資源簡介

(共31張PPT)
第三章
相互作用——力
3.1 重力與彈力
目錄
二、小結
三、練習
一、知識講解
　　人在空中下落，蘋果成熟落地這都離不開力的作用，分析一個力的作用，必然要弄清這幾個問題：誰受到的力，誰施加的力？如何度量力的大小？力的方向如何？作用點在哪？
　　圍繞這幾個問題，分析下圖中人和蘋果受到的力。
問題引入
二、知識講解——重力
重力的產生
1．由于地球的吸引而使物體受到的力，叫作重力；
　　注意：不能說地球的吸引力就是重力
2．重力的施力物體是地球；
3．力的單位是牛頓，簡稱牛，符號N ；
4．物體受到的重力與物體質量的關系是：G＝mg ；
5．重力加速度 g 的單位既可以是 N/kg 也可以是 m/s2；
1 N/kg＝1 m/s2
二、知識講解——重力
重力的方向
1．重力的方向為豎直向下；
　　注意：重力方向不一定指向地心，在地球除了兩極和赤道的位置，其他地方的重力方向都與在該地點指向地心的方向有一定的偏差。
二、知識講解——重力
重力的作用點
1．重心：一個物體各部分都受到重力的作用，從作用效果上來看，物體各部分受到的重力作用集中于一點，這一點就叫作物體的重心。
2．重心可以看作是重力的作用點。
二、知識講解——重力
重心的位置
1．重心的位置與物體的形狀和質量分布有關；
2．質量分布均勻，形狀規則的物體，重心就在它的幾何中心；
3．形狀不規則的物體，其重心的位置與其質量分布有關。可以利用二力平衡的知識來確定物體的重心；
4．物體的重心可能在物體上也可能在物體外。
圖 3.1-1 形狀規則的物體的重心
圖 3.1-2
圖 3.1-3 確定薄板的重心
二、知識講解——重力
重心的意識
　　圖中的叉車為什么會翻車？
二、知識講解——重力
重心的意識
圖中為什么小孩站上去后柜子會倒？
二、知識講解——重力
重心的意識
生活中要注意重心變化帶來的影響。
二、知識講解——重力
力的圖示
1．力可以用有向線段表示。有向線段的長短表示力的大小，箭頭表示力的方向，箭尾（或箭頭）表示力的作用點，這種表示力的方法叫作力的圖示。
2．在不需要準確標度力的大小時，通常只需畫出力的作用點和方向，即只需畫出力的示意圖。
二、知識講解——重力
彈力產生的原因
　　利用身邊的資源，用手捏一捏，拉一拉，看看會發生什么現象？
二、知識講解——彈力
彈力產生的原因
　　物體在力的作用下它的形狀或體積會發生改變，這種變化叫作形變。
思考：物體受到力的作用一定會發生形變嗎？例如：你用手指按壓桌面，桌面發生形變了嗎？
　　物體受到力的作用會發生形變，只是有些形變太過于微小，不易被人眼觀察到，我們可以利用一些儀器來觀察物體的微小形變。
圖 3.1-5 有機玻璃的形變
二、知識講解——彈力
演示
　　在桌面上放置兩個平面鏡 M 和 N ，讓一束光依次被這兩鏡面反射，最后射到墻上，形成一個光點。按壓兩鏡之間的桌面，觀察光點的位置變化。
思考：還有什么方法可以觀察到力的作用下微小的形變呢？
圖 3.1-6 觀察微小形變示意圖
二、知識講解——彈力
彈力
　　物體在力的作用下發生形變，撤去力后要回復原狀，如圖 3.1-7 ，彈簧要恢復原狀，因此對小車產生了一個作用力F，這就是彈簧的彈力。
　　發生形變的物體，要恢復原狀，對接觸它的物體會產生力的作用，這種力就叫作彈力。
圖 3.1-7 彈簧拉力示意圖
　　彈力的產生過程，外界對物體施加力、物體形變、物體恢復形變對接觸的物體產生彈力。
二、知識講解——彈力
彈力
面-面接觸
點-面接觸
點-面接觸
點-點接觸
N
N
N1
N2
T
法線
N
N′
切線
N
　　放在地板上的物體，它對地板的壓力和地板對它的支持力都是彈力，方向都是與地面垂直的，繩子的拉力也是彈力，其方向是指向繩子收縮方向的。
　　因此，彈力方向就是恢復形變的方向。
二、知識講解——彈力
例題：
（2020廣東深圳外國語學校高一上期中）關于彈力，下列說法中錯誤的是（ ）
物體受到的彈力是由于施力物體的形變而產生的
彈力產生在直接接觸且發生彈性形變的物體之間
相互擠壓的物體間彈力的方向總是跟接觸面垂直
相互接觸的物體間一定存在彈力
D
思考：兩物體接觸就一定產生彈力嗎？
　　彈力的產生是因為物體發生形變，物體恢復原狀的過程，對接觸的物體產生力的作用，即彈力的產生條件，物體直接接觸，且發生形變。
二、知識講解——彈力
彈性形變
思考：物體受到力的作用產生形變后，都能恢復原狀嗎？
二、知識講解——胡克定律
彈性形變
1．物體發生形變后，如果撤去作用力后能夠恢復原狀，這種形變叫作彈性形變。
2．如果形變過大，超過一定限度，撤去力的作用不能完全恢復原狀，這個限度就是彈性限度。
思考：從前面的學習中可以看出，彈力大小和形變量之間是有關系的，那么彈力大小和形變量有著什么樣的關系呢？
二、知識講解——胡克定律
設計實驗
實驗探究：在彈性限度內，彈簧彈力和伸長量之間有什么關系呢？
思考：
問題 1：猜想彈簧彈力和伸長量之間有什么關系？
問題 2：需要測量哪些物理量？
問題 3：如何測量彈力的大小？如何測量伸長量？
問題 4：哪些是直接測量量？哪些是間接測量量？
二、知識講解——胡克定律
實驗原理
　　探究彈簧彈力與形變量的關系，需要測多組彈簧彈力和形變量的數據，可以通過在彈簧下面掛不同質量的鉤碼，當彈簧靜止時，彈簧的彈力與鉤碼的重力大小相等。
　　彈簧的形變量可以通過測量彈簧原長和彈簧伸長后的長度之差得到；
　　最后繪制圖像可以直觀的看出彈簧彈力和伸長量的關系。
二、知識講解——胡克定律
實驗步驟
　　如圖所示，通過懸掛不同質量的鉤碼，得到不同的伸長量，記錄鉤碼重力，和彈簧的伸長量。
二、知識講解——胡克定律
數據處理
鉤碼個數 0 1 2
彈力=n*mg 0 0.49 0.98
彈簧1：指針位置
彈簧1：伸長量
彈簧2：指針位置
彈簧2：伸長量
　　按照如下表格記錄數據，然后以彈簧彈力為橫坐標，彈簧的伸長量為縱坐標作出 F-x 圖像。
二、知識講解——胡克定律
胡克定律
　　作出 F-x 圖像后，我們可以看到 F-x 圖像是一條過原點的直線，因此，在彈性限度內，發生彈性形變時，彈簧的彈力 F 和彈簧的伸長（或縮短）的長度成正比，即：F＝kx
　　這個規律叫作胡克定律。式中 k 為彈簧的勁度系數 ，單位為牛頓每米，符號 N/m 。
二、知識講解——胡克定律
1．重力
（1）重力的產生原因
（2）重力的方向
（3）重力的作用點
2．彈力
（1）彈力的產生原因
（2）彈力的方向
（3）彈力的作用點
3．胡克定律
三、小結
四、練習
答：（1）杯子從桌子上掉落，在重力的作用下運動得越來越快；蹦床在人的壓力作用下，向下凹；像皮筋在力的作用下伸長；
（2）人坐在凳子上，人對凳子有壓力，這個力人是施力物體，凳子是受力物體；
1．舉出實例來說明：
（1）力能夠改變物體的運動狀態或使物體發生形變。
（2）每一個力都有一個施力物體和一個受力物體。
答：鋼管受到三個力的作用：重力 G，支持力 N，拉力F ；重力 G 的施力物體是地球，支持力 N 的施力物體是地面，拉力 F 的施力物體是細繩。受力示意圖如圖所示。
2．質量均勻的鋼管，一端支在光滑水平地面上，另一端被豎直懸掛著如下圖，鋼管受到幾個力的作用？各個力的施力物體是什么？畫出鋼管受力示意圖。
N
F
G
四、練習
AD
3．（2020 天津一中高一上期末）（多選）在“探究彈簧彈力與伸長量的關系”的實驗中，下列說法中錯誤的是 （ ）
測量彈簧原長時應將彈簧平放于水平桌面
彈簧豎直懸掛于鐵架臺的橫梁上，刻度尺應豎直固定在彈簧附近
在彈簧下端掛鉤碼時，不能掛太多鉤碼，以保證彈簧處于彈性限度內
若誤將彈簧總長作為橫坐標，彈力作為縱坐標，得到 F-l 圖像，則無法根據該圖像得出彈簧的勁度系數
四、練習
B
4．（2021北京海淀高三上模擬）一個實驗小組在“探究彈簧彈力與伸長量的關系”的實驗中，使用了兩根不同的輕質彈簧 M 和 N，他們得到彈力與彈簧長度的關系圖像如圖所示，則由圖可知 （ ）
M 的原長比 N 長
M 的勁度系數比 N 的大
實驗過程中兩彈簧都已超過了彈性限度
彈力與彈簧長度成正比
F
l
O
M
N
l1
l2
四、練習
D
5．（2021廣東珠海二中高一上期中）如圖所示，木塊 A、B 的質量分別為3m、m，一個勁度系數為 k 的輕質彈簧的兩端分別與 A、B 相拴接，最初系統靜止，現在用力緩慢拉 A 直到 B 剛好離開地面，則這一過程 A 上升的高度為（重力加速度為g） （ ）
A． B． C． D．
A
B
四、練習
謝謝

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