
4、重心：物体的各部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心．
①影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布．
②不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法．
注意：重心的位置不一定在物体上．
【即学即练2】下列关于重力的说法中正确的是( )
A．重力的大小与质量和所处的位置有关，可以用弹簧秤或天平直接测出
B．物体对悬线的拉力或对支持物的压力，一定等于物体所受的重力
C．物体重力的方向垂直于支持面
D．物体静止地放在水平地面上，它对地面的压力大小等于物体所受的重力
【答案】D
【解析】重力的大小为mg，与质量和所处的位置有关，可以用弹簧秤直接测出，但不能用天平直接测出，A错误；只有物体处于平衡状态时，物体对悬线的拉力大小或对水平支持物的压力大小，才等于物体所受的重力大小，B错误；物体所受重力的方向竖直向下，不一定垂直于支持面，C错误；物体静止地放在水平地面上时，它对地面的压力大小等于物体所受的重力，D正确。
【即学即练3】如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为( )
A．马跑得快 B．马蹄大
C．马的重心在飞燕上 D．马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
【答案】D.
【解析】马的重心位置在马身上而不在飞燕上，但只有马的重心位置和飞燕在一条竖直线上，才能保持平衡，故选项D正确．
知识点03 力的图示和力的示意图的区别
力的图示可以表示力的三个要素，即大小、方向和作用点.力的示意图只能表示力的两个要素，即方向和作用点.
【即学即练4】在如图所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态.
【答案】见解析图
【解析】甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；
乙中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；
丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点弹力方向水平向右，B点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心；
丁中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上.
它们所受弹力的示意图如图所示.
【即学即练5】(多选)下列所述四个力的图示中正确的是( )
【答案】BC
【解析】四种情况下各力的图示长度都是正确的。重3 N的电灯受到灯绳的拉力，施力物体为灯绳，受力物体为电灯，方向竖直向上，A错误；静止在空中重力是2500 N的热气球受到的重力，施力物体是地球，受力物体是热气球，B正确；铁锤对道钉竖直向下的大小为2.5×103 N的打击力，施力物体为铁锤，受力物体为道钉，C正确；书对水平桌面的压力的作用点在桌面上，D错误。
知识点04弹力
1. 形变：
（1）含义：物体的形状或体积的变化。
（2）分类：弹性形变和非弹性形变
弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变.
非弹性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变.
发生弹性形变的物体，外力过大，超过一定的限度(弹性限度)，会变成非弹性形变.
2．弹力
(1)定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用．
(2)产生条件：
①物体间直接接触；
②接触处施力体发生形变且有恢复原状的趋势。
(3)方向：总是与施力物体形变的方向相反．
常见的弹力方向的判断
第一、接触方式
面与面
点与面
点与曲面
曲面与平面
垂直于接触面
垂直于接触面
垂直于切面
垂直于平面
第二、轻绳、轻杆、轻弹簧
绳的弹力一定沿绳
杆的弹力不一定沿杆
弹簧分拉伸、压缩
第三、绳上的张力一定沿着绳指向绳收缩的方向。物体面面或点面接触时的弹力的方向一定垂直于接触面或接触点的切面指向受力物体
（4）弹力有无的判断方法
(1)条件法：根据弹力产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变．
(2)对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方法：
①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间可能无弹力作用；否则，有弹力作用.
②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力.
(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在．
【即学即练6】下列图中各物体均处于静止状态．图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是( )
【答案】C
【解析】选项A中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上，故A错误；选项B中，因为右边的绳竖直向上，如果左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；球与面接触处的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)，即
选项D中大半圆对小球的支持力FN2应是沿着过小球与圆弧接触点的半径，且指向圆心，故D错误；球与球接触处的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，且指向受力物体，故C正确．
知识点04 胡克定律
弹力大小的计算：
(1)应用胡克定律F＝kx计算弹簧的弹力时注意：拉伸量与压缩量相等时弹力大小相等、方向相反．胡克定律对轻弹簧、橡皮条均适用，但形变量应在弹性限度内。
(2)静止或做匀速直线运动时可用平衡法计算弹力．弹力的大小不一定等于物体的重力。
【即学即练7】一根轻弹簧在10.0 N的拉力作用下，其长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm.
(1)当这根弹簧长度为4.20 cm时，弹簧受到的力为多大？
(2)当弹簧受到15 N的拉力时，弹簧的长度是多少？(弹簧始终在弹性限度内)
【答案】(1)8.0 N (2)6.50 cm
【解析】(1)弹簧原长L0＝5.00 cm＝5.00×10－2 m
在拉力F1＝10.0 N的作用下伸长到L1＝6.00 cm＝6.00×10－2 m
根据胡克定律得F1＝kx1＝k(L1－L0)
解得弹簧的劲度系数k＝＝＝1.00×103 N/m
当压力为F2时，弹簧被压缩到L2＝4.20 cm＝4.20×10－2 m
根据胡克定律得，压力F2＝kx2＝k(L0－L2)＝1.00×103 N/m×(5.00－4.20)×10－2 m＝8.0 N.
(2)设弹簧的弹力F＝15 N时弹簧的伸长量为x.
由胡克定律得x＝＝＝1.50×10－2 m＝1.50 cm
此时弹簧的长度为L＝L0＋x＝6.50 cm.
考法01 重心
【典例1】如图所示，两辆车正以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是( )
A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B．重力的方向总是垂直向下的
C．物体重心的位置与物体形状和质量分布无关
D．重心是重力的作用点，重心一定在物体上
【答案】A
【解析】 物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，所以选项A正确，B错误；从题图中可以看出，车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故选项C错误；重心不一定在物体上，如圆环，所以选项D错误．
考法02 弹力的的产生
【典例2】玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是( )
A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
【答案】C
【解析】桥面受到向下的弹力是因为汽车发生了弹性形变，A、B错误；汽车受到向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变，C正确，D错误。
考法03弹力的大小和方向
【典例3】请在图中画出杆或球所受的弹力．
甲图中杆靠在墙上；
乙图中杆放在半球形的槽中；
丙图中球用细线悬挂在竖直墙上；
丁图中点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，点1、2、3在同一竖直线上．
【答案】见解析图
【解析】甲图中杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两处墙对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直．如图(a)所示．
乙图中杆对C、D两处都有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于圆弧切面指向球心，D处弹力垂直于杆斜向上．如图(b)所示．
丙图中球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子向上．如图(c)所示．
丁图中当重心不在球心处时，弹力作用线也必通过球心，如图(d)所示．应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心．
考法04弹簧的弹力
【典例4】（多选）如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，根据图线可以确定( )
A．弹簧的原长为10 cm B．弹簧的劲度系数为200 N/m
C．弹簧伸长15 cm时弹力大小为10 N D．弹簧伸长15 cm时弹力大小为30 N
【答案】BD
【解析】当弹力为零时，弹簧处于原长，则原长为10 cm，故A正确；当弹簧的长度为5 cm时，弹力为10 N，此时弹簧压缩量x＝10 cm－5 cm＝5 cm＝0.05 m，根据胡克定律F＝kx得，k＝ N/m＝200 N/m，故B正确；当弹簧伸长量x′＝15 cm＝0.15 m时，根据胡克定律得，F＝kx′＝200×0.15 N＝30 N，故C错误，D正确．
题组A 基础过关练
1.下列两个实验中体现的共同的物理思想方法是( )
A．极限法 B．放大法
C．控制变量法 D．等效替代法
【答案】B
【解析】图甲中将桌面在力F作用下发生的形变通过反射光线在屏上光斑的移动显示出来，采用了放大法；图乙中，用手压玻璃瓶，玻璃瓶发生了微小的形变，由于管子很细，管中水位上升明显，即通过细管将玻璃瓶的形变显示出来，采用的也是放大法。B正确。
2.嫦娥四号探月过程时，把一块矿石从月球运到地球，则矿石所受重力与质量的变化是( )
A．重力变小，质量变大 B．重力变大，质量变大
C．重力不变，质量不变 D．重力变大，质量不变
【答案】D.
【解析】矿石从月球运到地球的过程中，其质量保持不变，但由于地球表面的重力加速度大，故重力变大，D正确，A、B、C错误．
3.在图甲中木箱P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向左上方的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图.
【答案】如图所示
4．(多选)如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面(点)均光滑，其中物体A所受弹力示意图正确的是( )
【答案】ABC
5.有关弹力，下列说法中正确的是( )
A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，是由于木块发生微小形变而产生的
B．拿一根细竹竿拨动水中木头，木头受到竹竿的弹力，是由于木头发生形变而产生的
C．绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向
D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的
【答案】CD
【解析】木块放在桌面上受到一个向上的弹力，是由于桌面发生向下的微小形变而产生的，A错误；木头受到竹竿的弹力，是由于竹竿发生形变而产生的，B错误；绳对物体的拉力是绳子发生微小的拉伸形变而产生的，由于绳要收缩而对物体产生拉力，绳拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向，C正确；挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线受到电灯的作用而向下发生微小的拉伸形变，电线要恢复原状而对电灯产生的，D正确。
6.如图所示的装置中，各小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力大小分别为F1、F2、F3，其大小关系是( )
A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＜F3
C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F2
答案 A
7.匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力，说法正确的是( )
A．重力和细线对它的拉力
B．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力
C．重力和斜面对它的支持力
D．细线对它的拉力和斜面对它的支持力
【答案】A
【解析】小球必定受到重力和细线的拉力。小球和光滑斜面接触，假设斜面对小球有弹力，小球将受到三个力作用，重力和细线的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，与题设条件矛盾，故斜面对小球没有弹力，故A正确。
题组B 能力提升练
1.（多选）关于力，下列说法正确的是( )
A．拳击运动员一记重拳出击，被对手躲过，运动员施加的力没有受力物体
B．站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的
C．重力、弹力是按力的性质命名的，动力、阻力、压力、支持力是按力的作用效果命名的
D．同一物体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
【答案】BC
【解析】 力是物体间的相互作用，有力就有施力物体和受力物体，故A错误；物体受到的弹力是施力物体反抗形变(或欲恢复原状)对受力物体施加的力，故B正确；力学中，按照力的性质可以把力分为重力、弹力、摩擦力等，按照力的作用效果可以把力分为动力、阻力、压力、支持力等，故C正确；同一物体放在地球上同一纬度且离地面高度相同时，受到的重力相同，故D错误。
2.如图所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，在水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会( )
A.一直下降 B.一直上升
C.先升高后降低 D.先降低后升高
【答案】D
【解析】当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心.随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心下降，球壳和水共同的重心也下降；后来一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心却升高；最后，水流完时，重心又回到球心.故球壳和水的共同重心先降低后升高，选项D正确.
3.在下图中，a、b表面均光滑，天花板和地面均水平，a、b间一定有弹力的是( )
【答案】B
【解析】利用“假设法”进行判断。在A图中，若拿去a球，则b球静止不动，故a、b间没有挤压，即a、b间没有弹力；在B图中，若拿去a球，则b球向左运动，故a、b间有挤压，即a、b间有弹力；在C图中，若拿去a球，则b球静止不动，故a、b间没有挤压，即a、b间没有弹力；在D图中，若移去斜面，则b球静止不动，故b球与斜面间没有挤压，即b球与斜面间没有弹力。故B正确。
4.下列关于重力的说法中正确的是( )
A．物体只有静止时才受重力作用 B．重力的方向总是指向地心
C．物体在赤道上受的重力最小 D．物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力
【答案】C
【解析】物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，B错误；赤道上重力加速度最小，因此地面上的物体在赤道上受的重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力，故D错误。
5.关于重心，下列说法中正确的是( )
A.重心就是物体上最重的一点
B.重心就是物体的几何中心
C.直铁丝弯曲后，重心便不在中点，但一定还在铁丝上
D.可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心
【答案】D
【解析】重心是重力的等效作用点，并不是物体上最重的一点，故选项A错误.质量均匀分布的、有规则形状的物体的重心才在其几何中心，故选项B错误.物体的重心不一定在物体上，如粗细均匀的铁丝被弯曲成圆圈时，其重心在圆心处，而不在铁丝上，故选项C错误；根据二力平衡，重力与绳的拉力方向总是在同一直线上且方向相反，所以可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心，D正确.
6.[多选]如图甲所示，一弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连，当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图乙)。则在弹簧的弹性限度内，下列判断正确的是( )
A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是200 N/m
D．对该弹簧施加拉力或压力时，劲度系数不变
【答案】BCD
【解析】 根据胡克定律可知F＝k(l－l0)＝kx，即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，故A错误；根据胡克定律知，ΔF＝kΔx，则弹簧长度的增加量与弹力增加量成正比，故B正确；弹力与弹簧形变量的关系图像的斜率表示劲度系数，由此可知该弹簧的劲度系数是200 N/m，故C正确；由于图像斜率不变，说明对该弹簧施加拉力或压力时，劲度系数不变，故D正确。
7．[多选]如图所示，在竖直方向上，两根完全相同的轻质弹簧a、b，一端与质量为m的物体相连接，另一端分别固定，当物体平衡时，若( )
A．a被拉长，则b一定被拉长 B．a被压缩，则b一定被压缩
C．b被拉长，则a一定被拉长 D．b被压缩，则a一定被拉长
解析：选BC 对物体受力分析并结合平衡条件，可知当a对物体有拉力Fa时，若Fa>mg，则b被拉长；若Fa
A．b弹簧的伸长量也为L B．b弹簧的伸长量为
C．P端向右移动的距离为2L D．P端向右移动的距离为L
【答案】B
【解析】根据两根弹簧中弹力相等可得b弹簧的伸长量为，P端向右移动的距离为L＋L，选项B正确。
9.在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端进行测量，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图像，如图所示，根据图像回答以下问题。
(1)弹簧的原长为________ cm。
(2)弹簧的劲度系数为________ N/m。
(3)分析图像，总结出弹簧弹力F与弹簧总长度L(单位：m)之间的关系式为_____ N。
【答案】(1)10 (2)1000 (3)F＝1000(L－0.1)
【解析】(1)当弹簧下端所挂钩码的重力G为0时，弹簧所受的拉力也为0，此时弹簧长度即为原长，由图像可知，弹簧的原长为10 cm。
(2)由图像可知，图线的斜率为弹簧的劲度系数，
k＝＝ N/m＝1000 N/m。
(3)由图像可知，弹簧弹力F与弹簧总长度L(单位：m)之间的关系式为F＝k(L－L0)＝1000(L－0.1) N。
题组C 培优拔尖练
1.一个物体所受的重力在下列哪些情况下会发生变化( )
A．把它从赤道拿到南极 B．把它送到月球上去
C．把它放到水里 D．改变它的运动状态
【答案】AB
【解析】从赤道拿到南极，重力加速度变大，由G＝mg知重力变大，A正确；拿到月球上去，重力加速度变小，则重力变小，B正确；把它放到水里，物体所在位置的重力加速度不变，则重力不变，C错误；重力与物体的运动状态无关，D错误。
2.杂技演员有高超的技术，能轻松地顶接从高处落下的坛子．关于他顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是( )
A．物体受到的重力 B．头的形变 C．坛子的形变 D．人受到的重力
【答案】C.
【解析】头顶受到的压力是由于坛子产生形变，对与之接触的头产生力的作用，故C正确，A、B、D错误．
3.如图所示，为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系，根据图象判断，正确的结论有( )
A．弹簧的劲度系数为1 N/m
B．弹簧的原长为6 cm
C．弹簧伸长8 cm时，弹力为2 N
D．当弹力为4 N时，弹簧长度为10 cm或2 cm
【答案】BD.
【解析】由k＝得，k＝100 N/m，A错；F＝0时，弹簧处于原长，由图可知x0＝6 cm，B对；伸长8 cm时的弹力：F＝k·Δx＝8 N，C错；由图知，F＝4 N时，弹簧长2 cm或10 cm，D对．
4.如图所示，轻弹簧的两端各受20 N的拉力作用，弹簧平衡时伸长了5 cm(在弹性限度内)，下列说法中正确的是( )
A．弹簧所受的合力为40 N
B．该弹簧的劲度系数k＝800 N/m
C．该弹簧的劲度系数k＝400 N/m
D．根据公式k＝，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
【答案】C
【解析】轻弹簧的两端各受20 N的拉力F作用，弹簧所受的合力为零，A错误；根据胡克定律F＝kx得弹簧的劲度系数k＝＝400 N/m，B错误，C正确；弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关，与弹簧本身有关，D错误。
5.如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两竖直轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在此过程中下面木块移动的距离为(重力加速度为g)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】初始状态时，下面弹簧压缩量为x1＝，当上面的木块离开后，下面弹簧压缩量为x2＝，下面的木块移动距离s＝x1－x2＝，故选C.
6.如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，小车处于水平面上，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法正确的是( )
A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零
B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零
C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用
D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用
【答案】B
【解析】若小车静止，则小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力、绳子的拉力，重力和拉力都沿竖直方向；如果受斜面的支持力，则无法平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力等于小球的重力，故A错误，B正确；若小车向右匀速运动，小球受重力和绳子拉力两个力的作用；若小车向右做减速运动，则一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故C、D错误．
7.一小组将两个完全相同的轻弹簧分别按图甲和图乙连接，等效为两个新弹簧，测得两个新弹簧的“拉力与弹簧伸长量的关系图像”如图丙所示，则下列说法正确的是( )
A．F＝2 N时甲图中每个弹簧伸长0.1 m
B．F＝2 N时乙图中每个弹簧伸长0.1 m
C．原来每个弹簧的劲度系数为20 N/m
D．b为甲图弹簧得到的图像
【答案】A
【解析】 根据弹簧串联与并联的特点可知，两条弹簧并联后新弹簧的劲度系数增大，而串联后新弹簧的劲度系数相对较小；弹簧的拉力与弹簧伸长量的关系图像中，直线的斜率：k＝，对比胡克定律：F＝kΔx可知，直线的斜率即表示弹簧的劲度系数。由于a的劲度系数大，b的劲度系数小，所以a为甲图弹簧得到的图像，b为乙图弹簧得到的图像。甲图是两根弹簧并联，新弹簧的伸长量等于每一个弹簧的伸长量，所以甲图中，F＝2 N时每个弹簧都伸长0.1 m，故A正确，B、D错误；由丙图可知，新弹簧的劲度系数：k甲＝＝ N/m＝20 N/m，则原来每个弹簧的劲度系数一定不是20 N/m，故C错误。
8.如图所示，三个质量均为1 kg的木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的轻弹簧p、q用轻绳连接，其中a放在光滑水平桌面上。开始时弹簧p处于原长，木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉弹簧p的左端，直到c刚好离开水平面为止，g取10 m/s2。该过程弹簧p的左端向左移动的距离是( )
A．4 cm B．6 cm
C．8 cm D．10 cm
【答案】C
【解析】 弹簧q开始处于压缩状态，kx1＝mg，当c刚好离开水平面时，弹簧q处于伸长状态，kx1′＝mg，此时弹簧p处于伸长状态，弹力大小为kx2＝2mg，代入数据可解得：x1＝x1′＝2 cm，x2＝4 cm，故此过程中弹簧p的左端向左移动的距离为x1＋x1′＋x2＝8 cm，C正确。
9.某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．
(1)某次在弹簧下端挂上钩码后，弹簧下端处的指针在刻度尺上的指示情况如图乙所示，此时刻度尺的读数x＝________．
(2)根据实验数据在图丙的坐标纸上已描出了多次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧长度x之间的函数关系点，请作出F－x图线．
(3)根据所作出的图线，可得该弹簧的劲度系数k＝________ N/m.(保留两位有效数字)
【答案】(1)11.80(11.79～11.81均可) cm (2)图象见解析图 (3)49
【解析】(1)由图示刻度尺可知，其分度值为1 mm，其示数为：11.80 cm；
(2)根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：
(3)由图示图象可知，弹簧的劲度系数为：k＝＝＝49 N/m.
10.如图所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块m1压在弹簧k1上(但不拴接)，两弹簧与下面木块m2相连，下面弹簧k2竖直固定在水平地面上，整个系统处于静止状态．现缓慢向上提上面的木块m1，直到它刚离开上面弹簧k1，求在此过程中：上面木块m1移动的距离．
【答案】m1g
【解析】设未提木块m1时两弹簧的压缩量分别为x1、x2，根据二力平衡和胡克定律，对弹簧k1有
k1x1＝m1g ①
对弹簧k2有k2x2＝k1x1＋m2g ②
当木块m1离开弹簧k1时，弹簧k2压缩量变为x′2，
对弹簧k2有k2x′2＝m2g ③
由①②③解得：
x1＝，x2＝，x′2＝.
木块m1向上移动的距离为
h1＝x1＋x2－x′2＝m1g.
第1课 重力与弹力
课程标准
课标解读
1．认识重力，理解重心概念。
2．通过实验确定物体的重心位置。
3．认识弹力，了解形变和弹性形变。
4．通过实验了解胡克定律。
5．知道力的图示，会画重力和弹力的示意图。
1、知道重力产生的原因、大小和方向。会测量物体重力的大小。
2、知道重心的概念，初步体会等效替代的思想，体会引入重心概念的意义。
3、会画力的图示和示意图。
4、通过实验观察，抽象概括弹力产生的条件。
5、知道压力、支持力和拉力都是弹力。会根据弹力产生的条件或者物体的运动状态及其变化，分析弹力的方向。了解重力和弹力在生产和生活中的应用，体会物理学与生产、生活的紧密联系。
6、通过实验探究弹簧弹力和形变量的关系，了解胡克定律，了解科学探究中获取及处理数据的研究方法。
知识点01 力
1、定义：力是一个物体对另一个物体的作用．
2、作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)．
3、性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征．
【即学即练1】下列说法中正确的是( )
A.射出枪口的子弹，能打到很远的地方，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用
B.不接触的物体之间不可能有力的作用
C.只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力
D.任何一个物体，一定既是受力物体，又是施力物体
【答案】D
【解析】子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时具有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没有一个所谓的推力，因为不可能找到这个“推力”的施力物体，故不存在，所以A错；不接触的物体之间也可能有力的作用，如两个磁铁，故B错；不论物体是否有生命或是否有动力，它们受到别的物体作用时，都会施力，如马拉车时，车也拉马；书向下压桌子，桌子也向上推书，故C错；由于自然界中的物体都是相互联系的，找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，故D正确.
知识点02 重力
1、产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．
注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力．
2、大小：G＝mg，可用弹簧测力计测量．同一物体G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的．
3、方向：总是竖直向下．
4、重心：物体的各部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心．
①影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布．
②不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法．
注意：重心的位置不一定在物体上．
【即学即练2】下列关于重力的说法中正确的是( )
A．重力的大小与质量和所处的位置有关，可以用弹簧秤或天平直接测出
B．物体对悬线的拉力或对支持物的压力，一定等于物体所受的重力
C．物体重力的方向垂直于支持面
D．物体静止地放在水平地面上，它对地面的压力大小等于物体所受的重力
【答案】D
【解析】重力的大小为mg，与质量和所处的位置有关，可以用弹簧秤直接测出，但不能用天平直接测出，A错误；只有物体处于平衡状态时，物体对悬线的拉力大小或对水平支持物的压力大小，才等于物体所受的重力大小，B错误；物体所受重力的方向竖直向下，不一定垂直于支持面，C错误；物体静止地放在水平地面上时，它对地面的压力大小等于物体所受的重力，D正确。
【即学即练3】如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为( )
A．马跑得快 B．马蹄大
C．马的重心在飞燕上 D．马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
【答案】D.
【解析】马的重心位置在马身上而不在飞燕上，但只有马的重心位置和飞燕在一条竖直线上，才能保持平衡，故选项D正确．
知识点03 力的图示和力的示意图的区别
力的图示可以表示力的三个要素，即大小、方向和作用点.力的示意图只能表示力的两个要素，即方向和作用点.
【即学即练4】在如图所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态.
【答案】见解析图
【解析】甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；
乙中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；
丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点弹力方向水平向右，B点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心；
丁中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上.
它们所受弹力的示意图如图所示.
【即学即练5】(多选)下列所述四个力的图示中正确的是( )
【答案】BC
【解析】四种情况下各力的图示长度都是正确的。重3 N的电灯受到灯绳的拉力，施力物体为灯绳，受力物体为电灯，方向竖直向上，A错误；静止在空中重力是2500 N的热气球受到的重力，施力物体是地球，受力物体是热气球，B正确；铁锤对道钉竖直向下的大小为2.5×103 N的打击力，施力物体为铁锤，受力物体为道钉，C正确；书对水平桌面的压力的作用点在桌面上，D错误。
知识点04弹力
1. 形变：
（1）含义：物体的形状或体积的变化。
（2）分类：弹性形变和非弹性形变
弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变.
非弹性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变.
发生弹性形变的物体，外力过大，超过一定的限度(弹性限度)，会变成非弹性形变.
2．弹力
(1)定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用．
(2)产生条件：
①物体间直接接触；
②接触处施力体发生形变且有恢复原状的趋势。
(3)方向：总是与施力物体形变的方向相反．
常见的弹力方向的判断
第一、接触方式
面与面
点与面
点与曲面
曲面与平面
垂直于接触面
垂直于接触面
垂直于切面
垂直于平面
第二、轻绳、轻杆、轻弹簧
绳的弹力一定沿绳
杆的弹力不一定沿杆
弹簧分拉伸、压缩
第三、绳上的张力一定沿着绳指向绳收缩的方向。物体面面或点面接触时的弹力的方向一定垂直于接触面或接触点的切面指向受力物体
（4）弹力有无的判断方法
(1)条件法：根据弹力产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变．
(2)对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方法：
①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间可能无弹力作用；否则，有弹力作用.
②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力.
(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在．
【即学即练6】下列图中各物体均处于静止状态．图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是( )
【答案】C
【解析】选项A中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上，故A错误；选项B中，因为右边的绳竖直向上，如果左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；球与面接触处的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)，即
选项D中大半圆对小球的支持力FN2应是沿着过小球与圆弧接触点的半径，且指向圆心，故D错误；球与球接触处的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，且指向受力物体，故C正确．
知识点04 胡克定律
弹力大小的计算：
(1)应用胡克定律F＝kx计算弹簧的弹力时注意：拉伸量与压缩量相等时弹力大小相等、方向相反．胡克定律对轻弹簧、橡皮条均适用，但形变量应在弹性限度内。
(2)静止或做匀速直线运动时可用平衡法计算弹力．弹力的大小不一定等于物体的重力。
【即学即练7】一根轻弹簧在10.0 N的拉力作用下，其长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm.
(1)当这根弹簧长度为4.20 cm时，弹簧受到的力为多大？
(2)当弹簧受到15 N的拉力时，弹簧的长度是多少？(弹簧始终在弹性限度内)
【答案】(1)8.0 N (2)6.50 cm
【解析】(1)弹簧原长L0＝5.00 cm＝5.00×10－2 m
在拉力F1＝10.0 N的作用下伸长到L1＝6.00 cm＝6.00×10－2 m
根据胡克定律得F1＝kx1＝k(L1－L0)
解得弹簧的劲度系数k＝＝＝1.00×103 N/m
当压力为F2时，弹簧被压缩到L2＝4.20 cm＝4.20×10－2 m
根据胡克定律得，压力F2＝kx2＝k(L0－L2)＝1.00×103 N/m×(5.00－4.20)×10－2 m＝8.0 N.
(2)设弹簧的弹力F＝15 N时弹簧的伸长量为x.
由胡克定律得x＝＝＝1.50×10－2 m＝1.50 cm
此时弹簧的长度为L＝L0＋x＝6.50 cm.
考法01 重心
【典例1】如图所示，两辆车正以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是( )
A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B．重力的方向总是垂直向下的
C．物体重心的位置与物体形状和质量分布无关
D．重心是重力的作用点，重心一定在物体上
【答案】A
【解析】 物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，所以选项A正确，B错误；从题图中可以看出，车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故选项C错误；重心不一定在物体上，如圆环，所以选项D错误．
考法02 弹力的的产生
【典例2】玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是( )
A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
【答案】C
【解析】桥面受到向下的弹力是因为汽车发生了弹性形变，A、B错误；汽车受到向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变，C正确，D错误。
考法03弹力的大小和方向
【典例3】请在图中画出杆或球所受的弹力．
甲图中杆靠在墙上；
乙图中杆放在半球形的槽中；
丙图中球用细线悬挂在竖直墙上；
丁图中点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，点1、2、3在同一竖直线上．
【答案】见解析图
【解析】甲图中杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两处墙对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直．如图(a)所示．
乙图中杆对C、D两处都有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于圆弧切面指向球心，D处弹力垂直于杆斜向上．如图(b)所示．
丙图中球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子向上．如图(c)所示．
丁图中当重心不在球心处时，弹力作用线也必通过球心，如图(d)所示．应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心．
考法04弹簧的弹力
【典例4】（多选）如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，根据图线可以确定( )
A．弹簧的原长为10 cm B．弹簧的劲度系数为200 N/m
C．弹簧伸长15 cm时弹力大小为10 N D．弹簧伸长15 cm时弹力大小为30 N
【答案】BD
【解析】当弹力为零时，弹簧处于原长，则原长为10 cm，故A正确；当弹簧的长度为5 cm时，弹力为10 N，此时弹簧压缩量x＝10 cm－5 cm＝5 cm＝0.05 m，根据胡克定律F＝kx得，k＝ N/m＝200 N/m，故B正确；当弹簧伸长量x′＝15 cm＝0.15 m时，根据胡克定律得，F＝kx′＝200×0.15 N＝30 N，故C错误，D正确．
题组A 基础过关练
1.下列两个实验中体现的共同的物理思想方法是( )
A．极限法 B．放大法
C．控制变量法 D．等效替代法
【答案】B
【解析】图甲中将桌面在力F作用下发生的形变通过反射光线在屏上光斑的移动显示出来，采用了放大法；图乙中，用手压玻璃瓶，玻璃瓶发生了微小的形变，由于管子很细，管中水位上升明显，即通过细管将玻璃瓶的形变显示出来，采用的也是放大法。B正确。
2.嫦娥四号探月过程时，把一块矿石从月球运到地球，则矿石所受重力与质量的变化是( )
A．重力变小，质量变大 B．重力变大，质量变大
C．重力不变，质量不变 D．重力变大，质量不变
【答案】D.
【解析】矿石从月球运到地球的过程中，其质量保持不变，但由于地球表面的重力加速度大，故重力变大，D正确，A、B、C错误．
3.在图甲中木箱P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向左上方的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图.
【答案】如图所示
4．(多选)如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面(点)均光滑，其中物体A所受弹力示意图正确的是( )
【答案】ABC
5.有关弹力，下列说法中正确的是( )
A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，是由于木块发生微小形变而产生的
B．拿一根细竹竿拨动水中木头，木头受到竹竿的弹力，是由于木头发生形变而产生的
C．绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向
D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的
【答案】CD
【解析】木块放在桌面上受到一个向上的弹力，是由于桌面发生向下的微小形变而产生的，A错误；木头受到竹竿的弹力，是由于竹竿发生形变而产生的，B错误；绳对物体的拉力是绳子发生微小的拉伸形变而产生的，由于绳要收缩而对物体产生拉力，绳拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向，C正确；挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线受到电灯的作用而向下发生微小的拉伸形变，电线要恢复原状而对电灯产生的，D正确。
6.如图所示的装置中，各小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力大小分别为F1、F2、F3，其大小关系是( )
A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＜F3
C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F2
答案 A
7.匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力，说法正确的是( )
A．重力和细线对它的拉力
B．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力
C．重力和斜面对它的支持力
D．细线对它的拉力和斜面对它的支持力
【答案】A
【解析】小球必定受到重力和细线的拉力。小球和光滑斜面接触，假设斜面对小球有弹力，小球将受到三个力作用，重力和细线的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，与题设条件矛盾，故斜面对小球没有弹力，故A正确。
题组B 能力提升练
1.（多选）关于力，下列说法正确的是( )
A．拳击运动员一记重拳出击，被对手躲过，运动员施加的力没有受力物体
B．站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的
C．重力、弹力是按力的性质命名的，动力、阻力、压力、支持力是按力的作用效果命名的
D．同一物体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
【答案】BC
【解析】 力是物体间的相互作用，有力就有施力物体和受力物体，故A错误；物体受到的弹力是施力物体反抗形变(或欲恢复原状)对受力物体施加的力，故B正确；力学中，按照力的性质可以把力分为重力、弹力、摩擦力等，按照力的作用效果可以把力分为动力、阻力、压力、支持力等，故C正确；同一物体放在地球上同一纬度且离地面高度相同时，受到的重力相同，故D错误。
2.如图所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，在水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会( )
A.一直下降 B.一直上升
C.先升高后降低 D.先降低后升高
【答案】D
【解析】当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心.随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心下降，球壳和水共同的重心也下降；后来一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心却升高；最后，水流完时，重心又回到球心.故球壳和水的共同重心先降低后升高，选项D正确.
3.在下图中，a、b表面均光滑，天花板和地面均水平，a、b间一定有弹力的是( )
【答案】B
【解析】利用“假设法”进行判断。在A图中，若拿去a球，则b球静止不动，故a、b间没有挤压，即a、b间没有弹力；在B图中，若拿去a球，则b球向左运动，故a、b间有挤压，即a、b间有弹力；在C图中，若拿去a球，则b球静止不动，故a、b间没有挤压，即a、b间没有弹力；在D图中，若移去斜面，则b球静止不动，故b球与斜面间没有挤压，即b球与斜面间没有弹力。故B正确。
4.下列关于重力的说法中正确的是( )
A．物体只有静止时才受重力作用 B．重力的方向总是指向地心
C．物体在赤道上受的重力最小 D．物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力
【答案】C
【解析】物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，B错误；赤道上重力加速度最小，因此地面上的物体在赤道上受的重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力，故D错误。
5.关于重心，下列说法中正确的是( )
A.重心就是物体上最重的一点
B.重心就是物体的几何中心
C.直铁丝弯曲后，重心便不在中点，但一定还在铁丝上
D.可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心
【答案】D
【解析】重心是重力的等效作用点，并不是物体上最重的一点，故选项A错误.质量均匀分布的、有规则形状的物体的重心才在其几何中心，故选项B错误.物体的重心不一定在物体上，如粗细均匀的铁丝被弯曲成圆圈时，其重心在圆心处，而不在铁丝上，故选项C错误；根据二力平衡，重力与绳的拉力方向总是在同一直线上且方向相反，所以可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心，D正确.
6.[多选]如图甲所示，一弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连，当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图乙)。则在弹簧的弹性限度内，下列判断正确的是( )
A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是200 N/m
D．对该弹簧施加拉力或压力时，劲度系数不变
【答案】BCD
【解析】 根据胡克定律可知F＝k(l－l0)＝kx，即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，故A错误；根据胡克定律知，ΔF＝kΔx，则弹簧长度的增加量与弹力增加量成正比，故B正确；弹力与弹簧形变量的关系图像的斜率表示劲度系数，由此可知该弹簧的劲度系数是200 N/m，故C正确；由于图像斜率不变，说明对该弹簧施加拉力或压力时，劲度系数不变，故D正确。
7．[多选]如图所示，在竖直方向上，两根完全相同的轻质弹簧a、b，一端与质量为m的物体相连接，另一端分别固定，当物体平衡时，若( )
A．a被拉长，则b一定被拉长 B．a被压缩，则b一定被压缩
C．b被拉长，则a一定被拉长 D．b被压缩，则a一定被拉长
解析：选BC 对物体受力分析并结合平衡条件，可知当a对物体有拉力Fa时，若Fa>mg，则b被拉长；若Fa
A．b弹簧的伸长量也为L B．b弹簧的伸长量为
C．P端向右移动的距离为2L D．P端向右移动的距离为L
【答案】B
【解析】根据两根弹簧中弹力相等可得b弹簧的伸长量为，P端向右移动的距离为L＋L，选项B正确。
9.在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端进行测量，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图像，如图所示，根据图像回答以下问题。
(1)弹簧的原长为________ cm。
(2)弹簧的劲度系数为________ N/m。
(3)分析图像，总结出弹簧弹力F与弹簧总长度L(单位：m)之间的关系式为_____ N。
【答案】(1)10 (2)1000 (3)F＝1000(L－0.1)
【解析】(1)当弹簧下端所挂钩码的重力G为0时，弹簧所受的拉力也为0，此时弹簧长度即为原长，由图像可知，弹簧的原长为10 cm。
(2)由图像可知，图线的斜率为弹簧的劲度系数，
k＝＝ N/m＝1000 N/m。
(3)由图像可知，弹簧弹力F与弹簧总长度L(单位：m)之间的关系式为F＝k(L－L0)＝1000(L－0.1) N。
题组C 培优拔尖练
1.一个物体所受的重力在下列哪些情况下会发生变化( )
A．把它从赤道拿到南极 B．把它送到月球上去
C．把它放到水里 D．改变它的运动状态
【答案】AB
【解析】从赤道拿到南极，重力加速度变大，由G＝mg知重力变大，A正确；拿到月球上去，重力加速度变小，则重力变小，B正确；把它放到水里，物体所在位置的重力加速度不变，则重力不变，C错误；重力与物体的运动状态无关，D错误。
2.杂技演员有高超的技术，能轻松地顶接从高处落下的坛子．关于他顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是( )
A．物体受到的重力 B．头的形变 C．坛子的形变 D．人受到的重力
【答案】C.
【解析】头顶受到的压力是由于坛子产生形变，对与之接触的头产生力的作用，故C正确，A、B、D错误．
3.如图所示，为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系，根据图象判断，正确的结论有( )
A．弹簧的劲度系数为1 N/m
B．弹簧的原长为6 cm
C．弹簧伸长8 cm时，弹力为2 N
D．当弹力为4 N时，弹簧长度为10 cm或2 cm
【答案】BD.
【解析】由k＝得，k＝100 N/m，A错；F＝0时，弹簧处于原长，由图可知x0＝6 cm，B对；伸长8 cm时的弹力：F＝k·Δx＝8 N，C错；由图知，F＝4 N时，弹簧长2 cm或10 cm，D对．
4.如图所示，轻弹簧的两端各受20 N的拉力作用，弹簧平衡时伸长了5 cm(在弹性限度内)，下列说法中正确的是( )
A．弹簧所受的合力为40 N
B．该弹簧的劲度系数k＝800 N/m
C．该弹簧的劲度系数k＝400 N/m
D．根据公式k＝，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
【答案】C
【解析】轻弹簧的两端各受20 N的拉力F作用，弹簧所受的合力为零，A错误；根据胡克定律F＝kx得弹簧的劲度系数k＝＝400 N/m，B错误，C正确；弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关，与弹簧本身有关，D错误。
5.如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两竖直轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在此过程中下面木块移动的距离为(重力加速度为g)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】初始状态时，下面弹簧压缩量为x1＝，当上面的木块离开后，下面弹簧压缩量为x2＝，下面的木块移动距离s＝x1－x2＝，故选C.
6.如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，小车处于水平面上，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法正确的是( )
A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零
B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零
C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用
D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用
【答案】B
【解析】若小车静止，则小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力、绳子的拉力，重力和拉力都沿竖直方向；如果受斜面的支持力，则无法平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力等于小球的重力，故A错误，B正确；若小车向右匀速运动，小球受重力和绳子拉力两个力的作用；若小车向右做减速运动，则一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故C、D错误．
7.一小组将两个完全相同的轻弹簧分别按图甲和图乙连接，等效为两个新弹簧，测得两个新弹簧的“拉力与弹簧伸长量的关系图像”如图丙所示，则下列说法正确的是( )
A．F＝2 N时甲图中每个弹簧伸长0.1 m
B．F＝2 N时乙图中每个弹簧伸长0.1 m
C．原来每个弹簧的劲度系数为20 N/m
D．b为甲图弹簧得到的图像
【答案】A
【解析】 根据弹簧串联与并联的特点可知，两条弹簧并联后新弹簧的劲度系数增大，而串联后新弹簧的劲度系数相对较小；弹簧的拉力与弹簧伸长量的关系图像中，直线的斜率：k＝，对比胡克定律：F＝kΔx可知，直线的斜率即表示弹簧的劲度系数。由于a的劲度系数大，b的劲度系数小，所以a为甲图弹簧得到的图像，b为乙图弹簧得到的图像。甲图是两根弹簧并联，新弹簧的伸长量等于每一个弹簧的伸长量，所以甲图中，F＝2 N时每个弹簧都伸长0.1 m，故A正确，B、D错误；由丙图可知，新弹簧的劲度系数：k甲＝＝ N/m＝20 N/m，则原来每个弹簧的劲度系数一定不是20 N/m，故C错误。
8.如图所示，三个质量均为1 kg的木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的轻弹簧p、q用轻绳连接，其中a放在光滑水平桌面上。开始时弹簧p处于原长，木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉弹簧p的左端，直到c刚好离开水平面为止，g取10 m/s2。该过程弹簧p的左端向左移动的距离是( )
A．4 cm B．6 cm
C．8 cm D．10 cm
【答案】C
【解析】 弹簧q开始处于压缩状态，kx1＝mg，当c刚好离开水平面时，弹簧q处于伸长状态，kx1′＝mg，此时弹簧p处于伸长状态，弹力大小为kx2＝2mg，代入数据可解得：x1＝x1′＝2 cm，x2＝4 cm，故此过程中弹簧p的左端向左移动的距离为x1＋x1′＋x2＝8 cm，C正确。
9.某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．
(1)某次在弹簧下端挂上钩码后，弹簧下端处的指针在刻度尺上的指示情况如图乙所示，此时刻度尺的读数x＝________．
(2)根据实验数据在图丙的坐标纸上已描出了多次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧长度x之间的函数关系点，请作出F－x图线．
(3)根据所作出的图线，可得该弹簧的劲度系数k＝________ N/m.(保留两位有效数字)
【答案】(1)11.80(11.79～11.81均可) cm (2)图象见解析图 (3)49
【解析】(1)由图示刻度尺可知，其分度值为1 mm，其示数为：11.80 cm；
(2)根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：
(3)由图示图象可知，弹簧的劲度系数为：k＝＝＝49 N/m.
10.如图所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块m1压在弹簧k1上(但不拴接)，两弹簧与下面木块m2相连，下面弹簧k2竖直固定在水平地面上，整个系统处于静止状态．现缓慢向上提上面的木块m1，直到它刚离开上面弹簧k1，求在此过程中：上面木块m1移动的距离．
【答案】m1g
【解析】设未提木块m1时两弹簧的压缩量分别为x1、x2，根据二力平衡和胡克定律，对弹簧k1有
k1x1＝m1g ①
对弹簧k2有k2x2＝k1x1＋m2g ②
当木块m1离开弹簧k1时，弹簧k2压缩量变为x′2，
对弹簧k2有k2x′2＝m2g ③
由①②③解得：
x1＝，x2＝，x′2＝.
木块m1向上移动的距离为
h1＝x1＋x2－x′2＝m1g.
相关教案
人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力精品教案： 这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力精品教案，共16页。教案主要包含了重力，弹力，胡克定律等内容，欢迎下载使用。
人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力教案： 这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力教案，共8页。教案主要包含了物理观念，科学思维，科学探究，科学态度与责任，教学重点，教学难点，新课导入，新课讲授等内容，欢迎下载使用。
人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力教学设计及反思： 这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力教学设计及反思，共8页。教案主要包含了新课导入，新课内容等内容，欢迎下载使用。
