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3.1 重力与弹力
1、知道力的三要素，会用力的图示和力的示意图表示力。
2、知道重力产生的原因，理解重力的大小和方向，知道重心的概念。
3、知道形变和弹力产生的原因。
4、知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。
5、通过实验探究弹簧弹力和形变量的关系，理解胡克定律，了解科学研究方法。
6、了解弹力在生产和生活中的应用，体会物理与生产和生活息息相关。
1、理解重力的大小和方向，知道重心的概念程。（重点）
2、弹力的产生条件，弹力方向的判断。（重点）
3、知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向。（难点）
4、通过实验探究弹簧弹力和形变量的关系，理解胡克定律。（难点）
重力
1、产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。
2、大小
(1)在实验室中可以用弹簧测力计测量重力的大小。
(2)重力的计算公式是G＝mg，公式中G是物体的重力，m是物体的质量，g是自由落体加速度。
3、方向：总是竖直向下。
4、重心
(1)定义：重力的等效作用点。
(2)重心位置决定因素：物体的形状和质量分布。
弹力
1、定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。
2、方向
（1）压力和支持力的方向垂直于物体的接触面。
（2）绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向 。
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，其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度。
3、适用条件：在弹簧的弹性限度内。
重力及重心的理解
1、对重力的理解
（1）产生：重力是由于地球的吸引而产生的，但由于地球自转的影响，重力一般不等于地球对物体的引力．与引力相比，重力大小稍微小一些(两极除外)，方向稍微偏一些(两极和赤道除外)。
（2）大小：G＝mg，同一物体的重力随所处纬度的升高而增大，随海拔高度的增大而减小。
（3）方向：竖直向下，除了赤道和两极，竖直向下并不是指向地球的球心。
2、重心的性质及确定方法
（1）重心的特点：重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部分不受重力作用。
（2）重心的位置及决定因素
①位置：重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。
②决定因素
a．物体质量分布情况。
b．物体的形状。
（3）重心位置的确定方法
①质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上。
②形状不规则的薄形物体，可用支撑法或悬挂法来确定重心。
【典例一】1、把一个薄板状物体悬挂起来，静止时如图所示，则对于此薄板状物体所受重力的理解，下列说法正确的是(　　)
A．重力就是地球对物体的引力
B．重力大小和物体运动状态有关
C．重力的方向总是指向地心的
D．薄板的重心一定在直线AB上
解题思路：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，不是地球对物体的引力，选项A错误；重力的大小与物体的运动状态无关，选项B错误；重力的方向竖直向下，选项C错误；因为绳对板的拉力与板受的重力为一对平衡力，必在一条直线上，所以薄板的重心一定在直线AB上，选项D正确
答案：D
弹力的有无及方向判断
1、产生弹力必备的两个条件
(1)两物体间相互接触。
(2)发生弹性形变。
2、判断弹力有无的三种常见方法
(1)直接判断：对于形变较明显的情况，可根据弹力产生条件直接判断。
(2)间接判断
①分析物体所受其他力的情况。
②根据物体的运动状态分析物体应具有的受力特点。
③结合前两点推断物体是否还需受弹力作用。
(3)“假设法”判断：常见以下三种情形。
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。
【典例二】2、静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触．关于小球的受力，下列说法正确的是(　　)
A．细线对它一定有拉力作用
B．细线可能对它没有拉力作用
C．斜面对它可能有支持力作用
D．斜面对它一定有支持力作用
解题思路：小球必定受到重力和细线的拉力．小球和光滑斜面接触，斜面对小球没有弹力(假设有弹力，小球将受到三个力作用，重力和细线的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，小球将向右上方运动，与题设条件矛盾，故斜面对小球没有弹力)．故小球只受到重力和细线对它的拉力两个力，故选项A正确，选项B、C、D错误。
答案：A
实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
1、实验步骤
（1）按如图所示安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度l0。
（2）在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度，并记下钩码的重力。
（3）增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格．以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，x＝l－l0表示弹簧的伸长量。
1 2 3 4 5 6 7
F/N






l/cm






x/cm






2、数据处理
（1）以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图。
（2）以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可据F-x图线的斜率求解，k＝。
（3）得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。
3、误差分析
（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。
【典例三】3、某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态。
(2)他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小与弹簧长度l的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长______，劲度系数________.
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图（c）所示时，该弹簧的长度________.
解题思路：(1)悬挂重物后,弹簧沿竖直方向伸长,要测量弹簧沿竖直方向上的伸长量,刻度尺要保持竖直状态。
(2)如果以弹簧长度x为横坐标,弹力大小F为纵坐标,作出图像,那么图像与横轴的截距表示弹簧的原长,图像的斜率表示弹簧的劲度系数,所以根据图像可知,该弹簧的原长,劲度系数。
(3)弹簧测力计的示数表示弹力的大小,即,所以该弹簧的长度为。
答案：(1)竖直(2)4;50(3)10
1、如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速直线运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是（ ）
A.物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B.重力的方向总是垂直向下的
C.物体重心的位置与物体形状或质量分布无关
D.力是使物体运动的原因
答案：A
2、关于弹力和形变的理解，下列说法正确的是（ ）
A.轻杆对物体的弹力总是沿着轻杆的方向
B.木块放在桌面上受到向上的支持力，这是木块发生微小形变而产生的
C.用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竿的推力是由于木头发生形变而产生的
D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是由于电线发生微小形变而产生的
答案：D
3、玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变
B.汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C.汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变
D.汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
答案：AC
4、在半球形光滑容器内，放置一细杆，如图所示，细杆与容器的接触点分别为两点，则容器上两点对细杆的作用力的方向分别为（ ）
A.均竖直向上 B.均指向球心
C.B点处的弹力垂直于细杆向上 D.A点处的弹力指向球心O
答案：CD
5、如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)为完成实验，还需要的实验器材有：______。
(2)实验中需要测量的物理量有：______。
(3)图乙是弹簧弹力与弹簧伸长量x的图线，由此可求出弹簧的劲度系数为______。
(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：
A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组对应的点，并用平滑的曲线连接起来；
B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度；
C.将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；
E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；
F.解释函数表达式中常数的物理意义；
G.整理仪器。
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：______。
答案：(1)毫米刻度尺
(2)弹簧原长、伸长后总长度
(3)200
(4)C、B、D、A、E、F、G

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