高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力授课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力授课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了地球的吸引，竖直向下，有向线段，恢复原状，弹性形变，伸长或缩短，劲度系数，答案如解析图所示，探究点五弹力的大小等内容，欢迎下载使用。
基础落实·必备知识全过关
一、重力1.定义:由于　　　　　而使物体受到的力。 2.大小跟物体的　　　　成正比,即G=　　,式中G、m、g的单位分别是　　、　　、 N/kg。 1 N/kg=1 m/s2 3.方向重力的方向总是　　　　　。 
4.重心(1)定义:一个物体的各部分都受到重力的作用,从　　　　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。 等效作用点,可能不在物体上 (2)决定因素:取决于物体的　　　　和　　　　分布。 5.力的图示:用　　　　　表示力,线段的　　　　表示力的大小,_______　　　　表示力的方向,箭尾(或箭头)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,这种变化叫作形变。 2.弹力发生形变的物体,要　　　　　　,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。 3.几种弹力(1)压力和支持力的方向:　　　　于物体的接触面。 (2)绳的拉力方向:沿着绳而指向绳　　　　的方向。 
【要点提示】 两物体接触且发生形变才产生弹力。
三、胡克定律1.弹性形变:物体在发生形变后,如果撤去作用力能够　　　　　　,这种形变叫作弹性形变。 2.弹性限度:如果形变过大,超过一定的　　　　,撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。 3.胡克定律:在弹性限度内,弹簧发生　　　　　　时,弹力F的大小跟弹簧　　　 　　的长度x成正比,即F=　 　。 劲度系数越大,弹簧越“硬” 4.劲度系数:公式F=kx中的k叫作弹簧的　　 　,单位是牛顿每米,符号是　　　。 
情境链接 重心是物体上最重的一点吗?重心位置与什么有关?物体的重心一定在物体上吗?请举例说明。
提示 不是,重心是物体各部分所受重力的等效作用点。重心位置与物体的质量分布及物体的形状有关。重心可以不在物体上,如木匠用的拐尺的重心和圆环的重心都不在物体上。
教材拓展 阅读教材P59演示实验,如图所示,在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点P。思考下列问题:
(1)F增大,P　　　　; (2)F减小,P　　　　。(均选填“上移”“下移”或“不动”) 
提示 (1)下移　(2)上移。
下压力F增大,桌面形变增大,平面镜M、N将向中间倾斜,垂直镜面的法线也向中间倾斜,则入射角变小,光束下移,根据光的反射规律作出光路图如图所示,光点P会向下移动;若下压力F减小,桌面形变减小,光束入射角变大,光束上移,则光点P会向上移动。
易错辨析(1)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。(　　)(2)两个相互接触的物体间一定有弹力。(　　)(3)静止在水平地面上的物体受到向上的支持力,是因为地面发生了形变。(　　)
重心可能在物体上,也可能在物体之外。
两个相互接触的物体不一定相互挤压而发生形变,所以两个相互接触的物体间不一定有弹力。
(4)弹簧的长度越长,弹力越大。(　　)(5)弹簧的劲度系数k与弹簧的弹力F成正比、与弹簧的形变量x成反比。(　　)
劲度系数和弹簧自身的长短、粗细和材料有关,与弹力和弹簧的形变量无关。
重难探究·能力素养全提升
探究点一　对重力及重心的理解
如图所示,树上的苹果会落向地面;建筑工地上工人常用铅垂线来检测墙壁是否竖直。为什么树上的苹果总要落向地面?为什么使用铅垂线能检测墙壁是否竖直呢?
提示 物体落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用;铅垂线能检测墙壁是否竖直的原理,也是因为重力的方向是竖直向下的,重锤静止时,悬挂重锤的细线方向一定是沿竖直方向的,如果墙壁与细线平行,就说明墙壁是竖直的,没有倾斜。
重力的产生、方向、大小和重心
特别提示　重力的方向总是竖直向下,即重力的方向就是重力加速度的方向。
【例题1】 (多选)(2024山东菏泽高一联考)杂技绝活《顶灯》是传统艺术殿堂中的一件瑰宝,一位男演员头顶着一盏油灯做出各种滑稽表演和杂技动作,引人入胜。如图所示,现在演员用一只脚站在一条板凳上,保持不动。下列说法中正确的是(　　)A.盛放油灯的碗及碗中油的重心与油的多少无关B.演员整体的重心所在的竖直线一定过他的支撑脚C.碗中油的重力与油的质量成正比D.演员伸出手臂和腿只是单纯为了姿势好看,不会影响他的重心位置
解析 重心与物体的质量分布、形状有关,故A错误;演员和油灯看成整体,只受重力和板凳的支持力处于平衡状态,二力等大、反向、共线,所以重力和支持力共线,演员整体的重心所在的竖直线一定过他的支撑脚,故B正确;根据重力G=mg可知油的重力与油的质量成正比,选项C正确;演员将手臂和腿伸出不仅为了姿势好看,更重要的是为了保持平衡,即让整体的重心在支撑脚的正上方,故D错误。
方法技巧　关于重心理解的五点注意
对点演练1. 如图为仰韶文化时期的一款尖底瓶,该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”。下面有关瓶(包括瓶中的水)的说法正确的是(　　)A.瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力B.装入瓶中的水越多,瓶的重心一定越高C.瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点D.瓶的重心一定在两条绳子连线的交点上
解析 瓶所受重力是地球对瓶的吸引力的一个分力,故A错误;随着装入瓶中的水的增加,瓶的重心位置先降低然后再逐渐升高,故B错误;根据重心的定义,瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点,故C正确;瓶的重心不一定在两条绳子连线的交点上,故D错误。
探究点二　力的图示与力的示意图
如图所示,用10 N的力托着一本书,用500 N的力推汽车,如何简洁明了地表示出这两个力呢?
提示 可以用一带箭头的线段来表示,线段的长度表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭尾或者箭头表示力的作用点。
力的图示与力的示意图的画法
特别提示　(1)标度的选取应根据力的大小合理设计。一般情况下,线段应取2~5个整数段标度的长度。(2)画同一物体受到的不同力时要用同一标度。
【例题2】 一个重力为20 N的物体沿斜面下滑,关于该物体重力的图示,下列所示的四个图中正确的是(　　)
解析 重力方向是竖直向下的,所选的标度为5 N,则20 N的线段应该是四个标度长,A正确,B、C、D错误。
方法技巧　(1)力的图示和力的示意图的画法
(2)画力的图示和示意图的注意事项①力的图示反映了力的三要素,而力的示意图只反映了力的作用点和方向,在分析物体受力时经常用到。②表示力的线段的始端一般为物体的重心位置或替代物体的质点。
对点演练2如图所示,一个鸡蛋在水中下沉,请作出鸡蛋所受力的示意图。(不考虑鸡蛋与水之间的摩擦)
解析 鸡蛋在水中受到重力和浮力的作用,下沉时重力大于浮力,所受力的示意图如图所示。
探究点三　物体间弹力有无的判断
如图所示,玩具汽车停在模型桥面上,会看到什么现象?产生的结果是什么?
提示 桥面发生了形变,桥面要恢复原状,对汽车产生向上的支持力。
1.弹力的产生条件(1)物体要接触。(2)物体要发生弹性形变(尤其注意微小形变)。2.弹力有无的判断方法
【例题3】 下列对图中弹力的说法正确的是(　　)
A.图甲中,小球随车厢一起向右匀速直线运动,车厢左壁对小球有弹力B.图乙中,小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,斜面对小球有弹力C.图丙中,小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止,其中a绳竖直,b绳对小球有弹力D.图丁中,两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,则两球间有弹力
解析 假设车厢左壁对小球有弹力,则小球不能随车厢一起向右匀速直线运动,故小球受到重力和车底板对小球的支持力,车厢左壁对小球无弹力,A错误;假设斜面对小球没有弹力,小球将在细线拉力和重力作用下处于竖直状态,故斜面对小球有弹力,B正确;假设b绳对小球有弹力,则小球在水平方向合力不为零,小球无法处于静止,故b绳对小球无弹力,C错误;假设两球间有弹力,则细线不可能处于竖直状态,故两球间无弹力,D错误。
方法技巧　判断弹力有无的误区误认为只要有接触就一定存在弹力作用,忽略了弹力产生的另一个条件——发生弹性形变(尤其是微小形变)。
对点演练3.(多选) 如图所示的四种情况中,物体A、B均接触且处于静止状态,D图中细绳沿竖直方向,则物体A、B之间一定有弹力的是(　　)
解析 第一幅图中对B进行受力分析,B受重力和支持力的作用,二力平衡,B静止,不可能再受到A对B的弹力的作用,故A错误;若第二幅图中A、B间无弹力,则A、B都将向下摆动,与题矛盾,说明A、B间有弹力,故B正确;第三幅图中由弹力产生的条件可知,A与B接触且挤压,二者之间有弹力的作用,故C正确;第四幅图中A竖直悬挂,受重力和绳的拉力作用,二力平衡,则A、B之间没有相互挤压,所以A、B间没有弹力,故D错误。
探究点四　弹力方向的确定
篮球比赛中,持球者将球击地后传给队友,如图所示,则篮球对水平地面的压力是斜向下还是竖直向下?
提示 水平地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的,水平面和球切面接触,弹力的方向是竖直向下的。
1.弹力的方向总与引起物体形变的外力方向相反,与施力物体恢复原状的方向相同。2.常见弹力的方向
特别提示　绳子只能产生沿绳指向绳收缩的拉力;杆可以产生沿杆的拉力、支持力以及不沿杆的弹力,具体分析要结合物体的受力情况和运动状态。
【例题4】 关于下面四幅图中的弹力说法正确的是(　　)
A.甲图中,桌面由于形变,对书产生了向上的支持力F2B.乙图中,小车向右压缩弹簧时,弹簧对车弹力的方向如图所示C.丙图中,碗对筷子的弹力沿筷子斜向上,如图中箭头所示D.丁图中,绳对车的拉力沿着绳而指向绳拉伸的方向
解析 弹力是施力物体的形变产生的,方向指向受力物体,A正确;弹簧发生弹性形变时,弹力的方向指向弹簧形变的反方向,B错误;碗对筷子的弹力经过接触点垂直于碗表面指向圆心,C错误;绳对车的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向,D错误。
方法技巧　判断弹力方向的一般思路
对点演练4. 图中各物体均处于静止状态,图中画出的小球A所受弹力的情况正确的是(　　)
解析 A图中,球受重力和弹力,根据平衡条件,杆对小球的力应竖直向上,A错误;B图中,斜向上的绳没有发生形变,球只受F1一个弹力,否则球不能平衡,B错误;C图中,球受重力、下面球的弹力和墙壁的支持力,两个弹力均垂直于接触面,C正确;D图中,A还受大半圆对它的支持力,方向沿过小球A与圆接触点的半径,指向大半圆圆心,D错误。
“弹跳鞋”是一种由弹簧操控形变的曲形弹跳器,如图所示。小明穿上“弹跳鞋”后,为什么能越跳越高?
提示 小明穿上“弹跳鞋”后,压缩弹簧,形变的弹簧对小明有向上的作用力,弹簧的压缩量越大,恢复原状时对小明向上的作用力越大,所以小明越跳越高。
1.对胡克定律的理解
2.弹力大小的计算方法
【例题5】 如图所示为某一轻质弹簧的弹力大小F与长度l的关系图像,由图可得该弹簧(　　)A.原长为5 cmB.劲度系数为2 N/mC.长度为12 cm时,弹力大小为4 ND.弹力大小为5 N时,长度为12.5 cm
方法技巧　(1)弹簧弹力F与弹簧长度l不成正比,成一次函数关系,但F-l图像的斜率仍表示劲度系数。(2)弹簧的伸长或缩短量相等时,弹力大小相等。
对点演练5. 如图所示,重力为10 N的物体挂在弹簧的下端时,弹簧伸长了0.02 m。现换用另一个重力为20 N的物体挂在弹簧的下端(形变仍在弹性限度内),这时弹簧的伸长量、劲度系数分别是(　　) m、500 m、1 000 m、500 m、1 000 N/m
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1.(对重力的理解) 关于物体的重力,下列说法正确的是(　　)A.物体在真空中不受重力作用B.重力的大小与物体是否运动及怎样运动无关C.重力的方向总是垂直向下D.物体的重心一定在物体上
解析 物体受不受重力跟放不放在真空中无关,A错误;根据重力的公式G=mg可知重力的大小与物体是否运动及怎样运动无关,B正确;重力的方向为竖直向下,并不是一定垂直地面向下,C错误;物体的重心不一定在物体上,不规则形状的物体重心可能在物体以外,D错误。
2.(弹力的产生及方向)如图所示,底端置于粗糙水平地面上的杆,其顶端被一根细线用手拉住,杆处于静止状态,细线水平。下列说法正确的是(　　)A.杆对细线的弹力方向为水平向右B.细线对杆的弹力方向垂直杆向左C.杆受到地面的弹力是由杆的形变产生的D.地面受到杆的弹力沿杆向左下方
解析 细线中弹力方向沿细线且指向细线收缩的方向,故细线对杆的弹力方向水平向左,杆对细线的弹力方向水平向右,故A项正确,B项错误;杆受到地面的弹力是由于地面发生形变产生的,C项错误;杆对地面的弹力方向垂直于地面向下,故D项错误。
3.(弹力有无的判断) 如图所示,长方体木块放在光滑方形槽中,长方体木块受到弹力的个数是(　　)A.4B.3C.2D.1
解析 长方体木块放在光滑方形槽中,与槽接触的地方有三处,并且都有相互作用,故长方体木块除重力之外还受到3个弹力,故B正确。
4.(胡克定律的应用)如图所示,甲、乙为两根完全相同的轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,另一端悬挂一质量为mA的物块;乙弹簧一端固定在水平地面上,另一端连接一质量为mB的物块,两物块静止时,测得甲、乙两根弹簧的长度分别为l1和l2,已知重力加速度大小为g,两弹簧均在弹性限度内,则这两根弹簧的劲度系数为(　　)