高中物理人教版（2019） 必修 第一册第三章 1　第1课时　重力与弹力 学案

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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________________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。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________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？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________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？________________________________________________________________________________________________________________________________________________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。________________________________________________________________________________________________________________________________________________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