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第三章　相互作用——力
重力与弹力
自然界的物体不是孤立存在的，它们之间具有多种多样的相互作用。正是由于这些相互作用， 物体在形状、运动状态等许多方面会发生变化。如何来研究这些相互作用呢？在力学中，物体间的相互作用抽象为一个概念——力（force）
1.定义：力是物体间的相互作用。
物体A
物体B
施力物体
受力物体
受力物体
施力物体
相互作用
力
2.力的作用效果：改变物体的运动状态或使物体发生形变。
形状或体积改变
速度
大小 方向
3.力的三要素：大小、方向和作用点。
图甲为火箭所受重力的示意图，它能精确表示出力的三要素吗？如果火箭的质量为2×104 kg，有什么方法可以精确表示出其重力的三要素呢？请在图乙中画出， g取10 N/kg.
图甲
图乙
题图甲粗略表示出重力的大小
如图乙，可用力的图示来精确表示出力的三要素
力的示意图(定性)：准确表示力的方向、作用点，粗略表示力的大小.
F=30N
力的图示(定量)：准确表示力的方向、作用点和大小.
F=30N
15N
力的图示和力的示意图
1.如图所示，一人通过细绳用大小为50N的力F沿与水平方向成30°角斜向上拉物块A，试画出拉力F的图示和物块重力G的示意图，并指出受力物体与施力物体。
= 50N
树叶落地
1.干枯的树叶能够飘落到地面；掷出的铅球落向地面；无论你以多大的速度跳起，最终总会落到地面上。你能对这些自然现象和现实情况作出合理的解释吗？
地面附近的一切物体都受到地球的吸引作用，正是由于地球的吸引才使物体落向地面。
铅球落地
桌面是否水平
墙面是否竖直
2.如图所示，如果让你将相框挂到墙上，你能用所学的知识，将相框挂正吗？用的什么物理知识？你还能想到生活中有哪些类似的应用吗？
重力的方向竖直向下，所以悬挂重锤的悬线方向一定在竖直方向上。
相框是否挂正
1.重力的概念、大小和方向
(1)定义：由于地球的吸引而使物体受到的力.
施力物体
受力物体
(2)方向：竖直向下.
(3)大小：G＝mg，g是自由落体加速度.g的单位既可以是N/kg，又可以是m/s2.
1N/kg=1 m/s2
1.重力的方向竖直向下，在这里竖直向下和垂直向下或指向地心三者相同吗？
竖直向下
水平面
垂直向下
支撑面
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
纬度越高，重力加速度越大
2.不同纬度地区的重力加速度
2.(2023·江苏高二学业考试)关于重力，下列说法正确的是
A.重力没有施力物体
B.在空中飞行的物体不受重力作用
C.重力的方向总是垂直于接触面向下的
D.同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等
√
用手指尖把质量分布均匀的矩形薄板顶起来，指尖放在哪个位置才能成功呢？
要想将矩形薄板顶起来，需要在其中心处施加支持力.
等效
(1)定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。
2.重力的作用点——重心
质量均匀分布，形状规则的物体的重心，在几何中心上
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
(2)决定因素：与物体的形状和质量分布有关.
1.重心是物体上最重的一点吗？是不是只有重心才受重力呢？物体的重心一定在物体上吗？请举例说明.
重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并非物体上最重的点，也不是只有重心才受重力作用，重心的位置与物体的形状和质量分布有关，不一定在物体上.
C
2.如何确定形状不规则薄板的重心位置呢？
支撑法
悬挂法
对于薄板状物体的重心，可以应用二力平衡的知识通过支撑法或悬挂法确定.
(1)重心是物体上最重的一点。(　　)
(2)重心一定在物体上。(　　)
(3)在地球上不同纬度同一物体所受重力相同。(　　)
×
×
×
3.(2022·上海理工大学附属中学高一期中)如图所示为仰韶文化时期的一款尖底瓶，该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”。下面有关瓶(包括瓶中的水)的说法正确的是
A.瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力
B.瓶的重心一定在两条绳子延长线的交点上
C.装入瓶中的水越多，瓶的重心可能会降低
D.装入瓶中的水多少不会影响瓶的重心位置
√
推 拉 提 举
接触
弹力
摩擦力
弹力是怎么产生的？
力
1.如图所示，人在推车，拉弓，提杯子，举重时，各力作用的物体间有什么特点？
存在这些力的物体间都相互接触，是一种接触力
2.如图所示，用力捏橡皮泥和用手压弹簧，你发现物体有什么变化？
这两种变化有什么不同点？如果用力作用在较硬的有机玻璃、大玻璃瓶和结实的桌面上，会有这种变化吗？如果有，如何观察这种变化呢？
玻璃瓶
桌面
有机玻璃
在外力的作用下，橡皮泥和弹簧的形状发生了明显的变化，橡皮泥形状变化后无法自己恢复原状，但弹簧可以自己恢复原状；如果用力作用在有机玻璃、玻璃瓶、桌面上，它们的形状也会发生微小变化，可以将这种微小形变进行放大来观察.
捏橡皮泥
手压弹簧
放大法
观察物体的微小形变
形变使有机玻璃内不同部位的光学性质产生了差异，特殊的光通过不同部位时发生不同的变化.
观察桌面的微小形变
(1)定义：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫作形变.
(2)弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变。
1.形变
如图所示，将一个装满水的气球挂在弹簧的下端，请分析下弹簧、气球的形变方向及气球对弹簧、弹簧对气球的弹力方向。
弹簧的形变方向________;
气球的形变方向________；
气球对弹簧的弹力方向_______；
弹簧对气球的弹力方向_______.
向下
向上
向下
向上
相反
相反
为什么物体产生的弹力方向总是与自身的形变方向相反呢？
F气球→弹簧
F弹簧→气球
(1)定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。
方向相同
(2)产生的条件：
条件1:接触
条件2:弹性形变
(3)作用点：两个物体的接触面上。
(4)方向：与施力物体恢复原状的方向相同。
2.对弹力的理解
1.弹力的产生是由于受力物体发生了形变吗？弹力的产生与形变有什么关系？
弹力产生的过程
A对B施加力
B发生弹性形变
B要恢复原状
B对A产生了弹力
不是，是由于施力物体发生了形变；形变是产生弹力的必要条件，一个物体受到弹力的原因是与它接触的另一个物体发生了形变，另一个物体要恢复原状，会产生弹力.
2.许多接触的物体并没有发生明显的弹性形变，如物块置于桌面上，小球用细绳悬挂在天花板上等，它们之间有弹力吗？如果有，请画出它们(桌面、物块和小球)所受弹力的示意图，并说说这些弹力的方向有什么特点.
绳子对物体拉力的方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向
压力的方向总是垂直于接触面，指向被压的物体.
支持力的方向总是垂直支持面，指向被支持的物体.
FN
FT
FT1
FT2
F压
物块
桌面
小球
(1)发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状。(　　)
(2)只有相互接触的物体间可能有弹力。(　　)
(3)放在桌面上的书本对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的。
(　　)
(4)灯绳对电灯的拉力方向与灯绳发生形变的方向相同。(　　)
×
√
×
×
4.在如图所示的各图中画出杆或球P所受弹力的示意图，已知杆和球均处于静止状态。
F1
F2
F2
F2
F1
F1
F1
F2
概念
方向
作用点
大小
重心
竖直向下
等效作用点
G=mg
力的基本性质
力的图示和力的示意图
重力与弹力
目标二：
重力
目标一：
力及力的
表示方法
定义
作用点
方向
产生的条件
接触、弹性形变
与施力物体恢复原状的方向相同
对弹力的理解
弹性形变
放大法
形变
微小形变
目标三：
弹力

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