1、第三章 相互作用力3.1 重力与弹力目录二、小结三、练习一、知识讲解人在空中下落，苹果成熟落地这都离不开力的作用，分析一个力的作用，必然要弄清这几个问题：谁受到的力，谁施加的力？如何度量力的大小？力的方向如何？作用点在哪？围绕这几个问题，分析下图中人和苹果受到的力。问题引入二、知识讲解重力重力的产生1由于地球的吸引而使物体受到的力，叫作重力；注意：不能说地球的吸引力就是重力2重力的施力物体是地球；3力的单位是牛顿，简称牛，符号N ；4物体受到的重力与物体质量的关系是：Gmg ；5重力加速度 g 的单位既可以是 N/kg 也可以是 m/s2； 1 N/kg1 m/s2二、知识讲解重力重力的方向1
2、重力的方向为竖直向下；注意：重力方向不一定指向地心，在地球除了两极和赤道的位置，其他地方的重力方向都与在该地点指向地心的方向有一定的偏差。二、知识讲解重力重力的作用点1重心：一个物体各部分都受到重力的作用，从作用效果上来看，物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点就叫作物体的重心。2重心可以看作是重力的作用点。二、知识讲解重力重心的位置1重心的位置与物体的形状和质量分布有关；2质量分布均匀，形状规则的物体，重心就在它的几何中心；3形状不规则的物体，其重心的位置与其质量分布有关。可以利用二力平衡的知识来确定物体的重心；4物体的重心可能在物体上也可能在物体外。图 3.1-1 形状规则的物体的重心
3、图 3.1-2图 3.1-3 确定薄板的重心二、知识讲解重力重心的意识图中的叉车为什么会翻车？二、知识讲解重力重心的意识图中为什么小孩站上去后柜子会倒？二、知识讲解重力重心的意识生活中要注意重心变化带来的影响。二、知识讲解重力力的图示1力可以用有向线段表示。有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点，这种表示力的方法叫作力的图示。2在不需要准确标度力的大小时，通常只需画出力的作用点和方向，即只需画出力的示意图。二、知识讲解重力弹力产生的原因利用身边的资源，用手捏一捏，拉一拉，看看会发生什么现象？二、知识讲解弹力弹力产生的原因物体在力的作用下它的形状或体积会发生改
4、变，这种变化叫作形变。思考：物体受到力的作用一定会发生形变吗？例如：你用手指按压桌面，桌面发生形变了吗？物体受到力的作用会发生形变，只是有些形变太过于微小，不易被人眼观察到，我们可以利用一些仪器来观察物体的微小形变。图 3.1-5 有机玻璃的形变二、知识讲解弹力演示在桌面上放置两个平面镜 M 和 N ，让一束光依次被这两镜面反射，最后射到墙上，形成一个光点。按压两镜之间的桌面，观察光点的位置变化。思考：还有什么方法可以观察到力的作用下微小的形变呢？图 3.1-6 观察微小形变示意图二、知识讲解弹力弹力物体在力的作用下发生形变，撤去力后要回复原状，如图 3.1-7 ，弹簧要恢复原状，因此对小车产
5、生了一个作用力F，这就是弹簧的弹力。发生形变的物体，要恢复原状，对接触它的物体会产生力的作用，这种力就叫作弹力。图 3.1-7 弹簧拉力示意图弹力的产生过程，外界对物体施加力、物体形变、物体恢复形变对接触的物体产生弹力。二、知识讲解弹力弹力面-面接触点-面接触点-面接触点-点接触NNN1N2T法线NN切线N放在地板上的物体，它对地板的压力和地板对它的支持力都是弹力，方向都是与地面垂直的，绳子的拉力也是弹力，其方向是指向绳子收缩方向的。因此，弹力方向就是恢复形变的方向。二、知识讲解弹力例题：（2020广东深圳外国语学校高一上期中）关于弹力，下列说法中错误的是（ ）A. 物体受到的弹力是由于施力物
6、体的形变而产生的B. 弹力产生在直接接触且发生弹性形变的物体之间C. 相互挤压的物体间弹力的方向总是跟接触面垂直D. 相互接触的物体间一定存在弹力D思考：两物体接触就一定产生弹力吗？弹力的产生是因为物体发生形变，物体恢复原状的过程，对接触的物体产生力的作用，即弹力的产生条件，物体直接接触，且发生形变。二、知识讲解弹力弹性形变思考：物体受到力的作用产生形变后，都能恢复原状吗？二、知识讲解胡克定律弹性形变1物体发生形变后，如果撤去作用力后能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变。2如果形变过大，超过一定限度，撤去力的作用不能完全恢复原状，这个限度就是弹性限度。思考：从前面的学习中可以看出，弹力大小和形变
7、量之间是有关系的，那么弹力大小和形变量有着什么样的关系呢？二、知识讲解胡克定律设计实验实验探究：在弹性限度内，弹簧弹力和伸长量之间有什么关系呢？思考：问题 1：猜想弹簧弹力和伸长量之间有什么关系？问题 2：需要测量哪些物理量？问题 3：如何测量弹力的大小？如何测量伸长量？问题 4：哪些是直接测量量？哪些是间接测量量？二、知识讲解胡克定律实验原理探究弹簧弹力与形变量的关系，需要测多组弹簧弹力和形变量的数据，可以通过在弹簧下面挂不同质量的钩码，当弹簧静止时，弹簧的弹力与钩码的重力大小相等。弹簧的形变量可以通过测量弹簧原长和弹簧伸长后的长度之差得到；最后绘制图像可以直观的看出弹簧弹力和伸长量的关系。
8、二、知识讲解胡克定律实验步骤如图所示，通过悬挂不同质量的钩码，得到不同的伸长量，记录钩码重力，和弹簧的伸长量。xx1F1G2F2G二、知识讲解胡克定律数据处理钩码个数012弹力=n*mg00.490.98弹簧1：指针位置弹簧1：伸长量弹簧2：指针位置弹簧2：伸长量按照如下表格记录数据，然后以弹簧弹力为横坐标，弹簧的伸长量为纵坐标作出 F-x 图像。二、知识讲解胡克定律胡克定律作出 F-x 图像后，我们可以看到 F-x 图像是一条过原点的直线，因此，在弹性限度内，发生弹性形变时，弹簧的弹力 F 和弹簧的伸长（或缩短）的长度成正比，即：Fkx这个规律叫作胡克定律。式中 k 为弹簧的劲度系数 ，单位
9、为牛顿每米，符号 N/m 。二、知识讲解胡克定律1重力（1）重力的产生原因（2）重力的方向（3）重力的作用点2弹力（1）弹力的产生原因（2）弹力的方向（3）弹力的作用点3胡克定律三、小结四、练习答：（1）杯子从桌子上掉落，在重力的作用下运动得越来越快；蹦床在人的压力作用下，向下凹；像皮筋在力的作用下伸长；（2）人坐在凳子上，人对凳子有压力，这个力人是施力物体，凳子是受力物体；1举出实例来说明：（1）力能够改变物体的运动状态或使物体发生形变。（2）每一个力都有一个施力物体和一个受力物体。答：钢管受到三个力的作用：重力 G，支持力 N，拉力F ；重力 G 的施力物体是地球，支持力 N 的施力物体是
10、地面，拉力 F 的施力物体是细绳。受力示意图如图所示。2质量均匀的钢管，一端支在光滑水平地面上，另一端被竖直悬挂着如下图，钢管受到几个力的作用？各个力的施力物体是什么？画出钢管受力示意图。NFG四、练习AD3（2020 天津一中高一上期末）（多选）在“探究弹簧弹力与伸长量的关系”的实验中，下列说法中错误的是 （ ）A. 测量弹簧原长时应将弹簧平放于水平桌面B. 弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上，刻度尺应竖直固定在弹簧附近C. 在弹簧下端挂钩码时，不能挂太多钩码，以保证弹簧处于弹性限度内D. 若误将弹簧总长作为横坐标，弹力作为纵坐标，得到 F-l 图像，则无法根据该图像得出弹簧的劲度系数四、练习B4（2021北京海淀高三上模拟）一个实验小组在“探究弹簧弹力与伸长量的关系”的实验中，使用了两根不同的轻质弹簧 M 和 N，他们得到弹力与弹簧长度的关系图像如图所示，则由图可知 （ ）A. M 的原长比 N 长B. M 的劲度系数比 N 的大C. 实验过程中两弹簧都已超过了弹性限度D. 弹力与弹簧长度成正比FlOMNl1l2四、练习DAB四、练习谢 谢
