【人教版(2019)】高中物理必修1 同步学案 第三章 第01讲.力、重力和弹力(学生版+教师版)

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【人教版(2019)】高中物理必修1 同步学案 第三章 第01讲.力、重力和弹力(学生版+教师版)

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【回顾一】伽利略斜面实验:
在轨道的一边释放一颗钢珠,如果忽略摩擦力带来的影响,我们发现钢珠从左边滚下后,再从右边的斜面滚上,钢珠将上升到与左边释放高度相同的点;若将右边的倾斜角减小,钢珠还是上升到原来的高度,但通过的路程比原来更长;假设右边的轨道为水平,钢珠想要达到原来的高度,但是钢珠无法达到原来的高度,钢珠将永远运动下去。
结论:
【回顾二】伽利略对自由落体运动的研究:
传说1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名试验,从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和质量成比例”的学说,纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。
运动的足球为何被运动员接住,发生了什么变化?为什么会发生如此变化?
【笔记】
苹果成熟后,为何没有一个例外地都掉在地上?
【笔记】
一辆汽车陷入了泥潭,有人在拉车,有人在推车,也有人通过滑轮往上提车身,设法将车弄出来。这里的推力、拉力、提力、压力是四种不同的力吗?
【笔记】
关于力的说法正确的是( )
A.只有相互接触的物体间才有力的作用
B.物体受到力的作用,运动状态一定改变
C.施力物体一定受力的作用
D.竖直向上抛出的物体,物体竖直上升,是因为竖直方向上受到升力的作用
关于物体重心的下列说法正确的是( )
A.物体各部分所受重力的合力集中于一点,该点即为物体的重心
B.有规则形状的物体,重心即是其几何中心
C.物体的重心可能不在该物体上
D.物体的形状不变,当它被举高或倾斜时,重心在物体上的位置不变
关于比值9.8 N/kg所表示的物理意义是(  )
A.9.8 N等于1 kg
B.9.8 kg等于1 N
C.质量是9.8 kg的物体受到的重力是1 N
D.质量是1 kg的物体受到的重力是9.8 N
关于重力,下列说法中错误的是(  )
A.重力是由于地球对物体吸引而产生的
B.重力是物体本身的固有属性
C.重力的大小跟物体的质量成正比
D.重力的方向总是竖直向下
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,当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
关于重力的说法正确的是( )
A.物体重力的大小与物体的运动状态有关,当物体处于超重状态时重力大,当物体处于失重状态时,物体的重力小
B.重力的方向跟支承面垂直
C.重力的作用点是物体的重心
D.重力的方向是垂直向下
三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、b、c,支点P Q在同一水平面上,a的重心位于球心,b、c的重心位于球心的正上方和正下方,如图所示,三球皆静止,试分析三种情况下支点P Q对球的弹力方向是怎样的.
如图所示,用细线将物体悬挂在天花板上,物体放在水平地面上. 间有一劲度系数为的轻弹簧,此时弹簧的形变量为.已知 两物体的重力分别是和.则细线的拉力及对地面的压力可能是( )
A.和
B.和
C.和
D.和
放在桌面的粉擦,下列说法正确的是( )
A.桌面受到向下的压力作用,是发生了形变的桌面给桌面施加的弹力
B.粉擦受到向上的支持力作用,是发生了形变的桌面给粉擦施加的弹力
C.桌面受到向下的压力作用,是发生了形变的粉擦给桌面施加的弹力
D.粉擦受到向上的支持力作用,是发生了形变的粉擦给桌面施加的弹力
如图所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,并处于平衡状态,则小球受到的力是( )
A.重力 绳的拉力
B.重力 绳的拉力 斜面的弹力
C.重力 斜面的弹力
D.绳的拉力 斜面的弹力
如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角的斜面上,杆的另一端固定一个重量为的小球,小球处于静止状态时,杆对小球的弹力:
A.大小为,方向平行于斜面向上
B.大小为,方向平行于斜面向上
C.大小为,方向垂直于斜面向上
D.大小为,方向竖直向上
把一个边长为L的正方形薄板绕C点缓慢转动45°,则物体的重心位置升高了多少?
一光滑斜面,放置于光滑水平面上,物块从光滑斜面自由下滑的过程中,斜面沿水平面向右运动,如图所示.试分析物块受到的斜面支持力的方向.
如图所示,小车上固定一根折成角的折杆,杆的另一端固定一个质量为的小球,试分析小车静止,杆对球的弹力.
和表示劲度系数分别为和两根轻质弹簧,;和表示质量分别为和的两个小物块,,将弹簧与物块按图示方式悬挂起来。现要求两根弹簧的总长度最大则应使:
A.在上,在上
B.在上,在上
C.在上,在上
D.在上,在上
分析A、B物体所受的弹力方向
两根相同的轻弹簧、,劲度系数皆为.悬挂的重物的质量分别为,.若不计弹簧质量,取,则平衡时弹簧、的伸长量分别为多少?
下列关于力的说法中,正确的是( )
A.只有相互接触的两物体之间才有力的作用
B.力是使物体发生形变或使物体运动的原因
C.只要两个力的大小相同,它们产生的作用效果一定相同
D.力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体又是施力物体
下列关于重心的说法,正确的是 ( )
A.重心就是物体上最重的一点
B.形状规则的物体重心必与其几何中心重合
C.直铁丝被弯曲后,重心便不在中点,但一定还在该铁丝上
D.重心是物体的各部分所受重力的合力的作用点
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
病人在医院里输液时,液体一滴滴从玻璃瓶中滴下,在液体不断滴下的过程中,玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将( )
A.一直下降 B.一直上升
C.先降后升 D.先升后降
物体A静置于水平桌面上,下列关于物体所受作用力的说法中正确的是( )
A.桌面受到的压力就是物体的重力
B.桌面受到的压力是由于它本身发生了微小形变而产生的
C.桌面由于发生了微小形变而对物体产生了垂直于桌面的压力
D.物体由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力
把弹簧测力计的一端固定,另一端用3 N的力拉它时,弹簧测力计的示数为3 N,若将弹簧测力计的固定端取下,两端各施一个3 N的拉力而使弹簧测力计静止,如图13-1-1所示。此时弹簧测力计的示数是(  )
A.0 B.3 N C.6 N D.无法判断
如图13-1-3所示实验装置,甲重16 N,乙重12 N,静止时不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数是(  )
图13-1-3
A.16 N B.12 N C.28 N D.4 N
如图所示,汽车正在水平向右行驶,一轻杆的上端固定在车的顶部,另一端固定一个质量为m的小球,杆与竖直方向的夹角为θ.杆对球的弹力方向( )
A.不可能竖直向上
B.不可能斜向左上方
C.可能斜向右上方,但不一定沿杆的方向
D.一定沿杆且与竖直方向的夹角为θ
图1,一个球形物体静止放在水平地面上,并与竖直墙相接触,A、B两点是球与墙和地面的接触点,则下列说法正确的是( )
   A.物体受三个力,重力、B点的支持力、A点的弹力
   B.物体受二个力,重力、B点的支持力
   C.物体受三个力,重力、B点的支持力、地面的弹力
   D.物体受三个力,重力、B点的支持力、物体对地面的压力
小木块放在桌子上,下列说法正确的是( )
   A.在接触处只有桌子有弹力产生
   B.在接触处桌面和小木块都有弹力产生
   C.木块对桌面的压力是木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力
D.木块对桌子的压力是木块的重力
如图2,A、B叠放在水平地面上,则地面受到的压力是( )
A.A和B对地面的压力之和
B.只有B对地面的压力
C.B的重力
D.A和B的重力
如图所示,A B两个物体的重力分别为GA=3 N,GB=4 N,弹簧重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,此时弹簧的弹力F=2 N.则天花板受到的拉力和底板受到的压力有可能是( )
A.1 N和6 N B.5 N和6 N
C.1 N和2 N D.5 N和2 N
亚里士多德:在力学研究方面取得成就最大的古希腊人就是被誉为“百科全书”的亚里士多德。他主要着眼于“运动原因”的探讨,因此他的力学理论是动力学性质的。但大多数是一些猜测和推理的结果,其结论往往是错的。他认为:物体下落的速度应与物体重力成正比,其他一切运动(包括匀速直线运动)都是强迫运动,这种运动只有在推动者的直接推动下才能进行。“推一个物体的力不再推它时,物体便归于静止”,力是使物体产生运动的原因。
伽利略:伽利略生于佛罗伦萨的一个贵族家庭。在比萨大学攻读医学时,发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置。后来,他的兴趣转向了数学和物理学,26岁就担任了比萨大学的数学教授。由于他在科学上的独创精神,不就就跟拥护亚里士多德传统观点的人们发生了冲突,遭到对手们的排挤,不得不在1591年辞去比萨大学的职务,转而到威尼斯的帕多瓦大学任教。在帕多瓦,伽利略成为哥白尼的日心说的热烈支持者。他制造了望远镜,观测到木星的四颗卫星,证明了地球并不是一切天体运动环绕的中心。他用望远镜进行观测,他发现了月面的凸凹不平以及乳白色的银河原来是由许许多多独立的恒星组成的。他还制成了空气温度计,这是世界上最早的温度计。这些光辉的成就,使他受到了教会的迫害。
牛顿:牛顿开展了开普勒等人的工作,发现了万有引力定律和牛顿运动定律。他把日常所见的重力和决定天体运动的引力统一一起来,1687年出版了这名的《自然哲学的数学原理》一书。他用数学解释了哥白尼学说和天体运动的现象,阐明了运动三定律和万有引力定律等。在光学方面,他曾致力于光的颜色和光的本性的研究,为光谱分析奠定了基础;发现了光的一种干涉图样,称为牛顿环;制作了新型的反射式望远镜,创立了光的微粒说。
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【回顾一】伽利略斜面实验:
在轨道的一边释放一颗钢珠,如果忽略摩擦力带来的影响,我们发现钢珠从左边滚下后,再从右边的斜面滚上,钢珠将上升到与左边释放高度相同的点;若将右边的倾斜角减小,钢珠还是上升到原来的高度,但通过的路程比原来更长;假设右边的轨道为水平,钢珠想要达到原来的高度,但是钢珠无法达到原来的高度,钢珠将永远运动下去。
结论:
【回顾二】伽利略对自由落体运动的研究:
传说1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名试验,从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和质量成比例”的学说,纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。
运动的足球为何被运动员接住,发生了什么变化?为什么会发生如此变化?
【笔记】
一、力
定义:力是物体对物体的作用,在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N.
基本性质:
(1)物质性:力不能离开物体单独存在。
(2)相互性:力的作用是相互的。
(3)矢量性:力是矢量,既有大小也有方向
(4)独立性:一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。
方向:
作用效果:可以改变物体的运动状态;可以使物体发生形变
分类:
(1)按效果分:拉力、压力、支持力、向心力等
(2)按性质分:重力、弹力、摩擦力、电磁力等
苹果成熟后,为何没有一个例外地都掉在地上?
【笔记】
二、重力
定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力.
说明: ①地球表面附近的物体都受到重力的作用.
②重力是由于地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力.
③重力的施力物体就是地球.
大小:G=mg,g=9.8 N/kg
纬度越高,g越大;
同一纬度,高度越大,g越小。
方向:竖直向下(即垂直于水平面向下).
说明:①重力的方向沿铅垂线方向,与水平面垂直,不一定指向地心,但在两极和在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心.②重力的方向不受其他作用力的影响,与运动状态也没有关系.
重心:重力的作用点(等效作用点)
一辆汽车陷入了泥潭,有人在拉车,有人在推车,也有人通过滑轮往上提车身,设法将车弄出来。这里的推力、拉力、提力、压力是四种不同的力吗?
【笔记】
三 弹力
定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,要对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力.如图所示,用手向右拉弹簧,弹簧因形变(伸长)而产生弹力F,它作用在手上,方向向左.因此,弹力的施力者是发生弹性形变的物体,受力者是使它发生弹性形变的物体.
产生条件:①两物体直接接触.②两物体发生弹性形变.
大小:F=kx,k是由弹簧本身特性决定的物理量,叫劲度系数.
方向:
类型 方向 图示
面与面 垂直公共接触面
点与面 过点垂直于面
点与点 垂直于切面
轻 绳 沿绳收缩方向
轻 杆 可沿杆
可不沿杆
轻弹簧 沿弹簧形变的反方向
弹力有无的判断:
假设法:即假设接触处有弹力,看物体的运动状态是否与当前情况一致,若一致,则假设正确,接触处有弹力;若不一致,则假设错误,接触处无弹力.
关于力的说法正确的是( )
A.只有相互接触的物体间才有力的作用
B.物体受到力的作用,运动状态一定改变
C.施力物体一定受力的作用
D.竖直向上抛出的物体,物体竖直上升,是因为竖直方向上受到升力的作用
【答案】C
关于物体重心的下列说法正确的是( )
A.物体各部分所受重力的合力集中于一点,该点即为物体的重心
B.有规则形状的物体,重心即是其几何中心
C.物体的重心可能不在该物体上
D.物体的形状不变,当它被举高或倾斜时,重心在物体上的位置不变
【答案】ACD
关于比值9.8 N/kg所表示的物理意义是(  )
A.9.8 N等于1 kg
B.9.8 kg等于1 N
C.质量是9.8 kg的物体受到的重力是1 N
D.质量是1 kg的物体受到的重力是9.8 N
【答案】D
关于重力,下列说法中错误的是(  )
A.重力是由于地球对物体吸引而产生的
B.重力是物体本身的固有属性
C.重力的大小跟物体的质量成正比
D.重力的方向总是竖直向下
【答案】B
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,当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
【答案】D
关于重力的说法正确的是( )
A.物体重力的大小与物体的运动状态有关,当物体处于超重状态时重力大,当物体处于失重状态时,物体的重力小
B.重力的方向跟支承面垂直
C.重力的作用点是物体的重心
D.重力的方向是垂直向下
【答案】C
三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、b、c,支点P Q在同一水平面上,a的重心位于球心,b、c的重心位于球心的正上方和正下方,如图所示,三球皆静止,试分析三种情况下支点P Q对球的弹力方向是怎样的.
如图所示,用细线将物体悬挂在天花板上,物体放在水平地面上. 间有一劲度系数为的轻弹簧,此时弹簧的形变量为.已知 两物体的重力分别是和.则细线的拉力及对地面的压力可能是( )
A.和
B.和
C.和
D.和
【答案】CD
放在桌面的粉擦,下列说法正确的是( )
A.桌面受到向下的压力作用,是发生了形变的桌面给桌面施加的弹力
B.粉擦受到向上的支持力作用,是发生了形变的桌面给粉擦施加的弹力
C.桌面受到向下的压力作用,是发生了形变的粉擦给桌面施加的弹力
D.粉擦受到向上的支持力作用,是发生了形变的粉擦给桌面施加的弹力
如图所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,并处于平衡状态,则小球受到的力是( )
A.重力 绳的拉力
B.重力 绳的拉力 斜面的弹力
C.重力 斜面的弹力
D.绳的拉力 斜面的弹力
【答案】A
如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角的斜面上,杆的另一端固定一个重量为的小球,小球处于静止状态时,杆对小球的弹力:
A.大小为,方向平行于斜面向上
B.大小为,方向平行于斜面向上
C.大小为,方向垂直于斜面向上
D.大小为,方向竖直向上
【答案】D
把一个边长为L的正方形薄板绕C点缓慢转动45°,则物体的重心位置升高了多少?
一光滑斜面,放置于光滑水平面上,物块从光滑斜面自由下滑的过程中,斜面沿水平面向右运动,如图所示.试分析物块受到的斜面支持力的方向.
如图所示,小车上固定一根折成角的折杆,杆的另一端固定一个质量为的小球,试分析小车静止,杆对球的弹力.
【答案】(1)当小车静止时,小球处于平衡状态,由平衡条件可知:,方向竖直向上.
和表示劲度系数分别为和两根轻质弹簧,;和表示质量分别为和的两个小物块,,将弹簧与物块按图示方式悬挂起来。现要求两根弹簧的总长度最大则应使:
A.在上,在上
B.在上,在上
C.在上,在上
D.在上,在上
【】D
分析A、B物体所受的弹力方向
两根相同的轻弹簧、,劲度系数皆为.悬挂的重物的质量分别为,.若不计弹簧质量,取,则平衡时弹簧、的伸长量分别为多少?
下列关于力的说法中,正确的是( )
A.只有相互接触的两物体之间才有力的作用
B.力是使物体发生形变或使物体运动的原因
C.只要两个力的大小相同,它们产生的作用效果一定相同
D.力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体又是施力物体
【答案】D
下列关于重心的说法,正确的是 ( )
A.重心就是物体上最重的一点
B.形状规则的物体重心必与其几何中心重合
C.直铁丝被弯曲后,重心便不在中点,但一定还在该铁丝上
D.重心是物体的各部分所受重力的合力的作用点
【答案】D
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
【】D
病人在医院里输液时,液体一滴滴从玻璃瓶中滴下,在液体不断滴下的过程中,玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将( )
A.一直下降 B.一直上升
C.先降后升 D.先升后降
【答案】C
物体A静置于水平桌面上,下列关于物体所受作用力的说法中正确的是( )
A.桌面受到的压力就是物体的重力
B.桌面受到的压力是由于它本身发生了微小形变而产生的
C.桌面由于发生了微小形变而对物体产生了垂直于桌面的压力
D.物体由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力
【答案】D
把弹簧测力计的一端固定,另一端用3 N的力拉它时,弹簧测力计的示数为3 N,若将弹簧测力计的固定端取下,两端各施一个3 N的拉力而使弹簧测力计静止,如图13-1-1所示。此时弹簧测力计的示数是(  )
图13-1-1
A.0 B.3 N C.6 N D.无法判断
【答案】B
如图13-1-3所示实验装置,甲重16 N,乙重12 N,静止时不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数是(  )
图13-1-3
A.16 N B.12 N C.28 N D.4 N
【答案】B
如图所示,汽车正在水平向右行驶,一轻杆的上端固定在车的顶部,另一端固定一个质量为m的小球,杆与竖直方向的夹角为θ.杆对球的弹力方向( )
A.不可能竖直向上
B.不可能斜向左上方
C.可能斜向右上方,但不一定沿杆的方向
D.一定沿杆且与竖直方向的夹角为θ
【答案】C
图1,一个球形物体静止放在水平地面上,并与竖直墙相接触,A、B两点是球与墙和地面的接触点,则下列说法正确的是( )
   A.物体受三个力,重力、B点的支持力、A点的弹力
   B.物体受二个力,重力、B点的支持力
   C.物体受三个力,重力、B点的支持力、地面的弹力
   D.物体受三个力,重力、B点的支持力、物体对地面的压力
小木块放在桌子上,下列说法正确的是( )
   A.在接触处只有桌子有弹力产生
   B.在接触处桌面和小木块都有弹力产生
   C.木块对桌面的压力是木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力
D.木块对桌子的压力是木块的重力
如图2,A、B叠放在水平地面上,则地面受到的压力是( )
A.A和B对地面的压力之和
B.只有B对地面的压力
C.B的重力
D.A和B的重力
如图所示,A B两个物体的重力分别为GA=3 N,GB=4 N,弹簧重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,此时弹簧的弹力F=2 N.则天花板受到的拉力和底板受到的压力有可能是( )
A.1 N和6 N B.5 N和6 N
C.1 N和2 N D.5 N和2 N
【答案】AD
亚里士多德:在力学研究方面取得成就最大的古希腊人就是被誉为“百科全书”的亚里士多德。他主要着眼于“运动原因”的探讨,因此他的力学理论是动力学性质的。但大多数是一些猜测和推理的结果,其结论往往是错的。他认为:物体下落的速度应与物体重力成正比,其他一切运动(包括匀速直线运动)都是强迫运动,这种运动只有在推动者的直接推动下才能进行。“推一个物体的力不再推它时,物体便归于静止”,力是使物体产生运动的原因。
伽利略:伽利略生于佛罗伦萨的一个贵族家庭。在比萨大学攻读医学时,发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置。后来,他的兴趣转向了数学和物理学,26岁就担任了比萨大学的数学教授。由于他在科学上的独创精神,不就就跟拥护亚里士多德传统观点的人们发生了冲突,遭到对手们的排挤,不得不在1591年辞去比萨大学的职务,转而到威尼斯的帕多瓦大学任教。在帕多瓦,伽利略成为哥白尼的日心说的热烈支持者。他制造了望远镜,观测到木星的四颗卫星,证明了地球并不是一切天体运动环绕的中心。他用望远镜进行观测,他发现了月面的凸凹不平以及乳白色的银河原来是由许许多多独立的恒星组成的。他还制成了空气温度计,这是世界上最早的温度计。这些光辉的成就,使他受到了教会的迫害。
牛顿:牛顿开展了开普勒等人的工作,发现了万有引力定律和牛顿运动定律。他把日常所见的重力和决定天体运动的引力统一一起来,1687年出版了这名的《自然哲学的数学原理》一书。他用数学解释了哥白尼学说和天体运动的现象,阐明了运动三定律和万有引力定律等。在光学方面,他曾致力于光的颜色和光的本性的研究,为光谱分析奠定了基础;发现了光的一种干涉图样,称为牛顿环;制作了新型的反射式望远镜,创立了光的微粒说。
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