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第三章 相互作用—力
3.1重力与弹力
教学目标
1、了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向
2、理解重心的概念。
3、知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图。
4、知道弹力的定义，会使用胡克定律计算弹力大小。
1.概念：物体与物体之间的相互作用，称作力。
力 脱离物体而存在。
力的作用是 的，一个物体是受力物体的同时也是施力物体。
发生相互作用的两个物体不一定相互接触。
2.力的作用效果：①改变物体的运动状态
②使物体发生形变。
力
不能
相互
3.力的三要素：大小、方向、作用点。
矢量性：力不仅有大小而且有方向．
4.力的单位：牛顿，符号：N。
力
5.力的测量：弹簧测力计
为什么动画中的人会落向地面？
因为受到重力作用。
那么重力是怎样产生的呢？
1、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。
（1）一切物体都受重力作用，物体所受重力的施力物体是地球．
（2）物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关．
2、重力的大小：G=mg
其中g的单位是 m/s2 或 N/M
二、重力
3. 重力的方向：竖直向下
注意：
竖直向下指垂直于水平面向下，不是垂直于支持面向下。
4．作用点：在__________上．
(1)重心是物体各部分所受重力的_____________，并非物体的各
部分重力都作用于重心．
(2)重心位置与__________和物体_______有关，质量分布均匀、
形状规则的物体的重心在物体的_________上．重心___________
(填“可以不在” 或“一定在”)物体上．
重心
等效作用点
质量分布
形状
几何中心
可以不在
地球上的物体是不是每个部位都受到重力？重力有没有作用点？
A
B
悬挂法（二力平衡）确定薄板重心的位置
A
D
B
E
A
D
C
B
E
重心不一定在物体上
力的图示和示意图
①力的图示：用一根带有箭头的线段来表示力。
大小：长度
作用点：起点
方向：箭头
②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）
F
50N
F=150N
例题：在图甲中木箱P 点，用与水平方向成30°角斜向右上的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向左上的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图．
解析
50N
F
F
10N
300
600
如图所示，叠放的物体A、B静止在水平地面上，物体A 对物体B
的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图．
力的示意图
力的图示
2N
力的三要素：
大小、方向、作用点
学以致用
推
拉
提
举
日常生活中的很多相互作用
接触力
非接触力：
力
重力、万有引力、磁场力、电场力
弹力：
摩擦力：
弹簧弹力、拉力、压力、支持力
静摩擦力、动摩擦力
无论是对物体推、拉、提、举，还是牵引列车、锻打工件、击球、弯弓射箭等，都是在物体与物体接触时发生的，这种相互作用可以称之为接触力。
形变：物体在力的作用下的形状或体积会发生改变。
二、弹力
任何物体都可以发生形变, 有些较为明显, 有些极其微小，需要通过仪器才能观察到。
演示
在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点。按压两镜之间的桌面，观察墙上光点位置的变化。这个现象说明了什么？
通过平面镜观察桌面的微小形变
桌子发生了微小形变
实验演示链接
发生形变后要恢复原状会产生一个力
1、定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对与它接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力。
注意：
弹力不是“弹簧的力”，是“反抗形变产生的力”
二、弹力
2、弹力产生的条件
（1）直接接触 （2）发生弹性形变
(1)假设与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的状态是否变化。若状态不变，则此处不存在弹力；若状态变化，则此处存在弹力。
(2)假设有弹力，看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持，则说明有弹力;若不能保持，则说明没有弹力。
(3)假设没有弹力，看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持，则说明没有弹力;若不能保持，则说明有弹力。
判断弹力有无的常用方法——“假设法”
2.点与面接触
弹力的方向
F
F2
F1
过接触点垂直平面指向受力物体
A
B
FB
FA
1.面与面接触
F
F
垂直于公共接触面指向被支持的物体。
3.点与点接触
垂直于接触切面，过接触点指向受力物体
F1
F2
F1
4.绳的弹力
用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块。橡皮绳对物块的拉力是怎样产生的？方向怎样？
沿绳的收缩方向(沿绳斜向右上)．
画出图中静止物体A 所受弹力的示意图．
支持力:与接触面垂直指向被支持物体
学以致用
如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作 。
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 。不能够回复原状的叫作塑性形变。
弹簧在形变时产生的弹力与弹簧的伸长量是有关系的。那么，弹簧在弹性限度内，弹力大小与其伸长量有什么关呢？
弹性限度
弹性形变
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？
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。
悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同弹力下伸长的长度(弹簧弹力为钩码重力）。
三、胡克定律
实验演示链接
在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧伸长（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）
胡克定律
注意：
1）只适用于计算弹簧的弹力，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。
如图所示，一根轻质弹簧的原长为20 cm，竖直悬挂着，当用
15N的力向下拉弹簧时，量得弹簧长24 cm.问：
(1)弹簧的劲度系数为多少？
(2)若把它竖立在水平桌面上，用30 N的力竖直向下压时，弹簧
长为多少？
解析
(1) 胡克定律
（2）
学以致用
小 结
小 结

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