高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力备课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力备课课件ppt，文件包含31重力与弹力教学课件教学无忧2022-2023学年高一物理同步精品备课人教版2019必修第一册pptx、media1mp4等2份课件配套教学资源，其中PPT共54页， 欢迎下载使用。

人教版（2019）高一物理必修第一册第三章第一节3.1重力与弹力课件
力的三要素：大小、方向、作用点。
打台球时，击球用力的大小和方向都会影响球能否入袋。
用同样大小的力推门，手的作用点不同，推门的难易程度不同。
地面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
注意：(1)不能说重力就是地球对物体的吸引力（G≤F引）(2)地球上一切物体都受重力作用，物体所受重力的施力物体是地球(3)物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小、是否接触无关
重力的大小跟物体的质量 m 成正比,即：G = mg
重力的大小可以由弹簧秤测出
因为1 N/kg＝1 m/s2 ，所以 9.8 N/kg = 9.8 m/s2 。
g就是前面学过的自由落体加速度，由此你会想到什么？
竖直向下（或垂直于水平面向下）。
重力是矢量：不但有大小，而且有方向。
悬挂物体的绳子静止时总是竖直下垂的，由静止开始落向地面的物体总是竖直下落的。
注意：（1）竖直向下指垂直于水平面向下，沿重锤线线方向，不是垂直于支持面或地面向下。（2）竖直向下≠指向地心，重力的方向只有两极和赤道处指向地心。
（1）定义: 一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的重心。
A：形状规则,质量均匀分布的物体，它的重心在其几何中心处。
B：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。
C：重心的位置是可以变化的。
D：重心不一定在物体上。
E：悬挂法（二力平衡）确定薄板重心的位置。
力的示意图：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。（粗略，常用）
如：球所受的重力大小为4N，方向竖直向下。
形变：物体在力作用下形状或体积的改变叫做形变。
物体的形变一般可以分为：
弹性限度：发生弹性形变的物体，如果形变超过一定限度，即使撤去外力，物体也不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度。
(2)非接触力：物体与物体不接触就可发生的力。例如：重力、电场力、磁场力 （所有场力都是非接触力、四类基本相互作用都是非接触力）。
观察各种现象的共性与区别？
发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力称为弹力。
发生弹性形变（相互挤压）
与施力物体恢复形变方向相同
（1）压力：由于被支持物体发生形变，而对支持物产生的弹力。压力的方向总是垂直于接触面，指向被压的物体。
（2）支持力：支持面发生形变，对被支持的物体产生的弹力。支持力的方向总是垂直支持面，指向被支持的物体。
（3）拉力：由于绳子（弹簧）被拉长要恢复原状，而产生的弹力。拉力的方向总是沿绳子（弹簧）收缩的方向。
注：两物体间的弹力是发生在相互接触面上，但可以将作用点移到重心上。
杆的弹力不一定沿杆，方向与物体的运动状态有关
曲面与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
与过接触点的切面垂直并指向受力物体
弹簧弹力和伸长量的关系怎样？
弹簧的弹力大小与形变量有什么关系
两者在量的大小上有定量关系
由待测参量设计实验并组装仪器
测量并记录弹力F与形变量x大小
建立F-x坐标系，描点、连线
在弹簧的弹性限度内，弹力F与形变量x的大小成正比关系。即：F=kx （胡克定律）
比较胡克定律中不同弹簧的k值是否相同
※不同弹簧的k值不同是因为弹簧的软硬不同。
※ k为弹簧的劲度系数，由弹簧自身结构决定，单位是N/m。
弹力的大小 F 跟弹簧的形变量（伸长量或压缩量）x成正比。
劲度系数k:
单位：牛每米(N/m)
注意：对于同一个弹簧k不变，由弹簧本身决定，与弹簧的材料、长度、粗细等有关。
(3)F-x图像:
(4)F-l(弹簧长度）图像:
8.弹力有无的判断
(1)条件法-----若有明显形变的情况，可以直接根据弹力条件进行判断.
如图，接触面光滑，判断A处是否有弹力？
(3)状态法-----（拿去怀疑的物体，看研究的物体是否保持原来的运动状态）
(2)假设法-----对于形变不明显的情况，可利用假设法进行判断.
2.大小（胡克定律）：F=kx
1.力的图示：有标度的带箭头线段
2.力的示意图：无标度带箭头线段
例1．[江西九江一中2019高一上月考](多选)下列关于力的说法，正确的是(　　)A．对于力，只需要说明其大小，不需要说明其方向B．力不能离开施力物体或受力物体而独立存在C．力的大小可以用弹簧测力计测量D．一个力的作用效果由力的大小和方向共同决定，与作用点的位置无关
力是矢量，既有大小，又有方向，对于力，既要说明其大小，也要说明其方向，故A错误．因为力是物体对物体的作用，所以力不能离开施力物体或受力物体而独立存在，力的大小可以用弹簧测力计测量，故B、C正确．力的作用效果由力的大小、方向和作用点共同决定，故D错误．
【变式训练1】[湖南雅礼中学2020高一上期中]下面关于力的说法，正确的是(　　)A．射出的炮弹向前飞行的过程中，受到推力和重力的作用B．物体相互作用时，先有施力物体，后有受力物体C．力是使物体发生形变或使物体运动状态改变的原因D．用拳头击打棉花包，拳头不会感到疼痛，说明棉花包对拳头没有作用力
射出的炮弹并不受推力的作用，向前飞行是因为具有惯性，故A错误；物体间相互作用时，相互作用的力是同时产生的，施力物体同时也是受力物体，故B错误；力是使物体发生形变或使物体运动状态改变的原因，故C正确；力的作用是相互的，一定有施力物体和受力物体，拳头不疼只是力不够大，不是棉花包对拳头没有作用力，故D错误．
例2．[浙江学军中学2020高一上期中]下列说法正确的是(　　)A．地球对物体的万有引力就是物体所受重力B．将物体向上搬运要比向下搬运更费劲，是因为物体向上运动时所受的重力比较大C．形状固定的物体其重心相对于自身位置不会因为物体的运动而发生变化D．重力的方向总是与接触面相垂直
万有引力是物体由于地球吸引而受到的力，重力是物体所受万有引力的一个分力，故A错误；物体所受的重力与物体的质量和当地重力加速度有关，与物体的运动状态无关，故B错误；有固定形状的物体的重心相对于物体的位置是不变的，不因物体升高、降低或倾斜而发生变化，故C正确；重力的方向总是竖直向下，不一定与接触面垂直，故D错误．
本题考查对重力、重心的理解，任何力都有施力物体；重心是物体受到的重力作用的等效作用点，要了解物体的重心分布与哪些因素有关．
装满水的容器和水组成的系统，其重心在球心，随着水从阀门不断流出，重心位置不断下降，当水快要流完时，重心又上升，最后处于球心位置，故重心的位置先下降后上升，故A、B错误，C正确；绳的拉力竖直向上，故D错误．
【例3】(多选)一个重20 N的物体沿着斜面下滑，如图所示，关于物体所受重力的图示不正确的是(　　)
重力的方向总是竖直向下即垂直于水平面向下的，不一定与接触面垂直；另外，选取不同的标度，表示力的大小的线段长度会有所不同，则选项A、D图示正确，选项B、C图示错误，B、C符合题意．
桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了弹性形变，选项A正确，不符合题意；汽车发生了形变，所以对桥面产生了向下的弹力作用，选项B正确，不符合题意；汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变，选项C错误，符合题意；桥面发生了弹性形变，所以对汽车产生了向上的弹力作用，选项D正确，不符合题意．
【变式训练4】[山东枣庄2020高一上期中](多选)关于弹力，下列说法正确的是(　　)A．物体间凡有接触，就一定有弹力B．弹力的方向总是跟接触面垂直C．放在水平桌面上的物体对桌面的压力就是该物体的重力D．用细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于竹竿发生形变而产生的
物体间接触不一定有弹力，还要看有无弹性形变，选项A错误；弹力的方向总是跟接触面垂直，选项B正确；放在水平桌面上的物体对桌面的压力大小等于物体的重力大小，因为压力和重力是不同性质的力，故不能说“压力”就是“重力”，选项C错误；用细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于竹竿发生形变而产生的，选项D正确．
对物体进行受力分析时，容易混淆物体所受支持力、物体对支持物的压力与重力，要注意重力和压力、支持力性质不一样，不能说压力或支持力就是重力．
【例5】[广东惠来一中2020高一上期中](多选)关于弹力的方向，以下说法正确的是( 　　)A．压力的方向总是垂直于接触面，并指向被压物体B．支持力的方向总是垂直于支持面，并指向被支持物体C．绳对物体拉力的方向总是沿着绳，并指向绳收缩的方向D．杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向
压力是弹力，方向总是垂直于接触面，并指向被压物体，故A正确．支持力是弹力，方向总是垂直于支持面，并指向被支持物体，故B正确．绳对物体的拉力是弹力，总是沿着绳，并指向绳收缩的方向，故C正确．杆对物体的弹力不一定沿着杆收缩的方向，与物体的状态有关，要根据物体的状态进行判断，故D错误．
细杆在A点处所受支持力方向垂直圆弧切面指向球心，是由于容器的形变产生的；细杆在B点处所受支持力的方向垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的，C正确．
A中A、B两个球尽管接触，由于两细绳竖直，两球相互没有挤压，没有发生弹性形变，两者之间不存在弹力，故A错误；B中两球存在相互挤压，发生了弹性形变，两球之间存在弹力，故B正确；C、D中A、B两个球尽管接触，但相互没有挤压，没有发生弹性形变，两者之间不存在弹力，故C、D错误．
判断弹力是否存在常用两种方法：可以用条件法判断，根据弹力产生的两个条件：一是直接接触；二是物体发生弹性形变来判断，也可以采用假设法判断．
【变式训练6】下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是 (所有接触面都是光滑的)(　　)
A图中若两球间无弹力，则小球将向凹面的底部运动，故P、Q间有弹力；B图中两球间若有弹力，则小球将向两边运动，故P、Q间无弹力；C图中两球间若无弹力，则小球P将向下运动，故P、Q间有弹力；D图中两球间若无弹力，则小球P将向右下方运动，故P、Q间有弹力．本题选无弹力的，故选B.
【例题7】 一轻质弹簧的弹力大小F和长度l的关系图线如图所示,试由图线确定:(1)弹簧的原长;(2)弹簧的劲度系数;(3)弹簧的长度为15 cm时,弹力的大小;(4)由图像可知,弹力为10 N时,弹簧长度为5 cm或15 cm,由此能得到什么结论 ?
解析:此题主要考查对胡克定律的理解与应用,培养同学们分析问题与解决问题的能力,提升自己的科学思维核心素养。(1)由胡克定律知,当弹力F=0时,弹簧伸长量x=0,即弹簧处于原长,则由题图可得l0=10 cm。(2)由F-l图像知,当弹簧长度为l=15 cm时,弹力F=10 N,弹簧的伸长量x=l-l0=(15-10) cm=0.05 m。
(3)当x=15 cm=0.15 m时,由F=kx得F=200×0.15 N=30 N。
【变式训练7】 如图所示,一根竖直悬挂的弹簧长为20 cm,当用15 N的力向下拉弹簧时,量得弹簧长24 cm。若把它竖立在水平桌面上,用30 N的力竖直向下压时,弹簧长多少?(忽略弹簧自重)
解析:当弹簧受向下的15 N的拉力作用时,由胡克定律知F1=k(l2-l1)