1、第三章第三章 相互作用相互作用力力3.1 3.1 重力与弹力重力与弹力【新课导入】【新课导入】力是一个物体对另一个物体的作用。认识一个力，需要弄清以下几个问题：谁受到的力，谁施加的力？怎样量度它的大小？它的方向如何？作用点在哪里？分析空中人所受的重力。关于上述问题，你知道哪些？一、力的概念一、力的概念 力是改变物体_、产生_的原因。运动状态形变 力是_之间的相互作用。力的作用是_。相互的物体与物体 力是矢量，有大小也有方向。其大小用_测量力的大小，力的单位是_，简称_，用字母_表示。测力计牛顿牛N对力的概念的理解:力是物体间的相互作用1.力的物质性2.力的相互性3.力的矢量性 力不能离开施力物
2、体和 受 力物体而独立存在一个力总是联系着两个物体:施力物体同时也是受力物体;施力物和受力物同时存在、同时作用有大小又有方向4.力的作用效果力的三要素改变物体的运动状态 使物体发生形变力的图示与力的示意图 如图，绳对物体竖直向上的拉力大小为100N，用力的图示法表示拉力。50NF.F2、力的图示法作图步骤.作力的图示步骤：选取合适的标度；从力的作用点沿力的方向画一条线段，线段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上标出刻度；在线段的末端加箭头表示力的方向。注意：画同一物体受多个力的图示时，表示各力的标度应统一。一物体静止在斜面上，受到的支持力为 20N，用力的示意图表示这个力。F线段的长度和力
3、的大小不要求严格对应.力的图示法力的示意图：用一根带有箭头的线段表示力的三要素力的图示：力的示意图：只正确画出力的作用点和方向，不严格画出力的大小线段的长度表示力的大小线段的长度表示力的大小线段上的箭头的指向表示方向线段上的箭头的指向表示方向箭尾表示力的作用点箭尾表示力的作用点线段所在的直线叫做力的作用线线段所在的直线叫做力的作用线 F5N15N定义：物体与物体之间的相互作用大小：用测力计（弹簧秤）测量方向：力有方向，是矢量表示：力单位：牛顿，符号N效果：改变物体的运动状态使物体产生形变力的图示力的示意图分类：从力的性质来分从力的效果来分二、重力二、重力1、产生的原因：、产生的原因：_由于地球
4、的吸引而使物体受到的力由于地球的吸引而使物体受到的力2、大小：用弹簧秤测量、大小：用弹簧秤测量(测量时物体必须保测量时物体必须保持静止持静止)用公式用公式G=mg计算，计算，g=9.8N/kg=9.8m/s2,3、方向、方向竖直向下（垂直水平面向下）竖直向下（垂直水平面向下）思考：思考：G=mg，同一物体在赤道上重力最同一物体在赤道上重力最_；在两极；在两极最最_;同一纬度时，高山比海面同一纬度时，高山比海面g值小。值小。小小大大注意：重力不等于地球的吸引力，它只是注意：重力不等于地球的吸引力，它只是地球吸引力的一部分。地球吸引力的一部分。注意：不能说垂直地面向下，也不能说指向地心注意：不能说
5、垂直地面向下，也不能说指向地心3、方向、方向:竖直向下竖直向下(垂直于水平面向下垂直于水平面向下)放在斜面上的重物所受重力的方向放在斜面上的重物所受重力的方向地球上不同地方重力方向不同地球上不同地方重力方向不同4、重心、重心:重力的作用点称为重心重力的作用点称为重心各部分都要受各部分都要受到重力作用到重力作用等效等效各部分受各部分受到的重力到的重力作用集中作用集中于一点于一点质量分布均匀，形状规则的物体的重心在几何中质量分布均匀，形状规则的物体的重心在几何中心心质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。形状规则的均匀物体，它的重心比较容易确定。例如，均匀细直棒的重心在棒的中点，均匀球体
6、的重心在球心，均匀圆柱体的重心在轴线的中点质量分布不均匀，形状不规则的物体的重心质量分布不均匀，形状不规则的物体的重心质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化有的物体重心不在物体上有的物体重心不在物体上悬挂法确定重心可以应用二力平衡的知识通过实验来确定形状不规则物体的重心位置。例如，要确定图中薄板的重心位置，可以先在 A 点把物体悬挂起来，通过 A 点画一条竖直线 AB，由于 A点悬线的拉力跟薄板的重力平衡，薄板的重心必定在 AB 连线上；然后，再选另一处 D 点把物体悬挂起来，过 D点画一条竖直线 DE，薄板
7、的重心必定在 DE 连线上。因此，AB和 DE的交点 C，就是薄板的重心。悬挂法确定重心的原理是什么？二力平衡时，绳子拉力与重力处在同一直线上，重心必然在这条直线上。产生原因：由于地球的吸引大小：G=mg(影响g的因素:纬度与高度)方向：竖直向下（即垂直于水平面向下）作用点(重心)重力三、弹力三、弹力一、形变一、形变1、形变：物体形状和体积发生的改变、形变：物体形状和体积发生的改变一、形变一、形变（拉伸、压缩、弯曲、扭转等等）（拉伸、压缩、弯曲、扭转等等）桌上子放着本书，书和桌面有没桌上子放着本书，书和桌面有没有发生形变呢？有发生形变呢？问题问题 手挤压玻璃瓶，观察水柱的变化。（微小形变的演示
8、）2、形变的分类、形变的分类 1）按形变程度分）按形变程度分 2）按可否恢复分）按可否恢复分明显形变明显形变微小形变微小形变非弹性形变非弹性形变(也叫范性形变也叫范性形变)弹性形变弹性形变发生形变的物体在停止发生形变的物体在停止受力后，能恢复原状的受力后，能恢复原状的形变称为弹性形变形变称为弹性形变弹性限度弹性限度如果形变过大，超如果形变过大，超过一定限度，即使过一定限度，即使撤去作用力，物体撤去作用力，物体也不能完全恢复原也不能完全恢复原来的形状，这个限来的形状，这个限度叫弹性限度度叫弹性限度二、弹力：二、弹力：指发生弹性形变的物体由于要恢复原状，指发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接
9、触的物体产生力的作用对与它接触的物体产生力的作用物体物体1受到物体受到物体2的作用的作用物体物体1发生了形变发生了形变物体物体1对物体对物体2产生了弹力产生了弹力v作用过程作用过程二、弹力：二、弹力：施力物体：施力物体：发生形变的物体发生形变的物体受力物体：受力物体：与施力物体接触，使它发生形变，与施力物体接触，使它发生形变，并阻碍其恢复原状的物体并阻碍其恢复原状的物体产生的条件产生的条件（原因）（原因）1、物体间相互接触、物体间相互接触2、物体发生弹性形变、物体发生弹性形变接触力接触力例例1关于弹力的产生下列说法（关于弹力的产生下列说法（）A、只要两物体接触就一定产生弹力、只要两物体接触就一
10、定产生弹力B、只要两物体相互吸引就一定产生、只要两物体相互吸引就一定产生弹力弹力C、只要两物体发生形变就一定产生、只要两物体发生形变就一定产生弹力弹力D、只有发生弹性形变的物体才会对、只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用与它接触的物体产生弹力作用ABC例例2 2、分析、分析A A对对C C有无弹力作用有无弹力作用D四、胡克定律四、胡克定律弹簧弹力和伸长量的关系弹簧弹力和伸长量的关系实验实验数据处理数据处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为纵为纵轴、弹簧伸长的长度轴、弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系。根据表格
11、中的实验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，作出数据，在坐标纸上描点，作出F-x图像。图像。由由F-x图像，你得出了什么结论？图像，你得出了什么结论？探究弹簧弹力与形变量的关系（阅读）探究弹簧弹力与形变量的关系（阅读）实验思路实验思路探究弹簧弹力与形变量的关系，需要测量多组弹簧弹力和形变探究弹簧弹力与形变量的关系，需要测量多组弹簧弹力和形变量的数据，如何测量？说出你的想法。量的数据，如何测量？说出你的想法。进行实验进行实验要完成这个实验探究，我们可以通过如图所示的装置进行实要完成这个实验探究，我们可以通过如图所示的装置进行实验。把弹簧上堆固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自
12、由下垂时下验。把弹簧上堆固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置。端在刻度尺的位置。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同弹力下伸在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同弹力下伸长的长度长的长度(弹簧弹力等于钩码的重力）。弹簧弹力等于钩码的重力）。实验实验探究弹簧弹力与形变量的关系（阅读）探究弹簧弹力与形变量的关系（阅读）结论：结论：弹簧的弹力弹簧的弹力F和和形变量形变量x成正比成正比实验现象及注意事项实验现象及注意事项1、随着所挂钩码数量的增多，弹簧会越来越长，实验时，、随着所挂钩码数量的增多，弹簧会越来越长，实验时，弹簧下端所挂钩码不宜太多，以免超出弹簧的弹性限
13、度。弹簧下端所挂钩码不宜太多，以免超出弹簧的弹性限度。2、在建立坐标系描点时，我们要探求的是弹簧的伸长量与、在建立坐标系描点时，我们要探求的是弹簧的伸长量与弹力大小的关系，而不是弹簧的总长度。弹力大小的关系，而不是弹簧的总长度。3、实验中外力的大小（即钩码的重力）与弹力的大小是相、实验中外力的大小（即钩码的重力）与弹力的大小是相等的。等的。、测原长时必须把弹簧竖直挂起来、测原长时必须把弹簧竖直挂起来 k 称为劲度系数，单位称为劲度系数，单位 N/m，由弹簧的材料，粗细，由弹簧的材料，粗细，长度等自身性质决定。长度等自身性质决定。既适用于弹簧拉伸，也适用于弹簧压缩，既适用于弹簧拉伸，也适用于弹簧
14、压缩，x 是弹簧的是弹簧的形变量（压缩或伸长）。形变量（压缩或伸长）。弹性限度内，弹力大小与形变量成正比弹性限度内，弹力大小与形变量成正比在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力弹力F的大小的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长跟弹簧伸长（或缩短）的长度度x成正比，即：成正比，即：F=k x例例1：某同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码，做实验研究弹力与弹簧：某同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码，做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。他将实验数据记录在表格中。实验时弹力始终未伸长量的关系。他将实验数据记录在表格中。实验时弹力始终未超过弹性限度，超过弹性限度，g取取10N/kg。课课 堂堂
15、 练练 习习（1）根据实验数据在坐标纸上作出弹力）根据实验数据在坐标纸上作出弹力F跟弹簧伸长量跟弹簧伸长量x关系的关系的F-x图像。图像。（2）根据计算弹簧的劲度系数。）根据计算弹簧的劲度系数。（1）在本实验中，弹簧弹力与）在本实验中，弹簧弹力与钩码重力大小相等。根据表格，可钩码重力大小相等。根据表格，可知道弹簧的原长为知道弹簧的原长为6.0cm，由钩码质，由钩码质量和量和G=mg，可得相应的弹簧弹力大，可得相应的弹簧弹力大小。在原有的表格基础上有：小。在原有的表格基础上有：解：解：弹力弹力0 00.30.30.60.60.90.91.21.21.51.5钩码质量钩码质量0 030306060
16、9090120120150150弹簧总长度弹簧总长度cmcm6.06.07.27.28.38.39.59.510.610.611.811.8弹簧伸长量弹簧伸长量m m0 00.0120.012 0.0230.023 0.0350.035 0.0460.046 0.0580.058根据数据绘图如下：根据数据绘图如下：（2）由胡克定律可知，劲度系）由胡克定律可知，劲度系数数mNxFk/2506.05.1胡克定律胡克定律1、内容：、内容：弹簧发生弹性形变时，弹力弹簧发生弹性形变时，弹力的大小的大小F跟弹簧伸长（或缩短）跟弹簧伸长（或缩短）的长度的长度x成正比。成正比。2、公式：F k x(弹性限度内弹性限度内)弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数 单位：牛每米，单位：牛每米，符号：符号：N/m弹簧弹簧伸长弹簧弹簧伸长（或缩短）的（或缩短）的长度长度
