（2021新人教版）高中物理必修第一册 3.1重力与弹力ppt课件 .zip

第三章第三章 相互作用相互作用力力 3.13.1重力与弹力重力与弹力 教学目标教学目标 1 1、了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向、了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向 2 2、理解重心的概念。、理解重心的概念。 3 3、知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图。、知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图。 4 4、知道弹力的定义，会使用胡克定律计算弹力大小。、知道弹力的定义，会使用胡克定律计算弹力大小。 1.1.概念：物体与物体之间的相互作用，称作力概念：物体与物体之间的相互作用，称作力。 力力 脱离物体脱离物体而存在。而存在。 力的力的作用是作用是 的，一个物体是受力物体的同时也是施力物体。的，一个物体是受力物体的同时也是施力物体。 发生相互作用的两个物体发生相互作用的两个物体不一定相互接触。不一定相互接触。 2.2.力的作用效果：力的作用效果：改变物体的运动状态改变物体的运动状态 使物体发生形变。使物体发生形变。 力力 不能不能 相互相互 3.3.力的三要素：大小、方向、作用点。力的三要素：大小、方向、作用点。 矢量性：力不仅有大小而且有方向 4.4.力的单位：牛顿，符号：力的单位：牛顿，符号：N N。 力力 5.5.力的测量：弹簧测力计力的测量：弹簧测力计 为什么动画中的为什么动画中的 人会落向地面？人会落向地面？ 因为受到重力作用。因为受到重力作用。 那么重力是怎样那么重力是怎样 产生的呢？产生的呢？ 1 1、重力是由于、重力是由于地球的吸引地球的吸引而使物体受到的力。而使物体受到的力。 （1 1）一一切切物物体体都都受受重重力力作作用用，物物体体所所受受重重力力的的施施力力物物体体是是地地球球 （2 2）物体所受的重力与它所处的）物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关运动状态、速度大小无关 2 2、重力的大小：、重力的大小：G=mgG=mg 其中其中g g的单位是的单位是 m/sm/s2 2 或或 N/MN/M 二、重二、重 力力 3.3. 重力的方向：竖直向下重力的方向：竖直向下 注意：注意： 验 直向下指垂直于水平面向下，不是垂直于支持面向下。直向下指垂直于水平面向下，不是垂直于支持面向下。 4作用点：在作用点：在_上上 (1)重心是物体各部分所受重力的重心是物体各部分所受重力的_，并非物体的各，并非物体的各 部分重力都作用于重心部分重力都作用于重心 (2)重心位置与重心位置与_和物体和物体_有关，质量分布均匀、有关，质量分布均匀、 形状规则的物体的重心在物体的形状规则的物体的重心在物体的_上重心上重心_ (填填“可以不在可以不在” 或或“一定在一定在”)物体上物体上 重心重心 等效作用点等效作用点 质量分布质量分布 形状形状 几何中心几何中心 可以不在可以不在 地球上的物体是不是每个部位都受到重力？重地球上的物体是不是每个部位都受到重力？重 力有没有作用点？力有没有作用点？ A B 验 挂法（二力平衡）确定薄板挂法（二力平衡）确定薄板重心的位置重心的位置 AD B E A D C B E 重心不一定在物体上重心不一定在物体上 力的图示和示意图力的图示和示意图 力的力的验 示：用一根示：用一根验 有箭有箭验 的的验 段来表示力。段来表示力。 大小：大小：验 度度 作用点：起点作用点：起点 方向：箭方向：箭验 力的示意图：力的示意图：只在图中画出力的作用点和方向，表示物体在只在图中画出力的作用点和方向，表示物体在 这个方向上受到了力。这个方向上受到了力。（粗略，常用）（粗略，常用） F 50N F=150N 例题：在图甲中木箱例题：在图甲中木箱P 点，用与水平方向成点，用与水平方向成30角斜向右上的角斜向右上的150 N的力拉的力拉 木箱；在图乙中木块的木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成点，用与竖直方向成60角斜向左上的角斜向左上的20 N的力把的力把 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所受重力和拉力的示意图 解析 50N F F 10N 300 600 如图所示，叠放的物体如图所示，叠放的物体A、B静止在水平地面上，物体静止在水平地面上，物体A 对物体对物体B 的压力是的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图，试画出这个力的图示和示意图 力的示意图力的示意图 力的图示力的图示 2N 力的三要素：力的三要素： 大小、方向、作用点大小、方向、作用点 学以致用学以致用 推推 拉拉 提提 验 日常生活中的很多相互作用日常生活中的很多相互作用 接触力接触力 非接触力非接触力 ： ： 力力 重力、万有引力、磁重力、万有引力、磁验 力、力、验验 力力 验 力：力： 摩擦力：摩擦力： 验 簧簧验 力、拉力、力、拉力、验 力、支持力力、支持力 静摩擦力、静摩擦力、验 摩擦力摩擦力 无无验 是是验 物体推、拉、提、物体推、拉、提、验 ， ，验 是是验 引列引列验 、 、验 打工件、打工件、验 球球 、弯弓射箭等，都是在物体与物体接触、弯弓射箭等，都是在物体与物体接触验验 生的，生的，验 种相互作用可种相互作用可 以称之以称之验 接触力。接触力。 形变：物体在力的作用下的形变：物体在力的作用下的形状形状或或体积体积会发生改变。会发生改变。 二、弹二、弹 力力 任何物体都可以发生形变任何物体都可以发生形变, , 有些较为明显有些较为明显, , 有些极其微小有些极其微小 ，需要通过仪器才能观察到。需要通过仪器才能观察到。 演示演示 在一在一验 大桌子上放两个平面大桌子上放两个平面验 M和和N， ，验 一束光依次被一束光依次被验 两面两面验 子反射，最子反射，最 后射到后射到验 上，形成一个光点。按上，形成一个光点。按验 两两验 之之验 的桌面，的桌面，验 察察验 上光点位置的上光点位置的验 化。化。 验 个个验 象象验 明了什么？明了什么？ 通过平面镜观察桌面的微小形变通过平面镜观察桌面的微小形变 桌子桌子验 生了微小形生了微小形验实验演示链接 验 生形生形验 后要恢复原状会后要恢复原状会验 生一个力生一个力 1 1、定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对与它接、定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对与它接 触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力。触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力。 注意：注意： 弹力不是弹力不是“弹簧的力弹簧的力”，是，是“反抗形变产生的力反抗形变产生的力” 二、弹力二、弹力 2 2、弹力产生的条件、弹力产生的条件 （1 1）直接接触直接接触 （2 2）发生弹性形变发生弹性形变 (1)假假验 与研究与研究验 象接触的物体解除接触，判断研究象接触的物体解除接触，判断研究验 象的状象的状验 是否是否验 化。若化。若 状状验 不不验 ， ，验 此此验 不存在不存在验 力；若状力；若状验验 化，化，验 此此验 存在存在验 力。力。 (2)假假验 有有验 力，看看研究力，看看研究验 象象验 能否保持平衡或原来的运能否保持平衡或原来的运验 状状验 。若能保。若能保 持，持，验验 明有明有验 力力;若不能保持，若不能保持，验验 明没有明没有验 力。力。 (3)假假验 没有没有验 力，看看研究力，看看研究验 象象验 能否保持平衡或原来的运能否保持平衡或原来的运验 状状验 。若能。若能 保持，保持，验验 明没有明没有验 力力;若不能保持，若不能保持，验验 明有明有验 力。力。 判断判断验 力有无的常用方法力有无的常用方法“假假验 法法” 2.2.点与面接触点与面接触 弹力的方向弹力的方向 F F F2F2 F1F1 过接触点垂直平面指向受力物体过接触点垂直平面指向受力物体 A A B B F FB B F FA A 1.1.面与面接触面与面接触 F F F F 垂直于公共接触面指向被支持的物体。垂直于公共接触面指向被支持的物体。 3.3.点与点接触点与点接触 垂直于接触切面，过接触点指向受力物体垂直于接触切面，过接触点指向受力物体 F1 F2 F1 4 4. .绳的弹力绳的弹力 用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块。橡 皮绳对物块的拉力是怎样产生的？方向怎样？ 沿绳的收缩方向沿绳的收缩方向( (沿绳斜向右上沿绳斜向右上) ) 画出图中静止物体画出图中静止物体A 所受弹力的示意图所受弹力的示意图 支持力支持力:与接触面垂直指向被支持物体与接触面垂直指向被支持物体 学以致用学以致用 如果形如果形验验 大，超大，超验 一定的限度，撤去作用力后物体不能一定的限度，撤去作用力后物体不能 完全恢复原来的形状，完全恢复原来的形状，验 个限度叫作个限度叫作 。 。 物体在物体在验 生形生形验 后，如果撤去作用力能后，如果撤去作用力能验 恢复恢复 原状，原状，验 种形种形验 叫作叫作 。不能。不能验 回复原状回复原状 的叫作塑性形的叫作塑性形验 。 。 验 簧在形簧在形验验验生的生的验 力与力与验 簧的伸簧的伸验 量是有关系的。量是有关系的。 那么，那么，验 簧在簧在验 性限度内，性限度内，验 力大小与其伸力大小与其伸验 量有什么关呢量有什么关呢 ？ 验 性限度性限度 验 性形性形验 数据数据验 理理 为了找出弹簧弹力与形变量的关系，我们以弹簧的弹力为了找出弹簧弹力与形变量的关系，我们以弹簧的弹力F F为纵轴、弹簧伸长的长度为纵轴、弹簧伸长的长度x x为横轴为横轴 建立直角坐标系。根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点，作出建立直角坐标系。根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点，作出F F- -x x图像。图像。 由由F-xF-x图像，你得出了什么结论？图像，你得出了什么结论？ 探究探究验 簧簧验 力与形力与形验 量的关系量的关系 验验 思路思路 探究探究验 簧簧验 力与形力与形验 量的关系，需要量的关系，需要验 量多量多验验 簧簧验 力和形力和形验 量的数据，如何量的数据，如何验 量？量？ 验 行行验验 要完成要完成验 个个验验 探究，我探究，我验 可以通可以通验 如如验 所示的装置所示的装置验 行行验验 。把。把验 簧上堆固定在簧上堆固定在验 架架 台的横杆上，台的横杆上，验 察察验 簧自由下垂簧自由下垂验 下端在刻度尺的位置。下端在刻度尺的位置。 验 挂不同挂不同验 量的量的验验 ， ，验验验簧在不同簧在不同验 力下伸力下伸验 的的验 度度(验 簧簧验 力力验验验重力）。重力）。 三、胡克定律三、胡克定律 验验 演示演示验 接接 在弹性限度内，弹簧弹力在弹性限度内，弹簧弹力F F的大小与弹簧伸长（或缩短）的长的大小与弹簧伸长（或缩短）的长 度度x x成正比。成正比。 FF弹簧的弹力弹簧的弹力 kk弹簧的弹簧的劲度系数劲度系数 单位：牛顿每米单位：牛顿每米 N/mN/m xx弹簧的形变量弹簧的形变量 （伸长量或缩短量）（伸长量或缩短量） 胡克定律胡克定律 注意注意 ： 1 1）只适用于计算弹簧的弹力，且必须在弹性限度内）只适用于计算弹簧的弹力，且必须在弹性限度内 2 2）劲度系数）劲度系数k k由由弹簧本身的特性弹簧本身的特性决定，如材料、长度、截面积等，与决定，如材料、长度、截面积等，与F F 和和x x无关。无关。 如图所示，一根轻质弹簧的原长为如图所示，一根轻质弹簧的原长为20 cm，竖直悬挂着，当用，竖直悬挂着，当用 15N的力向下拉弹簧时，量得弹簧长的力向下拉弹簧时，量得弹簧长24 cm.问：问： (1)弹簧的劲度系数为多少？弹簧的劲度系数为多少？ (2)若把它竖立在水平桌面上，用若把它竖立在水平桌面上，用30 N的力竖直向下压时，弹簧的力竖直向下压时，弹簧 长为多少？长为多少？ 解析解析 (1) 胡克定律胡克定律 （2） 学以致用学以致用 小小 结结 小小 结结