重力与弹力——2022-2023学年初升高物理人教版(2019)学案(word版含答案)

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重力与弹力——2022-2023学年初升高物理人教版(2019)学案(word版含答案)

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重力与弹力
知识衔接
回顾初中:
1.重力
定义 由于地球的吸引而使物体受到的力
大小 G=mg
方向 竖直向下
作用点 物体的重心
施力物体 地球
重力方向的应用 重垂线(铅垂线)
2.重心
(1)重力在物体上的等效作用点叫做重心。物体重心的位置和物体的形状、质量分布有关。
(2)质量分布均匀、形状规则的物体,它的重心在它的几何中心上(如图)。
(3)物体的重心可能不在物体上,如一个质量分布均匀的金属环的重心在环所形成圆的圆心上。
3.弹性形变
(1)物体在力的作用下发生形变,当力撤去后,物体又恢复原状,这样的形变叫弹性形变。
(2)物体在外力消失后能自动恢复原来形状的性质叫弹性。
4.塑性形变
(1)也有一些物体发生了形变,当力撤去后,不能恢复原状,我们把这样的形变叫塑性形变,如面团、橡皮泥受力后发生的形变为塑性形变。
(2)物体变形后不能自动恢复原来形状的性质叫做塑性。
5.弹力
(1)定义:物体发生弹性形变后,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
(2)弹力方向总是与物体发生弹性形变的方向相反。如图中跳板发生形变向下弯曲,弹力的方向向上。
(3)弹力的大小与物体的弹性强弱、形变大小有关,形变越大,弹力越大;形变消失,弹力也随之消失。
衔接高中:
1.重力
(1)重力是由地球吸引而产生的,但不能说重力就是地球对物体的万有引力(由于知识所限,暂不作解释)。
(2)在地球表面附近的物体都要受到重力作用,与物体的运动状态和是否受到其他力等情况无关。
重力的大小G=mg,其中g是我们以前所学的自由落体加速度,它的大小与物体所处的高度和纬度有关。当高度增加时g值减小;当纬度增加时,g值增大。
重力的方向:竖直向下。
重力的作用点:重心是重力的等效作用点。物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力集中于一点(重心)。
2.重心位置在哪里?
(1)质量分布均匀的物体(也称匀质物体),且形状规则,重心就是其几何中心。
(2)非匀质物体和不规则的物体的重心,不仅与形状有关,还与物体内的质量分布有关。对这种情况,我们可以采用悬挂法找出物体的重心。需要指出的是,重心既可在物体上,也可在物体外。
3.对重力及重心的理解
(1)对重力的理解
重力的施力物体是地球,是地球对物体的吸引而使物体受到的力,但不能说成“重力就是地球对物体的吸引力”。同一地点,重力的大小与质量成正比,不同地点因g值不同,重力略有不同;在不同地点,同一物体的重力随纬度的增加而增大,随海拔的增加而减小。重力的方向总是竖直向下,竖直向下是指与水平面垂直向下,但是并不等同于垂直于支持面向下,也不等同于指向地心。
(2)对重心的理解
重心是重力的等效作用点,并非物体的全部重力都作用于重心;重心的位置与质量分布和物体形状有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心;重心的位置可以在物体上,也可以在物体外;对形状不规则的薄物体,可以采用悬挂法来确定重心的位置;重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置的状态以及运动状态都无关,但一个物体的质量分布或者形状发生改变,其重心在物体上的位置可能发生变化,比如空载卡车和装满货物的卡车重心的位置不同。
4.弹力
(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力.
(2)产生的条件
①物体间直接接触;
②接触处发生弹性形变
(3)方向:总是与物体形变的方向相反
5.胡克定律
(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.
(2)表达式:F=kx.
①k是弹簧的劲度系数,国际单位是牛顿每米,用符号N/m表示;k的大小是由弹簧自身的性质决定的.
②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.
习题衔接
1.关于重力和重心,下列说法中正确的是( )
A.重心一定在物体上
B.物体静止时受到的重力最大,沿水平面运动时重力变小
C.重力的方向总是垂直向下的
D.重力的施力物体是地球
2.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方向总是跟接触面相垂直
D.相互接触的物体间一定存在弹力
3.跳高运动员在如图所示的四种过杆姿势中,重心最接近甚至低于横杆的是( )
A. B. C. D.
4.关于胡克定律,下列说法正确的是( )
A.由可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的形变量x成正比
B.由可知,弹簧的劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的形变量x成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身决定的,与弹力F的大小和弹簧的形变量x的大小无关
D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小
5.如图所示,各接触面是光滑的,处于静止状态,则间无弹力作用的是( )
A. B.
C. D.
6.关于重力的大小及重心的位置,以下说法中正确的是( )
A.重力是物体本身具有的力,大小与物体的质量成正比
B.静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其所受的重力
C.重力只作用在物体的重心上,重心的位置总在物体的几何中心
D.重力是由于地球对物体的吸引而产生的,重力的施力物体是地球
7.下列图中画出的弹力N的示意图合理的是( )
A. B.
C. D.
8.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示。下列关于斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( )
A.沿的方向 B.先沿的方向后沿的方向
C.沿的方向 D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向
9.关于弹簧的劲度系数k,下列说法中正确的是( )
A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大
B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关
C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小
D.与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变大小都无关
10.在图中,均处于静止状态,则间一定有弹力的是( )
A. B. C. D.
答案
1.答案:D
解析:重心可以在物体上,也可以在物体外,故A错误;重力大小是由物体的质量和重力加速度决定的,与物体的运动状态无关,故B错误;重力的方向总是竖直向下的,故C错误;重力的施力物体是地球,故D正确。
2.答案:D
解析:物体受到的弹力是由于施力物体发生形变要恢复原状而产生的,故A说法正确;产生弹力的条件是直接接触的物体间发生形变,故B说法正确;弹力总是垂直于物体间接触面的,故C说法正确;相互接触的物体如果没有发生形变则它们之间没有弹力的作用,故D错误。
3.答案:D
解析:四种过杆姿势中,前三种过杆时重心均在横杆之上,而背越式过杆时,头、躯干、腿依次过杆,身体的大部分与杆接近,甚至低于杆。选项D正确。
4.答案:ACD
解析:在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量(或压缩量)成正比,故A项正确;弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定,与弹力F及弹簧的形变量x无关,故C项正确,B项错误;由胡克定律得值可理解为弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小,故D项正确。
5.答案:AC
解析:在选项B、D的图中,因为物体间有相互挤压,必定存在弹力,故选项B、D错误。在选项A的图中,假设间有弹力,则两物体均不能处于静止状态,故间无弹力作用,故选项A正确。同理,在选项C的图中,物体A与B间也没有弹力,否则会运动,故选项C正确。
6.答案:D
解析:重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,并不是物体本身具有的力,重力的施力物体是地球,物体重力的计算式是,其中g的值与物体所处的地理位置有关,同一位置,g值相同,物体的重力与物体的质量成正比,不同地点,不同高度,g值一般不同,因此,不能说物体的重力大小与物体的质量成正比,选项A错误,D正确;不受其他外力而静止在水平面上的物体,对水平面的压力大小等于物体的重力,选项B错误;重心是物体所受重力的等效作用点,重心的位置与物体的形状和质量分布有关,只有形状规则、质量均匀分布时,重心的位置才在物体的几何中心,故选项C错误。
7.答案:D
解析:弹力应该过接触点、球心斜向上,故A错误;弹力应该过接触点垂直接触面竖直向上,故B错误;面无弹力,故C错误;B点弹力垂直杆斜向上,故D正确。
8.答案:D
解析:支持力是弹力,方向总是垂直于接触面,并指向被支持物,所以斜台给足球的弹力的方向为垂直于斜台斜向左上方,故D正确。
9.答案:B
解析:弹簧的劲度系数k是由弹簧本身特性(长度、粗细、材料等)决定的,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关,选项B正确。
10.答案:B
解析:判断两球间有无弹力,要依据弹力产生的两个条件:一是相互接触;二是发生弹性形变。四个选项都满足了接触这一条件,但是否发生了形变难以直接观察,可以利用“假设法”来判断。在A图中,若拿去a球,b球仍静止不动,可知间没有挤压,故间没有弹力。在B图中,若拿去a球,b球将向左运动,可知间存在相互挤压,故间存在弹力。在C图中,若拿去a球,b球仍静止,可知间没有挤压,故间没有弹力。在D图中,若拿去斜面球可能静止,可知间可能没有挤压,故间可能没有弹力。综上可知间一定有弹力的是B图。

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