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人教2019版 必修第一冊
3.1 重力與彈力
第三章 相互作用——力
【新課導(dǎo)入】
力是一個物體對另一個物體的作用。認(rèn)識一個力，需要弄清以下幾個問題：
誰受到的力，誰施加的力？
怎樣量度它的大??？
它的方向如何？作用點在哪里？
分析空中人所受的重力。關(guān)于上述問題，你知道哪些？
一、力的概念
力是改變物體___________、產(chǎn)生_______的原因。
運動狀態(tài)
形變
力是_____________之間的相互作用。力的作用是_______。
相互的
物體與物體
力是矢量，有大小也有方向。其大小用___________測量力的大小，力的單位是______，簡稱____，用字母____表示。
測力計
牛頓
牛
N
對力的概念的理解:
力是物體間的相互作用
1.力的物質(zhì)性—
2.力的相互性—
3.力的矢量性—
力不能離開施力物體和 受 力物體而獨立存在
一個力總是聯(lián)系著兩個物體: 施力物體同時也是受力物體;施力物和受力物同時存在、同時作用
有大小又有方向
4.力的作用效果
力的三要素
改變物體的運動狀態(tài) 使物體發(fā)生形變
力的圖示與力的示意圖
如圖，繩對物體豎直向上的拉力大小為100N，用力的圖示法表示拉力。
50N
F
.
F
2、 力的圖示法作圖步驟
.
作力的圖示步驟：
① 選取合適的標(biāo)度；
② 從力的作用點沿力的方向畫一條線段，線段的長短按選定的標(biāo)度和力的大小畫出，線段上標(biāo)出刻度；
③ 在線段的末端加箭頭表示力的方向。
注意：畫同一物體受多個力的圖示時，表示各力的標(biāo)度應(yīng)統(tǒng)一。
一物體靜止在斜面上，受到的支持力為 20N，用力的示意圖表示這個力。
F
線段的長度和力的大小不要求嚴(yán)格對應(yīng)
.
力的圖示法
力的示意圖：
用一根帶有箭頭的線段表示力的三要素
力的圖示：
力的示意圖：
只正確畫出力的作用點和方向，不嚴(yán)格畫出力的大小
線段的長度表示力的大小
線段上的箭頭的指向表示方向
箭尾表示力的作用點
線段所在的直線叫做力的作用線
大小
方向
作用點
→長度
→箭頭
→起點
F
5N
15N
定義：物體與物體之間的相互作用
大?。河脺y力計（彈簧秤）測量
方向：力有方向，是矢量
表示：
力
單位：牛頓，符號N
效果：
改變物體的運動狀態(tài)
使物體產(chǎn)生形變
力的圖示
力的示意圖
分類：
從力的性質(zhì)來分
從力的效果來分
二、重力
1、產(chǎn)生的原因：_____________________________
由于地球的吸引而使物體受到的力
2、大?。河脧椈沙訙y量(測量時物體必須保持靜止)
用公式 G = mg 計算，g = 9.8 N/kg = 9.8 m/s2 ,
3、方向 —— 豎直向下（垂直水平面向下）
思考： G = mg ， 同一物體在赤道上重力最____；在兩極最______;同一緯度時，高山比海面g值小。
小
大
注意：重力不等于地球的吸引力，它只是地球吸引力的一部分。
注意：不能說垂直地面向下，也不能說指向地心
3、方向 : 豎直向下(垂直于水平面向下)
放在斜面上的重物所受重力的方向
地球上不同地方重力方向不同
4、重心:重力的作用點稱為重心
各部分都要受
到重力作用
等效
各部分受
到的重力
作用集中
于一點
質(zhì)量分布均勻，形狀規(guī)則的物體的重心在幾何中心
質(zhì)量均勻分布的物體，重心的位置只跟物體的形狀有關(guān)。形狀規(guī)則的均勻物體，它的重心比較容易確定。例如，均勻細(xì)直棒的重心在棒的中點，均勻球體的重心在球心，均勻圓柱體的重心在軸線的中點
質(zhì)量分布不均勻，形狀不規(guī)則的物體的重心
質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置除了跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān)。載重汽車的重心隨著裝貨多少和裝載位置而變化
有的物體重心不在物體上
懸掛法確定重心
可以應(yīng)用二力平衡的知識通過實驗來確定形狀不規(guī)則物體的重心位置。例如，要確定圖中薄板的重心位置，可以先在 A 點把物體懸掛起來，通過 A 點畫一條豎直線 AB，由于 A點懸線的拉力跟薄板的重力平衡，薄板的重心必定在 AB 連線上；然后，再選另一處 D 點把物體懸掛起來，過 D點畫一條豎直線 DE，薄板的重心必定在 DE 連線上。因此，AB和 DE的交點 C，就是薄板的重心。
懸掛法確定重心的原理是什么？
二力平衡時，繩子拉力與重力處在同一直線上，重心必然在這條直線上。
產(chǎn)生原因：由于地球的吸引
大小：
G=mg (影響g的因素:緯度與高度)
方向：豎直向下（即垂直于水平面向下）
作用點(重心)
重心：重力的等效作用點 （1）影響重心位置的因素：
質(zhì)量分布、形狀；
（2）重心位置的確定：
形狀規(guī)則的均勻物體：幾何中心
薄板型物體： 懸掛法
重力
三、彈力
物體的形變一般可以分為：
彈性形變和彈力
拉伸形變
壓縮形變
彎曲形變
扭曲形變
生活中的現(xiàn)象
發(fā)表自己的見解
觀察各種現(xiàn)象的共性與區(qū)別？
：物體在力的作用下發(fā)生的形狀或體積改變叫形變.
（1）彈性形變:在形變后,撤去外力能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫彈性形變.
（2）彈性限度:如果形變過大，超過一定的限度,撤去外力后,物體就不能完全恢復(fù)原來的形狀,這個限度叫做彈性限度.
形變
特點：
任何物體都能發(fā)生形變
（3）非彈性形變:在形變后,撤去外力不能恢復(fù)原狀,這種形變叫非彈性形變.
[注意]：彈性是有一定限度的，以后重點研究彈性形變，不加說明形變就是指彈性限度內(nèi)的彈性形變。
（1）定義:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原來的形狀，對與它接觸的物體發(fā)生力的作用，這種力叫做彈力
（2）產(chǎn)生條件：
① 直接接觸
② 發(fā)生彈性形變
施力物體：
發(fā)生形變的物體
受力物體：
與施力物體接觸,使它發(fā)生形變,并阻礙其恢復(fù)原狀的物體
有一些物體眼睛根本觀察不到它的形變，比如一些比較堅硬的物體，但是這些物體都有形變，只不過形變很微小。
一切物體受到外力作用都要發(fā)生形變
顯示微小形變的觀察
通過平面鏡觀察桌面的微小形變
如圖3.1-6，在一張大桌子上放兩個平面鏡M和N，讓一束光依次被這兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個光點。按壓兩鏡之間的桌面，觀察墻上光點位置的變化。
這個現(xiàn)象說明了什么？
壓力和支持力產(chǎn)生的原因：
桌面形變
物體受到支持力
FN
物體形變
FN
物體受到支持力
桌面受到壓力
桌面受到的壓力
幾種彈力及其方向
Ａ
Ｂ
Ｂ
Ｃ
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ａ
Ｂ
Ａ
Ｎ１
Ｎ２
Ｎ１
Ｎ２
Ｎ２
Ｎ１
Ｎ１
Ｎ２
討論：下列Ａ、Ｂ、Ｃ三個物體間的彈力方向
接觸面的彈力方向總是垂直于接觸面指向受力物體.
繩子拉力產(chǎn)生的原因：
末受到拉力時
繩子形變方向
拉力
受到拉力時繩子變長
幾種彈力及其方向
討論：下列繩子產(chǎn)生的彈力方向
結(jié)論：繩子產(chǎn)生的彈力方向沿繩子收縮方向
討論：下列彈簧產(chǎn)生的彈力方向
Ａ
B
結(jié)論：沿彈簧的軸線指向彈簧恢復(fù)原狀的方向。
注：一切物體都能發(fā)生形變
1.形變
（1）定義：物體在力的作用下形狀或體積的改變
彈性形變：能夠恢復(fù)原狀的形變
（彈性限度）
非彈性形變：不能恢復(fù)原狀的形變
（2）分類：
（1）定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的力。
注:支持力、壓力、拉力、推力等都屬于彈力
2.彈力
（2）條件：
①直接接觸 ②發(fā)生彈性形變
注:可用假設(shè)法判斷彈力有沒有彈力
課 堂 小 結(jié)
（3）彈力的方向：
①有平面或公切面時：
③彈簧產(chǎn)生的彈力方向：
彈力方向垂直于平面或公切面、與受力物體的形變方向相同。
②繩子產(chǎn)生的彈力方向：
沿繩子收縮方向
沿彈簧的軸線指向彈簧恢復(fù)原狀的方向。
（4）彈力的大?。?br/>彈性形變越大、彈力越大、形變消失，彈力也隨之消失
課 堂 小 結(jié)
④壓力和支持力的方向：都垂直于物體的接觸面。
四、胡克定律
彈簧彈力和伸長量的關(guān)系
如圖 甲，把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，觀察彈簧自由下垂時下端所到達(dá)的刻度位置。
然后，在彈簧下端懸掛不同質(zhì)量的鉤碼，設(shè)計實驗記錄表格，記錄彈簧在不同拉力下伸長的長度。彈簧的彈力等于鉤碼對彈簧的拉力。
以彈簧受到的彈力 F 為縱軸、彈簧伸長的長度 x 為橫軸建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點，作出 F-x 圖像
注意事項：
（１）標(biāo)尺要豎直且靠近指針，每次改變鉤碼后要待系統(tǒng)穩(wěn)定后讀數(shù)．　　　　　　
（２）讀指針刻度時，應(yīng)估讀到下一位.
（３）不能超過彈性限度.
彈簧的彈力與彈簧的伸長的關(guān)系
X1
X2
X3
0
結(jié)論：
彈簧的彈力F和形變量x成正比
胡克定律
1、內(nèi)容：
彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。
2、公式： F ＝ k x
(彈性限度內(nèi))
彈簧的勁度系數(shù)
單位：牛每米， 符號：N/m
彈簧彈簧伸長（或縮短）的長度

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