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(共31张PPT)
第三章
相互作用——力
3.1 重力与弹力
目录
二、小结
三、练习
一、知识讲解
　　人在空中下落，苹果成熟落地这都离不开力的作用，分析一个力的作用，必然要弄清这几个问题：谁受到的力，谁施加的力？如何度量力的大小？力的方向如何？作用点在哪？
　　围绕这几个问题，分析下图中人和苹果受到的力。
问题引入
二、知识讲解——重力
重力的产生
1．由于地球的吸引而使物体受到的力，叫作重力；
　　注意：不能说地球的吸引力就是重力
2．重力的施力物体是地球；
3．力的单位是牛顿，简称牛，符号N ；
4．物体受到的重力与物体质量的关系是：G＝mg ；
5．重力加速度 g 的单位既可以是 N/kg 也可以是 m/s2；
1 N/kg＝1 m/s2
二、知识讲解——重力
重力的方向
1．重力的方向为竖直向下；
　　注意：重力方向不一定指向地心，在地球除了两极和赤道的位置，其他地方的重力方向都与在该地点指向地心的方向有一定的偏差。
二、知识讲解——重力
重力的作用点
1．重心：一个物体各部分都受到重力的作用，从作用效果上来看，物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点就叫作物体的重心。
2．重心可以看作是重力的作用点。
二、知识讲解——重力
重心的位置
1．重心的位置与物体的形状和质量分布有关；
2．质量分布均匀，形状规则的物体，重心就在它的几何中心；
3．形状不规则的物体，其重心的位置与其质量分布有关。可以利用二力平衡的知识来确定物体的重心；
4．物体的重心可能在物体上也可能在物体外。
图 3.1-1 形状规则的物体的重心
图 3.1-2
图 3.1-3 确定薄板的重心
二、知识讲解——重力
重心的意识
　　图中的叉车为什么会翻车？
二、知识讲解——重力
重心的意识
图中为什么小孩站上去后柜子会倒？
二、知识讲解——重力
重心的意识
生活中要注意重心变化带来的影响。
二、知识讲解——重力
力的图示
1．力可以用有向线段表示。有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点，这种表示力的方法叫作力的图示。
2．在不需要准确标度力的大小时，通常只需画出力的作用点和方向，即只需画出力的示意图。
二、知识讲解——重力
弹力产生的原因
　　利用身边的资源，用手捏一捏，拉一拉，看看会发生什么现象？
二、知识讲解——弹力
弹力产生的原因
　　物体在力的作用下它的形状或体积会发生改变，这种变化叫作形变。
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？
　　物体受到力的作用会发生形变，只是有些形变太过于微小，不易被人眼观察到，我们可以利用一些仪器来观察物体的微小形变。
图 3.1-5 有机玻璃的形变
二、知识讲解——弹力
演示
　　在桌面上放置两个平面镜 M 和 N ，让一束光依次被这两镜面反射，最后射到墙上，形成一个光点。按压两镜之间的桌面，观察光点的位置变化。
思考：还有什么方法可以观察到力的作用下微小的形变呢？
图 3.1-6 观察微小形变示意图
二、知识讲解——弹力
弹力
　　物体在力的作用下发生形变，撤去力后要回复原状，如图 3.1-7 ，弹簧要恢复原状，因此对小车产生了一个作用力F，这就是弹簧的弹力。
　　发生形变的物体，要恢复原状，对接触它的物体会产生力的作用，这种力就叫作弹力。
图 3.1-7 弹簧拉力示意图
　　弹力的产生过程，外界对物体施加力、物体形变、物体恢复形变对接触的物体产生弹力。
二、知识讲解——弹力
弹力
面-面接触
点-面接触
点-面接触
点-点接触
N
N
N1
N2
T
法线
N
N′
切线
N
　　放在地板上的物体，它对地板的压力和地板对它的支持力都是弹力，方向都是与地面垂直的，绳子的拉力也是弹力，其方向是指向绳子收缩方向的。
　　因此，弹力方向就是恢复形变的方向。
二、知识讲解——弹力
例题：
（2020广东深圳外国语学校高一上期中）关于弹力，下列说法中错误的是（ ）
物体受到的弹力是由于施力物体的形变而产生的
弹力产生在直接接触且发生弹性形变的物体之间
相互挤压的物体间弹力的方向总是跟接触面垂直
相互接触的物体间一定存在弹力
D
思考：两物体接触就一定产生弹力吗？
　　弹力的产生是因为物体发生形变，物体恢复原状的过程，对接触的物体产生力的作用，即弹力的产生条件，物体直接接触，且发生形变。
二、知识讲解——弹力
弹性形变
思考：物体受到力的作用产生形变后，都能恢复原状吗？
二、知识讲解——胡克定律
弹性形变
1．物体发生形变后，如果撤去作用力后能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变。
2．如果形变过大，超过一定限度，撤去力的作用不能完全恢复原状，这个限度就是弹性限度。
思考：从前面的学习中可以看出，弹力大小和形变量之间是有关系的，那么弹力大小和形变量有着什么样的关系呢？
二、知识讲解——胡克定律
设计实验
实验探究：在弹性限度内，弹簧弹力和伸长量之间有什么关系呢？
思考：
问题 1：猜想弹簧弹力和伸长量之间有什么关系？
问题 2：需要测量哪些物理量？
问题 3：如何测量弹力的大小？如何测量伸长量？
问题 4：哪些是直接测量量？哪些是间接测量量？
二、知识讲解——胡克定律
实验原理
　　探究弹簧弹力与形变量的关系，需要测多组弹簧弹力和形变量的数据，可以通过在弹簧下面挂不同质量的钩码，当弹簧静止时，弹簧的弹力与钩码的重力大小相等。
　　弹簧的形变量可以通过测量弹簧原长和弹簧伸长后的长度之差得到；
　　最后绘制图像可以直观的看出弹簧弹力和伸长量的关系。
二、知识讲解——胡克定律
实验步骤
　　如图所示，通过悬挂不同质量的钩码，得到不同的伸长量，记录钩码重力，和弹簧的伸长量。
二、知识讲解——胡克定律
数据处理
钩码个数 0 1 2
弹力=n*mg 0 0.49 0.98
弹簧1：指针位置
弹簧1：伸长量
弹簧2：指针位置
弹簧2：伸长量
　　按照如下表格记录数据，然后以弹簧弹力为横坐标，弹簧的伸长量为纵坐标作出 F-x 图像。
二、知识讲解——胡克定律
胡克定律
　　作出 F-x 图像后，我们可以看到 F-x 图像是一条过原点的直线，因此，在弹性限度内，发生弹性形变时，弹簧的弹力 F 和弹簧的伸长（或缩短）的长度成正比，即：F＝kx
　　这个规律叫作胡克定律。式中 k 为弹簧的劲度系数 ，单位为牛顿每米，符号 N/m 。
二、知识讲解——胡克定律
1．重力
（1）重力的产生原因
（2）重力的方向
（3）重力的作用点
2．弹力
（1）弹力的产生原因
（2）弹力的方向
（3）弹力的作用点
3．胡克定律
三、小结
四、练习
答：（1）杯子从桌子上掉落，在重力的作用下运动得越来越快；蹦床在人的压力作用下，向下凹；像皮筋在力的作用下伸长；
（2）人坐在凳子上，人对凳子有压力，这个力人是施力物体，凳子是受力物体；
1．举出实例来说明：
（1）力能够改变物体的运动状态或使物体发生形变。
（2）每一个力都有一个施力物体和一个受力物体。
答：钢管受到三个力的作用：重力 G，支持力 N，拉力F ；重力 G 的施力物体是地球，支持力 N 的施力物体是地面，拉力 F 的施力物体是细绳。受力示意图如图所示。
2．质量均匀的钢管，一端支在光滑水平地面上，另一端被竖直悬挂着如下图，钢管受到几个力的作用？各个力的施力物体是什么？画出钢管受力示意图。
N
F
G
四、练习
AD
3．（2020 天津一中高一上期末）（多选）在“探究弹簧弹力与伸长量的关系”的实验中，下列说法中错误的是 （ ）
测量弹簧原长时应将弹簧平放于水平桌面
弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上，刻度尺应竖直固定在弹簧附近
在弹簧下端挂钩码时，不能挂太多钩码，以保证弹簧处于弹性限度内
若误将弹簧总长作为横坐标，弹力作为纵坐标，得到 F-l 图像，则无法根据该图像得出弹簧的劲度系数
四、练习
B
4．（2021北京海淀高三上模拟）一个实验小组在“探究弹簧弹力与伸长量的关系”的实验中，使用了两根不同的轻质弹簧 M 和 N，他们得到弹力与弹簧长度的关系图像如图所示，则由图可知 （ ）
M 的原长比 N 长
M 的劲度系数比 N 的大
实验过程中两弹簧都已超过了弹性限度
弹力与弹簧长度成正比
F
l
O
M
N
l1
l2
四、练习
D
5．（2021广东珠海二中高一上期中）如图所示，木块 A、B 的质量分别为3m、m，一个劲度系数为 k 的轻质弹簧的两端分别与 A、B 相拴接，最初系统静止，现在用力缓慢拉 A 直到 B 刚好离开地面，则这一过程 A 上升的高度为（重力加速度为g） （ ）
A． B． C． D．
A
B
四、练习
谢谢

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