资源简介

重力与弹力
学习目标
1．知道重力产生的原因及方向，通过牛顿第二定律理解重力大小的公式G=mg，掌握重力的作用点——重心的确定方法
2．掌握用力的图示和力的示意图表示力的两种方法
3．通过实例分析掌握“放大法”观察微小形变的方法
4．通过实例，理解弹力产生的过程，掌握弹力产生的条件
预习案
知识清单
1．重力
由于__________而使物体受到的力叫作重力．单位是__________，简称__________，符号__________．重力的施力物体是__________，方向__________，物体受到的重力G与物体质量m的关系为__________．一个物体的各个部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的__________．
2．力的图示
力可以用__________来表示，线段是按一定的比例（标度）画出的，它的长短表示力的__________，它的指向表示力的__________，箭尾（或箭头）表示力的__________，线段所在的直线叫作力的作用线，这种表示力的方法，叫作力的__________．在分析力学问题时，若只需画出力的方向和作用点，这种表示力的方法叫作力的__________．力的______________________________称为力的三要素．
3．形变和弹力
（1）形变：物体在力的作用下__________或__________发生改变，这种变化叫作形变．
（2）弹性形变：物体在形变后，如果撤去作用力能够__________的形变．
（3）弹力：发生__________的物体由于要__________，对与它接触的物体会产生力的作用．
自我检测
思考辨析
1．判断：飞机能匀速水平飞行，表明飞机不受重力．（ ）
2．判断：重心就是物体上最重的一点．（ ）
3．判断：只要两个物体接触就一定有弹力产生．（ ）
4．判断：物体对桌面的压力就是该物体的重力．（ ）
探究案
情景探究
几何学中把三角形三条中线的交点叫作重心．物理学中也有重心的概念．均匀的三角形薄板的重心是不是与几何学上的重心位于同一点上？请你设计实验做出判断．
课堂探究
探究1 力不能离开物体而独立存在
核心归纳
1．力是物体间的相互作用，因此，对任何一个力都必定有其对应的施力物体和受力物体，没有施力物体的力或没有受力物体的力是不存在的．
2．在分析力的时候，对于每一个力都应明确它的施力物体和受力物体．
典型例题
例1 下列说法正确的是（ ）
A．某施力物体同时也一定是受力物体
B．没有施力物体和受力物体，力照样可以独立存在
C．力的作用离不开施力物体，但可以没有受力物体
D．有的物体自己就有力，这个力不是另外的物体施加的
思路分析：力是物体对物体的作用，力不能离开物体而独立存在．
尝试解答
方法点拨
要深刻理解力是物体间的相互作用中的相互二字．一个力一定对应两个物体，施力物体和受力物体．同一个物体既是施力物体又是受力物体．
拓展练习
1．下列说法正确的是（ ）
A．甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感到痛，说明甲对乙施加了力，而乙未对甲施加力
B．“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的
C．磁铁吸引铁钉时，磁铁不需要与铁钉接触，说明力可以脱离物体而存在
D．网球运动员用力击球，网球受力后飞出，飞出后网球受力的施力物体不再是人
探究2 力的图示和示意图
核心归纳
1．用力的图示法表示力的步骤
（1）选定标度：选定标度要根据力的大小合理设计．一般情况下线段分段应在2~5段，不宜太多，太多了不清晰．
（2）从力的作用点沿力的作用方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度，并在线段上加上刻度．
（3）在线段上按力的方向加上箭头．
2．力的示意图在力的大小标度上没有力的图示法那么严格，侧重于表达出力的方向及作用点．
典型例题
例2 如图所示，质量分布均匀的物体A受到的重力都是8 N，试画出物体A所受重力的示意图．
思路分析：示意图侧重表示出力的作用点及方向，在力的大小标度上没有图示法严格．
尝试解答
方法点拨
力的示意图只反映力的作用点和方向，在分析物体的受力时经常用到．
拓展练习
2．一个重20 N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，下图所示的四个图中正确的是（ ）
探究3 对重力及重心概念的理解
核心归纳
1．重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力．但严格地说，它并不等于地球对物体的吸引力，只是地球对物体吸引力的一个分力，方向也并不指向地心．
2．重力不受其他作用力的影响，与运动状态也没有关系．重力的大小由物体的质量和所在地区的G值决定，重力的大小可以用弹簧秤测出，也可根据二力平衡条件求出．
3．重力的方向总是竖直向下，可以理解为垂直水平面向下，但不能理解为垂直支持面向下（想一想，为什么）．
4．物体重心的位置跟物体的形状和质量分布都有关系，只有形状规则且质量均匀分布的物体的重心才在物体的几何中心上．薄板的重心的位置可以用悬挂法求出．
5．重心的位置可能在物体上，也可能不在物体上．
典型例题
例3 下列关于重力和重心的说法中，正确的是（ ） A．一本书静止在水平桌面上，书对桌面的压力就是书的重力
B．重力的方向总是垂直向下的
C．有规则形状的物体，它的重心就在物体的几何中心
D．重心的位置会随物体形状的变化而变化
思路分析：重力是由于物体受地球的吸引而产生的，方向总是竖直向下，重心在物体上的位置跟物体的形状和质量分布两个因素有关．
尝试解答
方法点拨
（1）每一个力都要明确它的施力物体和受力物体．
（2）要注意力的性质的区别．
（3）注意语言表述的完整性和严密性．
拓展练习
3．关于物体的重心，下列说法正确的是（ ）
A．重心的位置只跟物体的形状有关
B．形状规则的物体的几何中心，就是物体的重心
C．物体形状发生变化，其重心位置不变
D．物体的位置发生变化，其重心在物体上的位置不变
典型例题
例4 把一条盘放在地上的长为L的匀质铁链向上刚好拉直时，它的重心位置升高了多少？把一个边长为L的匀质立方体，绕bc棱翻转使对角面AbcD处于竖直（如图所示），重心位置升高了多少？
思路分析：重心在物体上的位置只与物体的质量分布和形状有关，当两者都不变时，重心在物体上的位置不变，当绳被拉直或立方体被翻转时，物体整体位置相对地面发生改变，所以重心的高度相应改变．
尝试解答
方法点拨
（1）质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关（外形规则的物体的重心，在它们几何中心上）．
（2）质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量分布有关．
（3）重心可在物体上，也可在物体外．
（4）重心的位置与物体的运动状态、放置方式、所处位置无关．
拓展练习
4．如图所示，青铜雕像“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、浪漫想象和高超艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，被誉为中国旅游业的象征．飞奔的骏马三足腾空，只用一只蹄稳稳地踏在飞翔的燕子上，是因为（ ）
A．马跑得快的缘故
B．马蹄大的缘故
C．马的重心在飞燕上
D．马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
探究4 物体间是否存在弹力的判断方法
核心归纳
1．用假设法判断
要判断物体在某一接触处是否受到某一弹力，可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，看物体是否在该位置处保持原来的状态，从而判断物体在该处是否受到弹力作用．
2．根据物体的运动状态判断
在图甲所示的情况中，若AC面和AB面对球都有弹力，这两个弹力方向分别垂直于AC面和AB面，则球所受的力如图3-1-4乙所示，由于AB面对球的弹力FN2使球不能静止于原来的位置，与球处于静止状态的实际情况不相符，故AB面对球的弹力FN2不存在．
典型例题
例5 如图所示，用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触，并保持静止，甲中细绳倾斜，乙中细绳呈竖直方向．判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用．
思路分析：对小球进行受力分析，本题可用假设法根据受力平衡判断球和斜面间的弹力是否存在．
尝试解答
方法点拨
有些难以直接判断是否存在形变的情况下，可以找出物体的接触点，采用假设法或根据物体的运动状态来判断．即设想将约束去掉，看受力物体的运动状态是否发生改变，从而判断物体间是否存在弹力．或者假设有弹力存在，看是否与物体的运动状态相符．
拓展练习
5．足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱．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受到的弹力就是它的重力
B．乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C．丙图中，踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到三个力的作用
D．丁图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变
随堂检测
1．（多选）下面有关物体重力的说法正确的是（ ）
A．地球上的物体只有静止时才受重力
B．同一物体当它被竖直向上抛出后所受重力较小，而被竖直向下抛出后所受重力较大
C．物体所受重力大小与物体质量有关
D．同一物体在同一位置时，不论它是静止还是运动，所受重力大小是相同的
2．如图所示，表示的是小车所受外力F的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是（ ）
A．F1和F2 B．F1和F4
C．F1和F3、F4 D．都不相同
3．（多选）如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动．根据图中所给信息和所学知识可以得出的结论是（ ）
A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B．重力的方向总是垂直向下的
C．物体重心的位置与物体的形状和质量分布有关
D．物体只有重心受重力作用，其他部分不受重力作用
4．关于重力、重心下列说法正确的是（ ）
A．风筝升空后，越升越高，说明风筝的重心相对风筝的位置也越来越高
B．质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上
C．舞蹈演员在做各种优美动作的时候，其重心相对身体的位置不断变化
D．重力的方向总是垂直于地面
5．如图所示的两个实验中体现出的共同的物理思想方法是（ ）
A．极限法 B．放大法
C．控制变量法 D．等效替代法
6．（多选）如图所示，物体A静止于水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
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它本身发生微小形变而产生的
C．物体由于发生了微小形变而对桌子产生了压力
D．桌子对物体的支持力等于重力，是因为支持力和重力是一对平衡力
参考答案
预习案
1．地球的吸引 牛顿 牛 N 地球 竖直向下 G=mg 重心
2．一根带箭头的线段 大小 方向 作用点 图示 示意图 大小、方向、作用点
3．（1）形状 体积 （2）恢复原状 （3）弹性形变 恢复原状
自我检测
思考辨析
1．× 2．× 3．× 4．×
探究案
情景探究
首先作图把均匀等厚三角形纸板的三条中线的交点C找出来，然后用细线悬吊三角形纸板的任意位置，看悬线的延长线是否通过C点．
课堂探究
典型例题
例1 A 解析：力的作用是相互的，一个物体既是施力物体也是受力物体，不存在没有施力物体或受力物体的力，所以选项A对，选项B、C、D错．
拓展练习
1．D 解析：甲对乙施力的同时，乙对甲也施力，只不过甲的拳头比乙被打的部分——如肚子、胸部，更能承受打击罢了，所以乙感到痛而甲未感到痛，选项A错；“风吹草动”的施力物体是空气，选项B错；力不可以离开物体而存在，磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场发生的，故选项C错；网球飞出后受重力和阻力，施力物体是地球和空气，故选项D正确．
典型例题
例2 见解析
解析：从图中各物体的重心作竖直向下的直线，在线段末尾加箭头表示方向，所得各物体的重力的示意图如图所示．
拓展练习
2．A 解析：物体的重力为20 N，标度设为5 N，方向竖直向下，作用点在重心，故选项A正确．
典型例题
例3 D 解析：静止于水平桌面上的书对桌面的压力大小等于书本的重力，但这是两个不同的力，首先它们的性质不同，其次它们的施力物体和受力物体不同，重力是地球施于书的力，而压力是施于桌面的力，因此不能将这两个力混为一谈，故选项A错．重力的方向竖直向下，“竖直”是一个确定的空间方位概念，即垂直于水平面，但垂直是一个相对概念，垂直向下这一说法本身不严密．有的同学认为，垂直向下就是垂直地面向下．即便如此，这种说法也不准确，因为一般而言地面并不是水平的，故选项B错．有规则形状但质量分布不均匀的物体的重心不一定在物体的几何中心，故选项C错．物体重心的位置与物体的形状有关，选项D正确．
拓展练习
3．D 解析：物体的重心与物体的质量分布及物体形状两个因素有关，故选项A错误．形状规则但质量分布不均匀的物体的几何中心不一定是它的重心，故选项B错误．物体重心的位置与物体的质量分布及物体形状两个因素有关，所以物体形状改变，重心位置不一定改变，故选项C错误．物体的位置变化，形状和质量分布都没变，所以，重心在物体上的位置不变，选项D正确．
典型例题
例4
解析：当铁链在地面上时，重心高度为零；当全部拉直时，由于铁链变成了均匀有规则的物体，其重心在几何中心上，即中心位置处．
匀质立方体其重心在几何中心，在地面上时，离地高度为，当对角面AbcD处于竖直方向时，重心位置为．因此重心升高了．
拓展练习
4．D
典型例题
例5 甲有弹力，垂直斜面向上 乙没有弹力
解析：方法一：假设去掉斜面，甲中小球会摆到竖直位置，乙中小球仍处于静止状态，说明甲中斜面有弹力，乙没有．
方法二：假设两图中斜面均有弹力作用，甲中小球受三个力仍能平衡，乙中小球不能平衡，说明弹力不存在．
拓展练习
5．C
随堂检测
1．CD 解析：地球上的所有物体都要受到重力作用，与物体的运动状态无关，故选项A错误．同一物体在同一位置时，g一定，其重力G=mg，由此可知不论它是静止还是运动，所受重力大小是相同的，所以同一物体被竖直向上抛出后和被竖直向下抛出后，重力是相同的，故选项B错误，选项D正确．物体所受重力大小与质量的关系为G=mg，故选项C正确．
2．B 解析：判断作用效果是否相同，应从力的三要素，即大小、方向和作用点去考虑，综上三点考虑，F1和F2、F1和F3、F3和F4明显效果不同，F1和F4的作用效果相同，故选项B正确．
3．AC
4．C 解析：风筝升空后，越升越高，但是风筝的重心相对风筝的位置不变，选项A错误；质量分布均匀、形状规则的物体的重心不一定在物体上，也可能在物体的外部，选项B错误；舞蹈演员在做各种优美动作的时候，其重心相对身体的位置不断变化，选项C正确；重力的方向总是竖直向下，选项D错误．
5．B 6．CD

展开更多......

收起↑