高中人教版 (2019)1 重力与弹力第1课时学案及答案

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第1课时 重力与弹力
[学习目标] 1.知道重力产生的原因、大小、方向及作用点(重点)。2.理解重心的概念和影响因素，掌握确定重心的方法(重难点)。3.理解弹力产生的原因，会判断弹力的方向(重难点)。4.能区分力的图示和力的示意图，会用力的图示和力的示意图来表示力(重点)。
一、力及力的表示方法
1．力的概念
(1)定义：力是________________对________________的作用，力不能离开物体而存在。
(2)力是矢量，既有大小又有方向。
(3)力的测量：测力计。
(4)力的单位：________，符号为________。
2．力的表示方法
例1 如图所示，一人通过细绳用大小为50 N的力F沿与水平方向成30°角斜向上拉物块A，试画出拉力F的图示和物块重力G的示意图，并指出受力物体与施力物体。
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二、重力
干枯的树叶能够飘落到地面；掷出的铅球落向地面；无论你以多大的速度跳起，最终总会落到地面上。你能对这些自然现象和现实情况作出合理的解释吗？
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1．定义：由于________________而使物体受到的力。
2．方向：________________。
3．大小：G＝________，g是自由落体加速度，g与物体所处纬度和高度有关，在赤道处g________，在两极处g________。
4．作用点——重心
(1)重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用________________，这一点叫作物体的重心。
(2)决定因素：①物体的________；②物体的________________。
(3)重心是物体各部分所受重力的________作用点，并不是只有物体的重心才受重力，确定物体的重心可以利用________法。
(1)重力的方向总是垂直地面向下。( )
(2)重心是物体上最重的一点。( )
(3)在地球上不同纬度同一物体所受重力一定相同。( )
例2 (2023·江苏高二学业考试)关于重力，下列说法正确的是( )
A．重力没有施力物体
B．在空中飞行的物体不受重力作用
C．重力的方向总是垂直于接触面向下的
D．同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等
例3 关于物体的重心，下列说法正确的是( )
A．任何物体的重心一定在这个物体上
B．在物体上只有重心受到重力的作用
C．一个球体的重心一定在球心处
D．一辆空载的货车装上货物后，重心会变化
三、弹力
1．是不是所有的物体受力后都发生形变呢？结合课本“观察微小形变示意图”，思考：
(1)把书放在课桌上，课桌是否发生形变？
(2)用手捏水杯，水杯是否发生形变？
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2．如图所示，将一个装满水的气球挂在弹簧的下端，分析：
(1)弹簧的形变方向及弹簧对气球的弹力方向。
(2)气球对弹簧的弹力方向。
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1．形变
(1)定义：物体在力的作用下________或________会发生改变，这种变化叫作形变。
(2)弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力________________，这种形变叫作弹性形变。
2．弹力
(1)定义：发生________的物体，要恢复原状，对与它________的物体会产生力的作用。
(2)产生的条件：________且发生________________。
(3)方向：与施力物体恢复原状的方向______。
(1)发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状。( )
(2)只有相互接触的物体间可能有弹力。( )
(3)放在桌面上的书本对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的。( )
(4)灯绳对电灯的拉力方向与灯绳发生形变的方向相同。( )
例4 在如图所示的各图中画出杆或球P所受弹力的示意图，已知杆和球均处于静止状态。
几种常见弹力的方向，具体情形如下：
1 重力与弹力
第1课时 重力与弹力
[学习目标] 1.知道重力产生的原因、大小、方向及作用点(重点)。2.理解重心的概念和影响因素，掌握确定重心的方法(重难点)。3.理解弹力产生的原因，会判断弹力的方向(重难点)。4.能区分力的图示和力的示意图，会用力的图示和力的示意图来表示力(重点)。
一、力及力的表示方法
1．力的概念
(1)定义：力是一个物体对另一个物体的作用，力不能离开物体而存在。
(2)力是矢量，既有大小又有方向。
(3)力的测量：测力计。
(4)力的单位：牛顿，符号为N。
2．力的表示方法
例1 如图所示，一人通过细绳用大小为50 N的力F沿与水平方向成30°角斜向上拉物块A，试画出拉力F的图示和物块重力G的示意图，并指出受力物体与施力物体。
答案 见解析
解析 由题意知，细绳拉物块A，受力物体是物块A，施力物体是细绳。画力的图示时，先选好标度，用点A代表物块A，即力的作用点，从作用点开始沿力的方向画一条线段，最后标上箭头指明拉力的方向，即得力F的图示，如图所示。为了准确无误地表示拉力的方向，图中的虚线是必要的补充。
力的示意图只需把力的方向和作用点表示出来。
从物块A的中心作一条竖直向下的线段，标上箭头，即得重力G的示意图，如图所示。施力物体是地球，受力物体是物块A。
二、重力
干枯的树叶能够飘落到地面；掷出的铅球落向地面；无论你以多大的速度跳起，最终总会落到地面上。你能对这些自然现象和现实情况作出合理的解释吗？
答案 地面附近的一切物体都受到地球的吸引作用，正是由于地球的吸引才使物体落向地面。
1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。
2．方向：竖直向下。
3．大小：G＝mg，g是自由落体加速度，g与物体所处纬度和高度有关，在赤道处g最小，在两极处g最大。
4．作用点——重心
(1)重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。
(2)决定因素：①物体的形状；②物体的质量分布。
(3)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受重力，确定物体的重心可以利用悬挂法。
(1)重力的方向总是垂直地面向下。( × )
(2)重心是物体上最重的一点。( × )
(3)在地球上不同纬度同一物体所受重力一定相同。( × )
例2 (2023·江苏高二学业考试)关于重力，下列说法正确的是( )
A．重力没有施力物体
B．在空中飞行的物体不受重力作用
C．重力的方向总是垂直于接触面向下的
D．同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等
答案 D
解析 任何力都有施力物体，重力的施力物体是地球，A错误；在地球上或地球周围的物体都会受到重力的作用，B错误；重力的方向总是竖直向下，不一定垂直于接触面，C错误；由于地球各处的重力加速度大小不一定相等，故同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等，D正确。
例3 关于物体的重心，下列说法正确的是( )
A．任何物体的重心一定在这个物体上
B．在物体上只有重心受到重力的作用
C．一个球体的重心一定在球心处
D．一辆空载的货车装上货物后，重心会变化
答案 D
解析 重心是物体各部分所受重力的等效作用点，所以重心可以在物体上，也可以在物体外(比如均匀圆环的重心在环心)，故A、B错误；重心除了与几何形状有关外，还与质量分布有关，因此一个球体的重心不一定在球心处，故C错误；一辆空载的货车装上货物后，货车上方的质量增加，重心会变化，故D正确。
三、弹力
1．是不是所有的物体受力后都发生形变呢？结合课本“观察微小形变示意图”，思考：
(1)把书放在课桌上，课桌是否发生形变？
(2)用手捏水杯，水杯是否发生形变？
答案 课桌和水杯都发生形变。
2．如图所示，将一个装满水的气球挂在弹簧的下端，分析：
(1)弹簧的形变方向及弹簧对气球的弹力方向。
(2)气球对弹簧的弹力方向。
答案 (1)向下 向上
(2)向下
1．形变
(1)定义：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫作形变。
(2)弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变。
2．弹力
(1)定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用。
(2)产生的条件：接触且发生弹性形变。
(3)方向：与施力物体恢复原状的方向相同。
(1)发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状。( × )
(2)只有相互接触的物体间可能有弹力。( √ )
(3)放在桌面上的书本对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的。( × )
(4)灯绳对电灯的拉力方向与灯绳发生形变的方向相同。( × )
例4 在如图所示的各图中画出杆或球P所受弹力的示意图，已知杆和球均处于静止状态。
答案 见解析图
解析 题图甲中P受到的弹力有球面与球面之间的弹力，方向应垂直于两球接触点的切面向左；绳子对球的力方向沿绳斜向上，如图(a)所示。
题图乙中杆对C、D两处有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于其切面指向圆弧所对应的圆心，D处弹力垂直于杆斜向上，如图(b)所示。
题图丙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斜向上，如图(c)所示。
题图丁中球受到的弹力与棱和球面接触点的切面垂直，即沿着球半径的方向指向球心，如图(d)所示。
几种常见弹力的方向，具体情形如下：
作图步骤
力的图示
力的示意图
选标度
选定标度(用某一长度的线段表示一定大小的力)
画线段
从作用点开始沿力的方向画一条线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度
从作用点开始沿力的方向画一条适当长度的线段
标方向
在线段的末端标出箭头，表示方向
在线段的末端标出箭头，表示方向
作图步骤
力的图示
力的示意图
选标度
选定标度(用某一长度的线段表示一定大小的力)
画线段
从作用点开始沿力的方向画一条线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度
从作用点开始沿力的方向画一条适当长度的线段
标方向
在线段的末端标出箭头，表示方向
在线段的末端标出箭头，表示方向