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3.1 重力与弹力
第三章 相互作用
目录
1
重 力
2
弹 力
物体
物体
相互作用
力
力的性质:
（1）物质性：必同时存在施力物体和受力物体。
（2）相互性： 物体间力的作用是相互的，即力总是成对出现。
（3）矢量性：力不仅有大小，而且有方向，是矢量。
（4）独立性：一个物体可能同时受多个力作用，每一个力都产生独立的作用效果。
力的作用效果：
2、改变物体的运动状态
1、使物体发生形变
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。
一、重力
1.定义
由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
2.产生原因
地球的吸引
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
(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
施力物体
单位:牛顿，简称牛，符号用N表示
G
3.重力的大小
重力的大小跟物体的质量 m 成正比
G = mg
重力的大小可以由弹簧秤测出
(9.8 N/kg = 9.8 m/s2 )
N kg N/kg
4.重力的方向
竖直向下（或 垂直于水平面向下）
物体由静止开始下落
悬挂的物体
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。
G
水平面
注意：
（1）竖直向下指垂直于水平面向下，沿重锤线方向，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。
重力方向的应用
5.重力的作用点：
重心
（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。
G
各部分都要受
到重力作用
各部分受
到的重力
作用集中
于一点
等效思想
②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。
③重心的位置是可以变化的。
（2）重心的位置：
①形状规则,质量均匀分布的物体，它的重心在其几何中心处。
④重心不一定在物体上。
⑤悬挂法（二力平衡）确定薄板重心的位置。
力的图示：
用有向线段表示力。
G=4N
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。
作用点：起点
大小：长度
方向：箭头
2N
2N
2N
G
练习 ： 教材P61.第2题
生活中的很多相互作用，如推、拉、提、压、击球与射箭等，都是在物体与物体接触时发生的。
接触力与非接触力
（1)接触力:
物体与物体直接接触才发生的力。例：弹力、摩擦力
(2)非接触力：物体与物体不接触就可发生的力。例：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）。
二、弹力
形变：物体在力作用下形状或体积的改变叫做形变
一切物体在力的作用下都会产生形变,有的物体形变较为明显;有的物体的形变极其微小。
显示微小形变的观察
微小形变
放大法
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
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
物体的形变一般可以分为：
拉伸形变
压缩形变
弯曲形变
扭曲形变
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。
弹性形变：撤去力后可以恢复原状的形变
1.定义
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。
施力物体
受力物体
2.弹力产生条件：
相互接触
发生弹性形变（相互挤压）
两者需同时满足
二、弹力
3.方向：
4.作用点：
与施力物体恢复形变方向相同
两物体的接触面上
被跳水运动员压弯的跳板，要恢复原状，对上面的人产生弹力（支持力）
人的脚发生形变，对跳板，产生弹力（压力）
弹簧发生压缩形变，要恢复原状，对手有向上的弹力。
手发生挤压形变，要恢复原状，对弹簧有向下的弹力。
议一议
描述弹力产生的过程并指出弹力的方向？
压力和支持力产生的原因及方向：
桌面形变
FN
物体形变
F压
物体受到支持力
桌面受到压力
四、弹力的方向
5.几种常见的弹力
5.几种常见的弹力
F压
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。
轻绳
弹簧
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。
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
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
6.弹力方向判断
平面与平面间弹力方向：
过接触点垂直公共面指向受力物体
6.弹力方向判断
FN
FN1
FN2
曲面与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
FN1
FN2
点与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
光滑斜面
A
B
FN1
FN2
6.弹力方向判断
点与曲面间弹力方向：
垂直切面(接触点处)指向受力物体
FN1
FN2
半球形的碗
A
B
FN1
FN2
6.弹力方向判断
曲面与曲面间弹力方向：
6.弹力方向判断
A
B
与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
沿绳子收缩的方向
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
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
6.弹力方向判断
1.只能拉不能压；
2.轻绳的拉力一定沿绳方向；
3.同一根绳子拉力处处相等。
轻绳的受力特点
轻绳：
杆的弹力可能沿杆，可能不沿杆，通过二力平衡判断
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
6.弹力方向判断
轻杆：
轻杆受力特点：
1.可拉可压；
2.杆所受的力不一定沿杆的方向；
Ａ
B
蓝色：形变方向
红色：弹力方向
弹力的大小跟弹簧的形变有关吗？
6.弹力方向判断
轻弹簧：
沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向。
胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长（或压缩）的长度 x 成正比。
劲度系数是与弹簧的本身有关的物体量，即生活中所说的弹簧的“软”、“硬”，k越小，弹簧测力计精度越高
形变量（伸长量或压缩量），单位：米（m）
k是劲度系数，单位是 N/m（ N/cm ）
胡克定律
k与F成正比（×）
F与x成正比（√）
弹力有无的判断
方法一：条件法
若有接触且明显形变的情况，可以直接根据弹力条件进行判断.
弹力有无的判断
方法二：假设法（常用于微小形变）
如：光滑水平面并排放着静止的木块A、B，试分析A、B之间有无弹力？
假设A、B间有弹力
以B为研究对象，B受力：
B不可能静止，所以A、B间没有弹力
分析球与斜面间有无弹力？
假设球与斜面间有弹力,对球受力分析：
G
T
N 斜面→球
球不可能静止，所以球与斜面间没有弹力
弹力有无的判断
方法二：假设法（常用于微小形变）
练习 P61.第4题
小球质量相等：
F1＝F2＝F3
课堂小结
大小
弹力
方向
形变：物体在力的作用下形状或体积的改变
弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。
条件：①直接接触 ②发生弹性形变
胡克定律F ＝ k x
弹力的大小： 弹性形变越大、弹力越大
判断弹力有无的方法：条件法、假设法和状态法
弹性形变
非弹性形变
方向都垂直于接触面指向被压或被支持的物体。
重力与弹力
1.产生：地球的吸引
2.大小：G=mg
3.方向：竖直向下
4.重心：等效作用点
重力
2.大小（胡克定律）：F=kx
3.方向：形变相反
弹力
1.产生：弹性形变
1.力的图示：有标度的带箭头线段
力的表示
2.力的示意图：无标度带箭头线段
作业布置

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