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第三章 相互作用——力
第1节 重力与弹力
一、力
1. 力的定义：力是物体间的相互作用。是矢量。
2.力的性质
（1）物质性：力不能离开物体而独立存在，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。
3.力的作用效果
（2）改变物体的运动状态(动力效果)
（1）使物体发生形变（静力效果）
4. 力的单位：牛顿，简称“牛”，符号N。
7. 力的图示：用一根带有箭头的线段来表示力。（精准）
6. 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）
5. 力的三要素：大小、方向、作用点。
F
5 N
15 N
大小：长度
方向：箭头
作用点：箭头或箭尾
F
画同一物体受多个力得图示时，
表示各力的标度应统一。
标度
作图步骤：
(1)选定合适的标度；
(2)从作用点开始沿力的方向画一线段，线段的长度由力的大小和所选标度确定。
(3)画上箭头（表示力的方向）
有向线段
15N
F=30N
线段的长度—大小
箭头的方向—方向
起点(终点)—作用点
力的图示
落叶
冬雪
物体下落的运动是生活中一种常见的运动。
物体为什么会下落?
因为物体受到重力作用。
那么重力是怎样产生的呢？
1、产生：是由于地球的吸引而使物体受到的力。
2、重力的方向：总是竖直向下。
3、重力的大小：
二、重力
4、单位:牛顿，简称牛，符号用N表示。
说明：
(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。
1 N/kg＝1 m/s2
m2g
m1g ,
…
mng
等 效
mg
5、重力的作用点：重心
（1）重心：一个物体各部分都受到重力作用，从等效上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心.
（2）重心的位置：
A：形状规则,质量均匀分布的物体：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，还跟物体质量的分布有关。
C：重心的位置是可以变化的，重心也不一定在物体上。
二、重力
（3）重心的判断方法
薄板状物体重心确定---悬挂法
二力平衡原理
支撑法
G
G
G
课堂引入
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。
1、定义：物体在力的作用下体积或形状发生改变
非弹性形变:在形变后,撤去外力不能恢复原状
弹性形变:在形变后,撤去外力能够恢复原状
一、形变
2、分类
我们是橡皮泥
3、弹性限度：
如果形变过大，超过一定的限度，撤去外力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。
微小形变采用放大法观察
1、定义：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力的作用，这种力叫做弹力。
发生弹性形变
相互接触
2、产生条件：
二、弹力
桌面形变
FN
物体形变
FN
物体受到支持力
桌面受到压力
3、弹力的方向
（1）轻绳：
末受到拉力时
绳子形变方向
拉力
受到拉力时绳子变长
轻绳、轻杆、轻弹簧
1.只能拉不能压；
2.轻绳的拉力一定沿绳方向；
3.同一根绳子张力处处相等。
轻绳的受力特点
绳子拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
轻杆的含义：不计质量、不发生形变的杆
1.可拉可压；
2.杆所受的力不一定沿杆的方向；
（2）轻杆的弹力
轻杆受力特点：
FN
FN
（3）轻弹簧产生的弹力
Ａ
B
结论：沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向。
弹力的大小跟弹簧的形变有关吗？
方法一：条件法
4、判断弹力有无的方法
——有明显形变
A
B
方法二：假设法（常用于微小形变）
G
N地
NA→B
五、判断弹力有无的方法
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？
G
T
方法三：状态法
(撤销法）
撤掉与之接触的物体，看放研究物体的状态是否改变，若改变则存在弹力，否则不存在弹力。
各类接触面上的弹力方向
A
B
平面与平面
弹力垂直于平面指向受力物体
点与平面
过接触点垂直于平面指向受力物体
Ｎ１
曲面与平面
F
F2
F1
过接触点垂直平面指向受力物体
曲面与曲面
与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
半球形的碗
F
A
B
F
FB对A
点与曲面
与过接触点的切面垂直并指向受力物体
F1
F2
半球形的碗
A
B
FA
FB
结论：接触面上弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体.
在弹性限度内，弹簧伸长量越大，弹力越大，可能成正比．
弹簧弹力
1、内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹簧弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。
F——弹簧的弹力
k——弹簧的劲度系数
单位：牛顿每米 N/m
x——弹簧的形变量（伸长量或缩短量）
三、胡克定律
胡克，
英国物理学家
天文学家
2、公式：
注意：
（1）只适用于计算弹簧类的弹力，且必须在弹性限度内
（2）劲度系数k由弹簧本身的特性决定，如材料、长度、截面积等，与F和x无关。
3.图像
F
l
o
F
x
o
F为弹力，x为形变量
F为弹力，l为弹簧长度
弹
力
形变
定义:
在力的作用下物体的形状或体积的改变.
特点:
任何物体都能发生形变, 有些明显,有些不明显，引入微小形变放大的思想。
弹性形变、塑性形变
弹力
概念：
发生形变的物体由于要恢复形变，对跟它接触的物体产生的作用力叫做弹力.
产生条件：
(1) 直接接触 (2) 发生弹性形变
方向：
与形变方向相反，与接触面垂直.
要掌握压力、支持力、绳的拉力方向的特点.
大小：
与形变程度有关.
胡克定律：F = kx
分类：
实验
数据处理
为了找出弹簧弹力与形变量的关系，我们以弹簧的弹力F为纵轴、弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系。根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点，作出F-x图像。
由F-x图像，你得出了什么结论？
探究弹簧弹力与形变量的关系
实验思路
探究弹簧弹力与形变量的关系，需要测量多组弹簧弹力和形变量的数据，如何测量？说出你的想法。
进行实验
要完成这个实验探究，我们可以通过如图所示的装置进行实验。把弹簧上堆固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置。
在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同弹力下伸长的长度(弹簧弹力等于钩码的重力）。
实验
探究弹簧弹力与形变量的关系

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