第三章1第1课时重力、弹力的理解.docx

1　重力与弹力
第1课时　重力、弹力的理解
[学习目标]　1.理解重力及重心的概念，会用二力平衡知识确定重心.2.知道形变的概念及产生弹力的条件.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.4.掌握胡克定律，并能解决相关问题．

一、力
1．定义：一个物体对另一个物体的作用．
2．力的三要素：大小、方向和作用点．
3．单位：牛顿，简称牛，符号：N.
二、重力
1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力．
2．方向：竖直向下．
3．大小：G＝mg，g是自由落体加速度．
4．作用点——重心
(1)重心：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)决定因素：①物体的形状；②物体的质量分布．
三、力的表示方法
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．
2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小．
四、弹力
1．形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化．
2．弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力．
3．常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向跟接触面垂直；绳子的拉力也是弹力，方向沿着绳子而指向绳子收缩的方向．

1．判断下列说法的正误．
(1)重力的方向总是垂直于地面．(　×　)
(2)重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上．(　×　)
(3)发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状．(　×　)
(4)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变．(　√　)
2.把一条盘放在地面上的长为L的匀质铁链竖直向上刚好拉直时，它的重心位置升高了________；把一个边长为L的匀质正方体，在水平面上绕bc棱翻倒使对角面AbcD处于竖直方向，如图1所示，重心位置升高了________，正方体受到的支持力是因为________发生形变产生的，正方体对地面的压力是________发生形变产生的．

图1

答案　　L　地面　正方体

一、重力与重心
导学探究
1.如图2所示，建筑工地上常用重锤来检测墙壁是否竖直，为什么使用重锤就能够检测墙壁是否竖直？

图2
答案　重力的方向竖直向下，所以悬挂重锤的悬线方向一定在竖直方向上，如果墙壁与悬线平行，则说明墙壁竖直．
2．观察图3，思考以下问题：重心是物体上最重的一点吗？重心位置与什么有关？物体的重心一定在物体上吗？请举例说明．

图3
答案　不是，重心是物体各部分所受重力的等效作用点．重心位置与物体的质量分布及物体的形状有关．重心可以不在物体上，如木匠用的拐尺的重心和圆环的重心都不在物体上．
知识深化
1．重力的大小
(1)重力的大小G＝mg，只与物体的质量m和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关．
(2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，海拔越低，g越大．
2．重力的方向：竖直向下．竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心．
3．重力的作用点——重心
(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用．重心的位置跟物体的形状和质量分布有关．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心．重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．
(2)重心位置的确定方法：对于薄板状物体的重心，可以应用二力平衡的知识通过悬挂法确定．
关于重力，以下说法正确的是(　　)
A．重力的方向总是垂直于接触面向下的
B．把处在空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小
C．挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力
D．同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等
答案　D
解析　重力的方向总是竖直向下的，但不一定是垂直于接触面向下，比如在斜面上的物体所受的重力方向并不垂直于斜面向下，A错误；重力G＝mg，其大小只和质量、自由落体加速度g有关，与其他因素无关，B错误；绳子拉力的施力物体是绳子，重力的施力物体是地球，两者的施力物体不同，不是同一个力，C错误；由于重力加速度随着纬度、高度的变化而变化，所以同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等，D正确．
(2019·石家庄辛集中学高一上月考)关于物体的重心，下列说法正确的是(　　)
A．任何物体的重心一定在这个物体上
B．在物体上只有重心受到重力的作用
C．一个球体的重心一定在球心处
D．一辆空载的货车装上货物后，重心会变化
答案　D
解析　重心是物体各部分所受重力的等效作用点，所以重心可以在物体上，也可以在物体外(比如均匀圆环的重心在环心)，故A、B错误．重心除了与几何形状有关外，还与密度分布有关，因此一个球体的重心不一定在球心处，故C错误．一辆空载的货车装上货物后，货车上方的质量增加，重心会变化，故D正确．
二、力的图示和力的示意图
力的图示与力的示意图的画法
作图步骤
力的图示
力的示意图
选标度
选定标度(用某一长度的线段表示一定大小的力)

画线段
从作用点开始沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度
从作用点开始沿力的方向画一适当长度的线段
标方向
在线段的末端标出箭头，表示方向
在线段的末端标出箭头，表示方向

(1)在图4甲中木箱的P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱，木箱重200 N，作出重力和拉力的图示．
(2)作出图乙中电灯所受重力和拉力的示意图．

图4
答案　如图所示

三、弹力
导学探究
1．如图5所示，取一个扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？

图5
答案　用手捏玻璃瓶，细管中水面会上升(或下降)．说明受到压力时玻璃瓶发生形变，体积变小(或变大)了．
2．用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？
答案　橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变)，玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变)．
知识深化
1．弹力的产生必须同时具备两个条件
(1)两物体直接接触；
(2)两物体接触处发生弹性形变．
2．弹力的方向：弹力的方向为弹性形变的物体恢复原状的方向，常见弹力方向：
(1)支持力和压力的方向：总是垂直于接触面，并指向被支持或被压的物体．
(2)绳子的拉力方向：总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向．
命题角度1　弹力的产生
关于弹力，下列说法正确的是(　　)
A．两物体间有弹力作用时，也可以不相互接触
B．放在桌面上的书本，它对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
C．放在桌面上的书本，它受到桌面的支持力是由于桌面发生形变而产生的
D．绳子对物体的弹力是由物体形变而产生的
答案　C
命题角度2　弹力的方向
在如图6所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态．

图6
答案　见解析图
解析　题图甲中P受到的弹力有球面与球面之间的弹力，弹力应垂直于两球接触点沿球面的切线；绳的拉力沿绳向上；
题图乙中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；
题图丙中A、B两点都是球面与平面相接触，P受到的弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点处弹力F1方向水平向右，B点处弹力F2方向垂直于斜面指向左上方；
题图丁中A点属于点与球面相接触，在A点P受到的弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O；B点属于点与面相接触，在B点P受到的弹力应垂直于杆向上．
它们所受弹力的示意图如图所示．

针对训练　关于弹力的方向，以下说法不正确的是(　　)
A．压力的方向总是垂直于接触面，并指向被压物体
B．支持力的方向总是垂直于支持面，并指向被支持物体
C．绳对物体拉力的方向总是沿着绳，并指向绳收缩的方向
D．杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向
答案　D

1．(对重力与重心的理解)(2019·蚌埠铁路中学高一上月考)下列关于重力、重心、重力加速度g的说法，正确的是(　　)
A．地球和物体在不相互接触时也会产生重力作用，可见力是可以离开物体而独立存在的
B．物体的重心一定与它的几何中心重合
C．用一绳子将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，该物体的重心不一定在绳子的延长线上
D．地球上地面附近的重力加速度g，两极最大，赤道最小
答案　D
解析　力不能离开物体而独立存在，A错误；重心的位置不仅与物体的形状有关，还与物体的质量分布有关，所以物体的重心不一定与它的几何中心重合，只有形状规则，质量分布均匀的物体的重心才在物体的几何中心，B错误；用一绳子将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，物体受到重力和绳子的拉力，根据二力平衡可知重力与拉力在同一直线上，则该物体的重心一定在绳子的延长线上，C错误；地球上地面附近的重力加速度g，两极最大，赤道最小，D正确．
2．(对弹力的理解)(多选)在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图7所示的跳水运动就是一个实例．下列说法正确的是(　　)

图7
A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变
B．跳板和运动员的脚都发生了形变
C．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的
D．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
答案　BC
解析　两个接触的物体间有弹力时，一定都会发生形变；发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，发生形变的物体是施力物体．B、C正确．
3．(弹力的方向)画出下列图中A物体所受弹力的示意图，各图中物体A均处于静止状态．

答案　

4.(力的图示和示意图)如图8所示，物体A对物体B的压力是10 N试画出这个力的图示和示意图．

图8
答案　

考点一　对力的理解
1．(2019·杭州市高一期末)下列说法正确的是(　　)
A．拳击手一拳击出，没有击中对方，这时只有施力物体，没有受力物体
B．运动员将足球踢出，足球在空中飞行是因为足球受到一个向前的推力
C．用石头碰鸡蛋，鸡蛋破，说明石头对鸡蛋有作用力，而鸡蛋对石头没有作用力
D．两个物体发生相互作用不一定相互接触
答案　D
解析　施力物体和受力物体同时存在，选项A错误；运动员将足球踢出，足球在空中因为惯性而飞行，不再受到向前的推力，选项B错误；物体间力的作用是相互的，选项C错误；两个物体发生相互作用可以不相互接触，如磁铁吸引铁钉，选项D正确．
2．(2019·北京师范大学附属中学高一上期中)下列关于力的说法正确的是(　　)
A．力的作用效果只由力的大小和方向决定
B．运动员把球踢出，在空中飞行的足球受到运动员的踢力和重力的作用
C．力不能离开施力物体和受力物体而独立存在
D．用拳头击打棉花包，不会感到拳头疼痛，说明棉花包对拳头没有作用力
答案　C
考点二　重力和重心
3．关于重力的方向，下列说法中正确的是(　　)
A．重力的方向是指向地心的
B．重力的方向是垂直于地面的
C．重力的方向是竖直向下的
D．所有物体所受重力的方向都是相互平行的
答案　C
4．(多选)关于物体的重心，下列说法正确的是(　　)
A．形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体中的位置是固定的，不会随物体升降而改变
B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过该物体的重心
C．形状规则的物体，其几何中心不一定与其重心重合
D．因物体的重心是重力的作用点，所以物体的重心一定在物体上
答案　ABC
解析　物体升高或降低时，重心在物体中的位置不变，故A正确；用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过该物体的重心，故B正确；重心与物体的形状和质量分布有关，形状规则的物体，质量分布不一定均匀，所以其几何中心不一定与其重心重合，故C正确；重心可以在物体上，也可以在物体外，故D错误．

5.(2019·唐山市模拟)如图1所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高超的艺术技巧的结晶，是我国古代青铜艺术的稀世珍宝，骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为(　　)

图1
A．马是空心的
B．马蹄大
C．马的重心在飞燕上
D．马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
答案　D
解析　骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为飞燕对马的支持力和马的重力在一条竖直线上，选项A、B、C错误，D正确．
6．(多选)一个重20 N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，以下四个图中正确的是(　　)

答案　AD
考点三　弹力的产生及弹力的方向
7．(2019·济南一中期中)足球运动是目前在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2所示为四种与足球有关的情景，下列说法正确的是(　　)

图2
A．图甲中，静止在水平草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B．图乙中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C．图丙中，即将被踢起的足球受到脚给它的弹力是由于球发生了形变
D．图丁中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
答案　D
解析　静止在水平草地上的足球受到的弹力，与重力相平衡，但两力不是同一个力，A选项不正确；静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触，但由于没有发生弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，B选项不正确；即将被踢起的足球受到脚给它的弹力是由于脚发生了形变，C选项不正确；落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变，D选项正确．
8．(多选)(2020·任丘市高一检测)有一木块静止在水平桌面上，关于它的受力，下列说法中正确的是(　　)
A．木块对桌面的压力是由地球的吸引产生的
B木块对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的
C．木块对桌面的压力是弹力，是由于木块发生形变而产生的
D．桌面对木块的支持力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的
答案　CD
解析　木块放在水平桌面上保持静止，由分析可知，木块对桌面的压力在数值上等于木块受到的重力，但木块对桌面的压力和木块所受的重力的性质不同，故A错误；木块对桌面的压力是弹力，是由于木块发生弹性形变要恢复原状而对桌面产生的，故B错误，C正确；桌面对木块的支持力是弹力，是由于桌面产生了向下的形变要向上恢复原状而产生的，故D正确．
9．如图3甲所示，建筑工地上有三根木头堆放在水平地面上，现工人将另一根木头P搁在上面，便于将木头P锯断，如图乙，关于木头P在支撑点M、N处受到的弹力的方向，下列哪个图是正确的(　　)

图3

答案　C

10．(2019·盐城市模拟)如图4所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，在水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会(　　)

图4
A．一直下降
B．一直上升
C．先升高后降低
D．先降低后升高
答案　D
解析　在注满水时，球壳和水的共同重心在球心，随着水的流出，球壳的重心不变，但是水的重心下降，二者共同的重心在下降，当水流完时，重心又回到球心，故选项D正确．
11．关于重力和重心的叙述，正确的是(　　)
A．质量为1 kg的物体所受的重力一定等于9.8 N
B．同一地点，物体的重力与物体的质量成正比
C．物体的重心就是物体上最重的一点，所以物体的重心一定在这个物体上
D．物体的重心位置仅由物体的几何形状决定
答案　B
12．关于弹力，下列说法中错误的是(　　)
A．物体受到的弹力是由于施力物体的形变而产生的
B．弹力产生在直接接触且发生弹性形变的物体之间
C．相互挤压的物体间弹力方向总是跟接触面相垂直
D．相互接触的物体间一定存在弹力
答案　D
13.体育课上一学生将足球踢向斜台，如图5所示，则斜台给足球的弹力方向为(　　)

图5
A．沿v1方向
B．垂直于斜台斜向左上方
C．沿v2的方向
D．先沿v1的方向后沿v2的方向
答案　B
14．一杆搁在矮墙上，关于杆受到的弹力的方向，图中正确的是(　　)

答案　D