第08讲 　　重力与弹力-【暑假自学课】2022年新高一物理暑假精品课（人教版）

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第08讲　重力与弹力       【学习目标】1.知道力的概念及矢量性，会作力的图示．2.了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向，理解重心的概念．3.知道形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变．4.知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方向．5.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题．6.探究弹力和弹簧伸长的定量关系.         【基础知识】一  重力1．基本性质(1)定义：由于              而使物体受到的力，叫做重力．(2)大小：G＝         ．(3)方向：总是            ．(4)g的含义：重力加速度，通常取9.8 m/s2.2．重心(1)定义：物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可认为各部分受到的重力作用           ，这一点就是物体的重心．(2)决定物体重心位置的因素①物体的           ．②物体          ．(3)确定重心位置：           法．3．力的图示(1)力的三要素：力的大小、方向和             ．(2)表示方法：可以用有向线段表示力．有向线段的          表示力的大小，    表示力的方向，                    表示力的作用点．二  弹力1．形变：物体在力的作用下       或             会发生改变，这种变化叫做形变．2．定义：发生         的物体，由于要             ，对与它接触的物体会产生力的作用．3．分类：压力、          和            ．4．方向：(1)压力和支持力：垂直于          ，指向被压或被支持的物体．(2)绳的拉力：沿着绳子指向绳子                ．三  胡克定律1．弹性形变：撤去作用力后能够              的形变．2．弹性限度：当形变超过一定的限度时，撤去作用力后，物体不能           原来形状的限度．3．胡克定律：弹簧发生             时，弹力的大小F跟弹簧          的长度x成正比，即F＝kx．4．劲度系数：公式F＝kx中的k称为            ，单位是            ，单位的符号是       ．   【考点剖析】考点一：重力的性质和重心的位置例1．关于重力的说法，正确的是(　　)A．重力就是地球对物体的吸引力B．只有静止的物体才受到重力作用C．同一物体在地球上无论向上或向下运动，都受到重力D．物体只有在向下运动时才受到重力作用例2．  下列关于重心的说法正确的是(    )A．任何物体都有重心，而且只有一个重心B．形状规则的物体的重心必与其几何中心重合C．重心是物体的各部分所受重力的等效的作用点D．直铁丝被弯曲后，重心便不在中点，但一定还在铁丝上考点二：弹力的有无和方向的判断例3．下列各图中所有接触面都是光滑的，P、Q两球之间不存在弹力的是(　　)例4．.图中各物体均处于静止状态．图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是（ ）A． B． C． D．考点三：弹力大小的计算例5．一根弹簧在弹性限度内，将其一端固定，另一端施加30N的压力时，其长度为14cm；若对其两端各施加30N的拉力时，它伸长了20cm，则此弹簧的自然长度为（　　）A．17cm B．24cm C．34cm D．54cm 考点四：探究弹簧弹力与形变量的关系例6．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧轴线和刻度尺都应在____________方向(选填“水平”或“竖直”)．(2)弹簧自然悬挂，待弹簧______时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如表所示：代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为________．由表可知所用刻度尺的最小分度为________．(3)如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差值(选填“L0”或“Lx”)．(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为________ g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 N/kg)．        【真题演练】1． 关于物体所受的重力，以下说法中正确的是（　）A．物体只有在地面静止时才受到重力作用B．物体在自由下落时所受的重力小于物体在静止时所受到的重力C．物体在向上抛出时受到的重力大于物体在静止时所受到的重力D．同一物体在同一地点，不论其运动状态如何，它所受到的重力都是一样大2．关于重力下列说法中正确的是(    )A．物体的重力就是地球对物体的吸引力 B．物体的重心可能不在物体内C．重力的大小可用天平来测量 D．地面上的物体在赤道上受的重力最大下列变化属于化学变化的是（　　）A．纸张燃烧 B．衣服晾干 C．干冰升华 D．石蜡熔化 3.如图所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，在水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会(　　)A．一直下降B．一直上升C．先升高后降低D．先降低后升高4．如图所示是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图，下列说法中不正确的是（____）A．弹簧的劲度系数是2 N/mB．弹簧的劲度系数是2×103 N/mC．当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧总长度为x2＝40 cmD．当弹簧伸长量为x1＝2 cm时，弹簧产生的拉力是F1＝400 N5．(多选)射箭，即箭术( Archery),是指借助弓的弹力将箭射出，在一定的距离内比赛精准度的体育运动，别称射箭运动．如图为奥运会上的射箭比赛,运动员放开弓弦，箭射出的过程中,有关弓弦受到的弹力的说法正确的是（    ）A.弓弦受到的弹力是手施加的B.弓弦受到的弹力的施力物体是箭C.由于弓弦产生弹性形变使弓弦受力D.由于箭产生弹性形变使弓弦受到力的作用素养点评：培养学生的“物理观念”的素养．6．（广东省广州市协和中学2019-2020学年高一上学期期中考试物理试题）一弹簧原长15cm，受10N外力作用时长度变为17cm，若作用在弹簧上的外力大小变为20N且弹簧仍然在弹性限度内，则下列说法正确的是A．弹簧长度变为0.19mB．弹簧长度变为0.24mC．弹簧的劲度系数为5N/mD．弹簧的劲度系数为500N/m7．如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和弹簧长度的关系图象，根据图象判断，正确的结论是（　　）A．弹簧的劲度系数为1N/mB．弹簧伸长0.2m时，弹力的大小为4NC．弹簧的原长为0.06mD．弹簧的劲度系数为100N/m8．某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，设计了如图甲所示的实验装置，将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺设置在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后在弹簧下端依次挂1、2、3、4、5个钩码，测出弹簧相应的总长度．每只钩码的质量都是10g．实验数据见下表．(g取10 N/kg)(1)关于本实验，下列说法正确的是________．A．悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数B．应在弹簧的弹性限度范围内进行测量C．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态D．在测量弹簧原长时，应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度(2)根据上述实验数据，在图乙所示的坐标纸上，作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的关系图像________，并求出该弹簧的劲度系数k＝________ N/m. 9．一根轻弹簧在弹性限度内，弹簧原长10cm,挂上重力为20N的钩码时长为11cm,求（1）该弹簧的劲度系数；（2）当弹簧长为13cm时,弹簧的弹簧的拉力为多少．          【过关检测】1．关于物体的重力,下列说法正确的是(　 )A．做自由落体运动的物体不受重力作用B．挂在绳子上静止的物体,它受到的重力就是绳子对它的拉力C．物体在地球任何地方重力大小都相等D．重力可以用弹簧测力计测量2．关于力下列说法正确的是（   ）A．力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的．B．拳击手用尽全力击出一拳，但未击中对方，所以这个击拳过程只有施力物体，没有受力物体．C．一个物体没有发生运动状态的改变，所以物体一定没有受到力的作用．D．两个大小相等、作用点相同的力，可以说这两个力相等．3．天花板固定一根绳子，绳下系一个小球，下列判断正确的是（  ）A．小球对绳的拉力使小球发生形变． B．绳子形变后对小球产生拉力．C．小球对绳的拉力方向是竖直向上的． D．球对绳的拉力是绳对天花板的拉力．4．如图所示，为了观察桌面的微小形变，在一张大桌子上放两个平面镜 M 和 N，让一束光一次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点．这个实验中用到的科学方法是（ ） A．抽象模型法B．控制变量法C．微小形变放大法D．多次测量减小误差法5．足球运动是深受青少年喜爱的项目之一,如图所示为四种与足球有关的情景．下列说法正确的是(      )A．甲图中,静止在草地上的足球对草地的压力就是它的重力B．乙图中,静止在地上的两个足球由于接触而一定受到相互作用的弹力C．丙图中,落在球网中的足球会受到弹力是由于球网发生了形变D．丁图中,被踢出在空中运动的足球受到重力、脚对球的弹力6．如图，质量均为1kg的物体A、B通过一劲度系数为100N/m的轻弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B均处于静止状态，现通过细绳将A缓慢向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升距离为L，假设弹簧一直在弹性限度内，g取10N/Kg，则（　　）A．L＝0.1m B．L＝0.2mC．L＝0.3m D．L＝0.4m7．重庆育才中学教学楼的读书角迎来了一位新客人，如图所示．这个小瓶子非常漂亮，不经意之间增添了许多审美的情趣．关于这个装饰瓶，下列说法正确的是（    ）A．瓶子受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸引力B．装饰瓶重心一定在其几何中心C．装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关D．若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的重心一直在降低8．重庆育才中学的室内课间操深受广大同学的喜爱和追捧，让同学们在教室里也可以动起来．其中有一个击掌的动作非常有意思，关于击掌这一动作，下列说法正确的是（    ）A．甲同学对乙同学的力是乙同学手掌形变产生的B．乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的C．甲同学手掌形变的方向是向右的D．乙同学手掌形变恢复的方向是向右的9．下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长的关系所测得的几组数据F/N0.51.01.52.02.5x/cm2.04.06.08.010.0 （1）请在坐标系中作出F—x图线________（2）弹簧的劲度系数是____________N/m10．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个未知质量但质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．(1)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0，测量出一个钩码的重力；C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F．解释函数表达式中常数的物理意义；G．整理仪器．请你将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：__________．(2) 图乙是另一位同学实验得到弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为____N/m（结果保留3位有效数字），图线不过原点的原因是由于______．(3) 若实验开始时你将图甲中的红色指针从P位置往下挪到Q，其余实验步骤不变且操作正确，则测量得到弹簧的劲度系数将_______（选填“变大”、“不变”、“变小”）．