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(共56张PPT)
3.1重力与弹力
第三章 相互作用—力
1.认识重力、弹力；
2.会画力的图示和示意图；
3.会根据弹力产生的条件或者物体的运动状态及其变化，分析弹力的方向。
4.了解重力和弹力在生产和生活中的应用，体会物理学与生产、生活的紧密联系。
学习目标
1.什么是力？
2.力的三要素？
温故知新
力是物体与物体间的相互作用
大小、方向、作用点
3、力的作用效果
①力可以使物体发生形变
②力可以使物体的运动状态发生改变
1.概念：
由于 而使物体受到的力。
施力物体：
地球
受力物体：
物体
任务一、重力和重心
单位：牛顿，简称：牛；符号：用N表示。
2.大小：
G=mg g：重力加速度 单位1m/s2=1N/kg
重力加速度g的特点：
①在地球上同一地点g值是一个不变的常数；
② g值随着纬度的增大而 ；g值随着高度的增大而 。
3.方向：总是 的。
同伴互助
增大
减小
竖直向下
地球的吸引
练习题：判断对错
(1) 重力就是地球的吸引力。
(2)抛出去的物体不会受到重力作用。
(3)由静止变为运动，物体所受重力变小；
(4) 重力的方向总是垂直向下。
(5)只有重心受到重力作用。
课堂展示
重力不一定是地球吸引力。
重力是非接触力。
物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关。
竖直向下是垂直水平面向下，不是垂直向下，也不一定指向地心
方向：竖直向下
等效
4. 重心—重力的等效作用点：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看， 我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。
说明：把物体所受重力看成集中于重心体现了等效替代的思想。
课堂展示
圆板
铅球
圆柱体
圆环
篮球
圆筒
1、请分析，如下几个形状规则，质量分布均匀地物体的重心在什么位置？
小结：
（1）形状规则、质量分布均匀的物体
的重心的位置在其几何中心。
（2）重心不一定在物体上
课堂展示
方向：竖直向下
力的表示：力的图示、力的示意图
2、圆柱体的杯子，里面装满了水，现在杯子的下方出现一个小洞，在水逐渐下漏的过程中，物体的重心会如何变化呢？
小结：（3）重心的位置与物体的形状、质量分布有关
先降后升
课堂展示
3、悬挂法或支撑法的原理是什么？
——只适用于薄板状的物体
二力平衡　
你能确定手中笔的重心吗？
课堂展示
你能举例说明重心的应用吗？
“背越式”技术
学以致用
“满则覆，中则正，虚则欹”
应用体验
【例1】 关于重力,下列说法正确的是(　　)
A.重心就是物体的几何中心
B.可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心
C.只有静止在地面上的物体才会受到重力
D.质量大的物体受到的重力一定比质量小的物体受到的重力大
B
方法技巧　关于重心理解的五点注意
对点演练
1.(2023四川泸县第一中学期末)如图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.装入瓶中的水越多,瓶的重心一定越高
C.瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点
D.瓶的重心一定在两条绳子连线的交点上
C
注意：画力的示意图时，只需画出力的作用点和方向，对线段的长短没有严格要求。
力的图示：
线段的长度——大小
起点(终点)——作用点
箭头的方向——方向
作图步骤：
1.定标度：（一般二至五段）
2.画线段：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，线段上加上刻度；
3.标箭头：表示力的方向。
课堂展示
应用体验
【例2】 (2023湖南株洲高一期中)一个重力为20 N的物体沿斜面下滑,关于该物体重力的图示,下列所示的四个图中正确的是(　　)
A
对点演练
2.(2023四川南充高一月考)如图所示,一个鸡蛋在水中下沉,请作出鸡蛋所受力的示意图。(不考虑鸡蛋与水之间的摩擦)
2.弹性形变：
1.形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变，这种变化称为形变。
弹性限度：
3.非弹性形变：
任务2：弹力的产生和方向
同伴互助
物体在发生形变后，撤去作用力能够恢复原状。
如果形变过大，超过一定限度，即使撤去作用力，物体也不能完全恢复原来的形状。
物体受力发生形变，撤去力后不能自动恢复原状的形变。
水球所受弹力方向与施力物体书本形变的方向相反。
弹力的方向
书本，接触处书本向下形变
图2水球受到支持力的施力物体是谁？
支持力是怎么产生的？
把气球装上水放到架空的书本上，观察气球和书本的变化
由于书本发生向下形变，想恢复原状，对水球产生向上的弹力
产生原因：
书本发生弹性形变要恢复原状对接触的水球产生弹力
疑难突破
疑难突破
橡皮泥能产生弹力吗？
4.弹力方向:
什么是弹力？弹力产生的条件是什么？
3.产生原因：
疑难突破
2.产生条件：
接触是前提，形变是根本.
1.定义：
发生（弹性）形变的物体要恢复原来的形状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。
直接接触+弹性形变（挤压）。
施力物体发生弹性形变要恢复原状对接触的物体产生弹力
施力物体对受力物体弹力的方向与施力物体形变的方向相反。
怎么观察到这个微小形变？
通过平面镜观察（放大思想）
科学思维
结论：任何物体受到外力作用会发生形变
思考：物体受到力的作用一定会发生形变吗？
例如：你用手指按压桌面，桌面发生形变了吗？
手压玻璃瓶，瓶子形变了吗？
显示微小形变的观察
几种弹力
1.压力、支持力
N
(1)支持力产生的原因：
(2)压力产生的原因：
书压桌面，桌面有向下微小形变。桌面要恢复原状，对书有一个向上的弹力
书放在桌面，书有向上微小形变。书要恢复原状，对桌面产生一个向下的弹力
压力和支持力的方向：
垂直于接触面并指向被压（被支持）的物体
FN
疑难突破
T1
2.绳的拉力
绳子的拉力的方向:
沿绳指向绳收缩的方向
（张力）
对灯分析：
疑难突破
F弹
F弹
弹簧弹力的方向：
沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向
疑难突破
F
F
G
轻杆的弹力不一定沿着杆的方向，应该通过二力平衡进行判断
疑难突破
弹力有无的判断
两条件必须同时满足:
① 直接接触 ② 发生弹性形变
假设法：
假想去掉某个物体，看另一个物体是否能保持静止，若不能，证明两者间有力
疑难突破
4.杆的弹力
杆的弹力不一定沿杆
分析物体所受弹力的方向
N1
N2
N1
N2
T
N
N1
N2
（二）几种常见弹力的方向
1.面和面接触
2.点和面接触
A
方向：垂直于过接触点的切线（切面）
三、弹力
过接触点垂直平面指向受力物体
过接触点垂直平面指向受力物体
3. 点与点接触
半球形的碗
N
A
B
N
NB对A
三、弹力
与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
1.利用弹簧测力计直接测出
FN=mg
FN
mg
2.通过力的平衡间接得到
三、弹力
（三）弹力的大小
按下列要求在图中画出物体所受弹力的示意图。
(1)图甲中斜面对物块的支持力；
(2)图乙中半球面对小球的支持力；
课堂练习
(3)图丙中光滑但质量分布不均的小球的球心在O处，重心在P处，静止在竖直墙和桌边之间，试画出小球所受的弹力；
(4)图丁中均匀杆被细绳拉住而静止，画出杆所受的弹力。
课堂练习
解析
应用体验
【例3】 下列对图中弹力的说法正确的是(　　)
A.图甲中,小球随车厢一起向右匀速直线运动,车厢左壁对小球有弹力
B.图乙中,小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,斜面对小球有弹力
C.图丙中,小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止,其中a绳竖直,b绳对小球有弹力
D.图丁中,两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,则两球间有弹力
B
对点演练
3.(多选)(2023湖北襄阳高一期中)如图所示的四种情况中,物体A、B均接触且处于静止状态,D图中细绳沿竖直方向,则物体A、B之间一定有弹力的是
(　　)
BC
应用体验
【例4】 关于下面四幅图中的弹力说法正确的是(　　)
A.甲图中,桌面由于形变,对书产生了向上的支持力F2
B.乙图中,小车向右压缩弹簧时,弹簧对车弹力的方向如图所示
C.丙图中,碗对筷子的弹力沿筷子斜向上,如图中箭头所示
D.丁图中,绳对车的拉力沿着绳而指向绳拉伸的方向
A
对点演练
4.(2023山西阳泉高一期中)图中各物体均处于静止状态,图中画出的小球A所受弹力的情况正确的是(　　)
C
小结
一、弹力产生条件：
① 直接接触
② 发生弹性形变
二、弹力方向
1、三种接触面：方向都垂直于接触面指向受力物体。
2、细绳：绳的拉力沿着绳指向绳 收缩的方向
3、杆：（死杆）用二力平衡；（活杆）一定沿着杆
4、弹簧：指向弹簧恢复原状的方向
四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
1．弹簧弹力的测量：弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹簧弹力的大小与钩码的重力大小相等，即F=mg
实验原理
2．弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码之后弹簧的总长度l可用刻度尺直接测出，弹簧的伸长量x=l-l0
3．图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，根据图像分析弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
钩码数量 L/cm L/cm F/mg
0 37.00 0.00 0.00
1 35.70 1.30 1.00
2 34.38 2.62 2.00
3 32.86 4.14 3.00
4 31.50 5.50 4.00
5 30.14 6.86 5.00
L/cm
F/mg
实验结论
弹簧发生弹性形变时，弹力F 的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x成正比
胡克定律
1、内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比。
2、公式：F ＝ -kx
新知讲解
1. k为弹簧的劲度系数, 单位是N/m. 取决于弹簧的长短、粗细及材料,弹簧越长、越细,劲度系数就越小。
2. x为弹簧伸长（或缩短）的长度。
3. 生活中说有的弹簧 “硬”，有的弹簧 “软”，指的就是它们的劲度系数不同。
1．偶然误差：由于读数和作图不准产生的误差，为了减小偶然误差要尽量多测几组数据。
2．系统误差：弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的误差，为减小系统误差，应使用较轻的弹簧。
七、误差分析
你具体理解系统误差和偶然误差吗？
偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。
偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大偏小的概率相同。因此，可以多进行几次测量，求出几次测得的数值的平均值，这个平均值比一次测得的数值更接近于真实值。
因此，可以用求平均值的方法来减小偶然误差。
八、偶然误差与系统误差
系统误差是由于仪器本身不精确，或实验方法粗略，或实验原理不完善而产生的。
系统误差的特点是在多次重做同一实验时，误差总是同样的偏大或偏小，不会出现这几次偏大另几次偏小的情况。要减小系统误差，必须校准测量仪器，改进实验方法，设计在原理上更为完善的实验。
八、偶然误差与系统误差
应用体验
【例5】 如图所示为某一轻质弹簧的弹力大小F与长度l的关系图像,由图可得该弹簧(　　)
A.原长为5 cm
B.劲度系数为2 N/m
C.伸长量为15 cm时,弹力大小为10 N
D.长度为12 cm时,弹力大小为4 N
D
对点演练
5.(2023江苏南京第十二中学期中)如图所示,重力为10 N的物体挂在弹簧的下端时,弹簧伸长了0.02 m。现换用另一个重力为20 N的物体挂在弹簧的下端(形变仍在弹性限度内),这时弹簧的伸长量、劲度系数分别是(　　)
A.0.02 m、500 N/m
B.0.02 m、1 000 N/m
C.0.04 m、500 N/m
D.0.04 m、1 000 N/m
C
学以致用·随堂检测全达标
1
2
3
4
1.(对重力的理解)(2023江苏淮安高一月考)关于物体的重力,下列说法正确的是(　　)
A.物体在真空中不受重力作用
B.重力的大小与物体是否运动及怎样运动无关
C.重力的方向总是垂直向下
D.物体的重心一定在物体上
B
解析 物体受不受重力跟放不放在真空中无关,A错误;根据重力的公式G=mg可知重力的大小与物体是否运动及怎样运动无关,B正确;重力的方向为竖直向下,并不是一定垂直地面向下,C错误;物体的重心不一定在物体上,不规则形状的物体重心可能在物体以外,D错误。
1
2
3
4
2.(弹力的产生及方向)如图所示,底端置于粗糙水平地面上的杆,其顶端被一根细线用手拉住,杆处于静止状态,细线水平。下列说法正确的是(　　)
A.杆对细线的弹力方向为水平向右
B.细线对杆的弹力方向垂直杆向左
C.杆受到地面的弹力是由杆的形变产生的
D.地面受到杆的弹力沿杆向左下方
A
解析 细线中弹力方向沿细线且指向细线收缩的方向,故细线对杆的弹力方向水平向左,杆对细线的弹力方向水平向右,故A项正确,B项错误;杆受到地面的弹力是由于地面发生形变产生的,C项错误;杆对地面的弹力方向垂直于地面向下,故D项错误。
1
2
3
4
3.(弹力有无的判断)(2023山东淄博高一期中)如图所示,长方体木块放在光滑方形槽中,长方体木块受到弹力的个数是(　　)
A.4
B.3
C.2
D.1
B
解析 长方体木块放在光滑方形槽中,与槽接触的地方有三处,并且都有相互作用,故长方体木块除重力之外还受到3个弹力,故B正确。
1
2
3
4
4.(胡克定律的应用)(2023江苏宿迁高一期中)如图所示,一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面,现将一物块放在弹簧上端,平衡时弹簧的长度为l1,已知弹簧的原长为l0,重力加速度大小为g,则弹簧的劲度系数为(　　)
C
解析 物块受到弹簧的弹力与受到的重力大小相等,有k(l0-l1)=mg,解得
故C正确。

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