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第三章第1节【重力与弹力】（原卷版）
学习目标
1．了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向，理解重心的概念及影响因素，会用二力平衡知识确定重心。
2.会作力的图示和力的示意图。
3.知道形变、弹力的定义及弹力产生的条件，会判断弹力的有无及方向。
4.认识弹性形变和弹性限度，掌握胡克定律，并能解决有关问题。
洞悉◆教材知识
知识点1 重力
1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。重力的施力物体为地球。
2．大小：物体受到的重力G与物体质量m的关系是G＝mg，其中g是自由落体加速度。重力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。
3．方向：竖直向下。
4．作用点——重心
(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)重心的位置
质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。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。
知识点2力的表示方法
力的两种表示方法
(1)力的图示：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)力的示意图：表示力时，不需要准确标度力的大小，只需画出力的作用点和方向，这种表示力的方法，叫作力的示意图。
知识点3 弹力
1．接触力：物体与物体接触时发生的相互作用。我们通常所说的拉力、压力、支持力等都是接触力。接触力按其性质可以分为弹力和摩擦力。
2．形变：物体在力的作用下形状或体积发生的改变。
【学霸思维】：任何物体受力时都会发生形变，只是有的情形下物体的形变比较明显，可以直接观察到；有的情形下物体的形变很小，不易被觉察。
3．弹力
(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。
(2)方向
①压力和支持力的方向跟接触面垂直。
(
洞悉
教材
)②绳子的拉力沿着绳子而指向绳子收缩的方向。
(
1
．
弹力的产生条件
(1)物体间相互接触；
(2)接触面相互作用发生形变
，
且要恢复原状。
2
．
弹力的方向
弹力的方向由施力物体形变的方向决定
，
弹力的方向总与施力物体形变的方向相反。
例如物体间的压力、支持力与接触面垂直而指向被压物或被支持物
，
绳子的拉力沿着绳子而指向绳子收缩的方向。
)
知识点4 胡克定律
1．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。
2．弹性限度：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，这个限度叫作弹性限度。
3．胡克定律
(1)内容：在弹性限度内，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。
(2)公式：F＝kx，其中k叫作弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m。
教材◆易错点知识
1．胡克定律的了解
(1)成立条件：在弹性限度内。
(2)对F＝kx的理解
①x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度。
②k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧的原长、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和形变量x无关。
③F x图像是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k。
④弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx。
教材◆课后习题
1.举出具体的实例来说明：
（1）力能够改变物体的运动状态或使物体产生形变。
（2）每一个力，都有一个施力物体和一个受力物体。
2.画出下面几个力的图示，并指出受力物体和施力物体。
（1）竖直向上飞行的火箭受到的重力，火箭质量为。g取10 N/kg。
（2）人对车施加的水平向右250 N的推力。
（3）用一根细绳竖直悬挂一件工艺品，工艺品对细绳的拉力为0.5 N。
3.几何学中把三角形三条中线的交点叫作重心。物理学中也有重心的概念。均匀的三角形薄板的重心是不是与几何学上的重心位于同一点上？请你通过以下实验作出判断。
4.质量均匀的钢管，一端支在光滑的水平地面上，另一端被竖直绳悬挂着，钢管受到几个力的作用？各力的施力物体是什么？画出钢管受力的示意图。
5.物体在力的作用下产生的形变有时不容易被觉察，教科书列举了两个观察微小形变的实例，你还能想到用什么方法来观察力作用下的微小形变？请画示意图说明你的方法。
6.某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。他将实验数据记录在表格中。实验时弹力始终未超过弹性限度，g取10 N/kg。
砝码质量 0 30 60 90 120 150
弹簧总长度 6.0 7.2 8.3 9.5 10.6 11.8
（1）根据实验数据在坐标纸上作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像。
（2）根据图像计算弹簧的劲度系数。
7.小发明一设计一个自动冲水装置。
有一个排污沟，需要每隔十多分钟用水冲洗一次。为此，请你应用重心的知识设计一个自动冲水装置。设计的思路是：用一个可以转动的容器接住从水龙头细细流出的水，容器中的水装到一定体积时，由于重心位置的变化，容器失去平衡而翻倒，容器中的水被全部倒出冲洗排污沟，倒完水的容器又能自动恢复到原来的位置重新接水，如此往复。调节水龙头的流量，还可以控制两次冲水的时间间隔。请你在图的圆圈中画出你构思的这个装置的图示。
核心题型◆归纳
题型1.重力、重心的理解 题型2. 力的图示
题型3.弹力的理解及分析 题型4.胡克定律
实战演练
题型解析◆精准备考
题型1；重力、重心的理解
1．歼战机是中国的第五代隐身重型歼击机，如图所示，它以高隐身性、高机动性以及先进的航电系统震惊世界。关于歼战机受到的重力，下列说法正确的是（　　）
A．战机受到的重力一定指向地心 B．战机受到的重力只作用在战机的重心
C．战机受到的重力的施力物体是地球 D．战机匀速飞行时，它将不受重力作用
2．下列关于重力的说法正确的是（　　）
A．重力就是地球对物体的吸引力 B．运动的物体不受重力作用
C．同一物体在地球上不同位置受到的重力可能不同 D．重力方向垂直向下
题型2； 力的图示
3．（多选）一个重20N的物体沿着斜面下滑，如下图所示，关于物体所受重力的图示正确的是（　　）
A． B．
4．如图所示，重为40N的匀质正方体木块A静止于斜面B上，请在图上用直尺按规范画出A所受重力的图示 。
题型3；弹力的理解及分析
5．某跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是（　　）
A．运动员在整个过程中受到踏板的支持力方向总是竖直向上。
B．运动员和踏板由A向C运动过程中，踏板对运动员的弹力越来越大
C．运动员受到的支持力，是运动员的脚发生形变而产生的
D．踏板发生形变，运动员的脚没有发生形变
6．下列甲、乙、丙、丁所示各图中，所有接触面都是光滑的，且物体均保持静止。则Q球受两个弹力的有（　　）
A．一个 B．两个 C．三个 D．四个
题型4； 胡克定律
7．如图，弹簧和刻度尺都悬挂在水平支架上，弹簧下端挂上一个重物，稳定时，弹簧上的水平指针指在刻度尺的58.00cm处，在重物下再挂500克的重物，稳定时，指针指在刻度尺的33.00cm处，重力加速度大小g取10m/s2，则该弹簧的劲度系数为（　　）
A．20N/m B．200N/m C．86.2N/m D．15.15N/m
8．如图所示，A、B两弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦力不计，物重G=1N，A、B劲度系数均为100N/m，则A和B的弹簧伸长量分别为（　　）
A．1cm，0 B．0，1cm C．1cm，2cm D．1cm，1cm
实战演练
1.餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘.托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平.已知单个盘子的质量为300 g，相邻两盘间距1.0 cm，重力加速度大小取.弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为( )
A.10 N/m B.100 N/m C.200 N/m D.300 N/m
2.拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，某同学拉开拉力器使弹性绳比原长伸长了40cm，此时该同学对拉力器的拉力大小为120N。可认为弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。下列说法正确的是( )
A.在弹性限度内，弹性绳的伸长量与受到的拉力成反比
B.对拉力器的拉力增大，弹性绳的劲度系数也随之增大
C.若对拉力器的拉力变为60N，则弹性绳长度变为20cm
D.每根弹性绳的劲度系数为150N/m
3.足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一，深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情境，下列说法中正确的是( )
A.图甲中，静止在水平地面上的足球对地面的压力就是它的重力
B.图乙中，静止在水平地面上的两个足球由于接触两球之间一定存在弹力
C.图丙中，足球被踢起过程中，足球受到的弹力是由于鞋发生形变而产生的
D.图丁中，被踢出在空中运动的足球受到重力、空气阻力和鞋对球的弹力
4.下列关于重力的说法，正确的是( )
A.在地面附近，重力的方向总是竖直向下，物体静止时与运动时，其重力大小是不变的
B.物体的重力跟质量成正比，重力的方向总是垂直地面向下
C.重力的方向总是和支持物体的支持面垂直
D.由于地球是一个大球体，所以重力的方向是无法确定的
5.关于弹力的产生，下列说法正确的是( )
A.只要两物体相互接触就一定产生弹力
B.两个不接触的物体也能产生弹力
C.物体有弹力说明物体一定发生了弹性形变
D.物体形变的方向与产生弹力的方向一致
6.如图甲所示，将劲度系数为的轻弹簧上端固定，将小球固定在弹簧下端，平衡时轻弹簧的长度为；如图乙所示，将此轻弹簧下端固定在水平地面上，将小球置于轻弹簧上端，平衡时弹簧竖直且长度为。重力加速度g取，则该小球的质量为( )
A.1kg B.1.5kg C.2kg D.2.5kg
7.2024年巴黎奥运会跳水女子双人十米跳台决赛中，中国选手全红婵、陈宇汐夺得冠军，比赛场景如图所示，则( )
A.全红婵受到的重力就是她对跳台的压力
B.跳台对陈宇汐的支持力方向始终竖直向上
C.全红婵对跳台的压力是由跳台的形变产生的
D.离开跳台后，陈宇汐上升到最高点时不受重力
8.利用弹簧可以测量物体的重力。将劲度系数为k的弹簧上端固定在铁架台的横梁上。弹簧下端不挂物体时，测得弹簧的长度为。将待测物体挂在弹簧下端，如图所示。待物体静止时测得弹簧的长度为，测量中弹簧始终在弹性限度内，则待测物体的重力大小为( )
A. B. C. D.
9.水平桌面上放有一手机，手机可视为质量均匀分布的长方形薄板，长为a，宽为b。现保持手机的一个角与桌面接触，将手机其他部分抬离桌面，在所有可能的位置中，手机重心离桌面的最大高度为( )
A.a B.b C. D.
10.关于重力和重心，下列说法正确的是( )
A.重力就是地球对物体的吸引力
B.同一物体在赤道和北极受到的重力大小相等
C.重力方向竖直向下，所以地球上一切物体所受的重力方向都一样
D.根据可知，两个物体相比较，质量较大的物体重力不一定较大
11.一根质量分布均匀、长为L的圆柱形钢管平放在水平地面上，工人将其竖直立起，则( )
A.钢管重心上升的高度为L
B.钢管重心上升的高度为
C.地面对钢管的弹力方向始终沿钢管向上
D.地面对钢管的弹力方向始终垂直钢管向上
12.在杭州亚运会男足小组赛首轮比赛中，中国队以5:1战胜印度队，此役是中国队时隔20年再度在亚运会男足赛场与印度队交锋。下列说法正确的是( )
A.足球的重心在球壳上
B.撞到球网上的足球受到弹力是由于球网发生了弹性形变
C.足球受到的重力是运动员脚部施加的
D.运动员踢足球时，足球对脚部没有力的作用
13.如图所示，光滑水平面上放置一轻质弹簧。当在弹簧两端施加大小均为20N的拉力时，弹簧的长度为30cm；当在弹簧两端施加大小均为10N的压力时，弹簧的长度为15cm。弹簧均处于弹性限度内，则该弹簧的劲度系数为( )
A.66.7N/m B.200N/m C.300N/m D.400N/m
14.如图甲所示，佩戴口罩能有效地阻隔空气中病毒的传播。若将口罩带套在耳朵上的情景简化为如图乙所示，AB、CD分别为口罩带的一部分，其中AB段水平，CD段与水平方向夹角为60°，且AB、CD在同一竖直平面内。若弹性口罩带的弹力大小遵循胡克定律，且劲度系数为，已知佩戴在单侧耳朵上的口罩带的伸长量为，不计口罩带的重力及与皮肤间的摩擦。则口罩带对单侧耳朵的作用力大小为( )
A.10N B. C.20N D.
15.如图所示，重为6N的物体挂在轻质弹簧的下端时，弹簧伸长了0.02m。现换用另一个重为9N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.0.02m、200N/m B.0.03m、450N/m C.0.03m、300N/m D.0.05m、900N/m

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