2019-2020年高一物理 初升高銜接班 第3講 重力和彈力問題歸納銜接教案（含解析）.doc

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2019-2020年高一物理 初升高銜接班 第3講 重力和彈力問題歸納銜接教案（含解析） 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、理解力、重力和重心的概念。 2、掌握彈力的產(chǎn)生條件及彈力方向的確定方法。 二、學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 1、重心的概念 2、彈力的有無及彈力方向的判斷方法。 三、課程精講： （一）力的定義及特性： 問題：觀察以下兩圖，說明力的作用效果。 小結(jié)： 1、力的作用效果： 力可以使物體發(fā)生形變，也可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即改變物體運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向。 （1）靜力效果——使物體的形狀發(fā)生變化（形變），如把物體拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、剪切等。 （2）動(dòng)力效果——改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如使物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，從運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止（或使物體的運(yùn)動(dòng)速度從小變大、從大變?。换蚴刮矬w的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化等。 2、力的定義及特性： （1）力的物質(zhì)性：指力不能離開施力物體和受力物體而獨(dú)立存在，即只要有力，必會(huì)同時(shí)存在施力物體和受力物體。 （2）力的相互性：指力是存在于物體之間的。一個(gè)力總是聯(lián)系著兩個(gè)物體，施力物體同時(shí)也是受力物體，受力物體同時(shí)也是施力物體。如果不考慮主動(dòng)和被動(dòng)關(guān)系，有相互作用的兩個(gè)物體，無所謂施力物體與受力物體。應(yīng)注意的是相互作用的物體有些是接觸的，有些是不接觸的。如磁鐵可以隔著一本書吸引鐵釘。 例1、下列說法中正確的是（ ）。 A. 射出槍口的子彈，能打到很遠(yuǎn)的距離，是因?yàn)樽訌楇x開槍口后受到一個(gè)推力作用 B. 甲用力把乙推倒，說明只是甲對(duì)乙有力的作用，乙對(duì)甲沒有力的作用 C. 只有有生命或有動(dòng)力的物體才會(huì)施力，無生命或無動(dòng)力的物體只會(huì)受到力，不會(huì)施力 D. 任何一個(gè)物體，一定既是受力物體，也是施力物體 例2、關(guān)于力的作用效果的敘述中，正確的是（ ）。 A. 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，一定受外力作用 B. 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生改變，一定不受外力作用 C. 物體受力作用后，一定同時(shí)出現(xiàn)形變和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的現(xiàn)象 D. 力的作用效果完全由力的大小決定 （二）重力： （1）重力的定義：由于地球的吸引而使物體受到的力。 【說明】①地球上的物體都受到重力作用，不論質(zhì)量大小，也不論有無生命。 ②重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但重力的大小不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力，重力一般小于地球?qū)ξ矬w的吸引力。 ③重力是非接觸力，同一物體在空中運(yùn)動(dòng)與靜止時(shí)所受的重力相等。 ④重力的施力物體是地球。 （2）重力的大小 ①重力與質(zhì)量的關(guān)系：G=mg，g是自由落體加速度，通常取g=9.8N/kg，表示質(zhì)量為1kg的物體受到的重力是9.8N。 【說明】a. g會(huì)隨地球上緯度的改變而改變，緯度越高，g值越大，兩極最大，赤道最小，導(dǎo)致同一物體在不同緯度處所受重力不同。 b. g值會(huì)隨海拔高度而改變。在同一緯度處，高度越大，g值越小，致使同一物體受到的重力隨高度增加而減小。 ②重力的測量 在實(shí)驗(yàn)室里，重力大小可以用彈簧測力計(jì)測出。當(dāng)彈簧測力計(jì)吊起物體靜止時(shí)，物體對(duì)測力計(jì)的拉力才等于物體受到的重力。 （3）重力的方向 重力的方向總是豎直向下，可利用鉛錘線確定其方向。 例3、下列關(guān)于重力的說法，正確的是（ ）。 A. 重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力 B. 只有靜止的物體才受到重力 C. 同一物體在地球上無論怎樣運(yùn)動(dòng)都受到重力 D. 重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的 例4、關(guān)于重力的大小，下列說法中正確的是（ ）。 A. 物體的重力大小總是恒定的 B. 同一地點(diǎn)，物體的重力與物體的質(zhì)量成正比 C. 物體落向地面時(shí)，它受到的重力大于它靜止時(shí)所受的重力 D. 物體的重力總等于它對(duì)豎直測力計(jì)的拉力 （4）重心 ①重心的概念：一個(gè)物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分所受重力的作用都集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心。 引入重心的概念后，研究具體的物體時(shí)，可以把整個(gè)物體各部分的重力用作用于重心的一個(gè)力來表示，于是原來的一個(gè)物體就可以用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)來表示。 ②重心的確定 a. 質(zhì)量分布均勻的物體，重心位置只跟物體的形狀有關(guān)。 若物體的形狀是中心對(duì)稱的，則對(duì)稱中心就是重心。 b. 質(zhì)量分布不均勻的物體，重心位置除跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體的質(zhì)量分布情況有關(guān)。如：起重機(jī)重心位置隨吊升貨物的多少和位置變化而變化。 例5、以下關(guān)于重心及重力的說法中，正確的是（ ）。 A. 一個(gè)物體放于水中稱量時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)小于物體在空氣中時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)，因此，物體在水中時(shí)的重力小于在空氣中的重力 B. 據(jù)G=mg可知，兩個(gè)物體相比較，質(zhì)量較大的物體的重力一定較大 C. 物體放于水平面上時(shí)，重力方向垂直于水平面向下，當(dāng)物體靜止于斜面上時(shí)，其重力垂直于斜面向下 D. 物體的形狀改變后，其重心位置往往改變 （三）彈力： 1、彈性形變和彈力的概念： （1）彈性形變： 形變包括兩方面，即形狀的改變和體積的改變。 彈性形變：有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀，如彈簧、橡皮筋等，這樣的形變叫做彈性形變。 （2）彈力 ①彈力的概念：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。 ②彈性限度：若物體形變過大，超過一定限度，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)成原來的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度。 ③顯示微小形變的方法：顯示微小形變的方法有多種，如放大等。 最簡單的方法是：把一個(gè)圓塑料瓶裝滿水，瓶口用中間插有細(xì)管的瓶塞塞上（如圖所示），用手按壓塑料瓶，細(xì)管中的水就會(huì)上升；松開手，水面又降回原處，這說明什么問題？如果換成扁塑料瓶，當(dāng)你按壓不同位置時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ ④彈力產(chǎn)生的條件 a. 兩物體直接接觸； b. 接觸面發(fā)生彈性形變。 例6、關(guān)于彈性形變的概念，下列說法正確的是（ ）。 A. 物體形狀的改變叫做彈性形變 B. 一根鐵絲用力折彎后的形變就是彈性形變 C. 物體在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原狀的形變叫做彈性形變 D. 物體在外力作用后的形變叫做彈性形變 例7、一輛汽車停在水平地面上，下列說法中正確的是（ ）。 A. 地面受到了向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力作用 B. 地面受到了向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；汽車受到了向上的彈力，是因?yàn)槠囈舶l(fā)生了形變 C. 汽車受到向上的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變；地面受到向下的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了形變 D. 以上說法都不正確 2、幾種常見彈力及彈力方向的判定： （1）壓力和支持力 產(chǎn)生：如圖所示，由于書發(fā)生了形變，對(duì)與它接觸的桌子產(chǎn)生了彈力F1，這就是壓力，方向是垂直于支持面指向被壓的物體。 由于桌面發(fā)生形變，對(duì)與它接觸的書產(chǎn)生彈力F2，這就是支持力，方向是垂直于支持面指向被支持的物體。 綜上可得：壓力和支持力均為彈力，方向垂直于支持面指向受力物體。 （2）繩的拉力 如圖所示，繩吊起電燈，由于燈的重力作用，使繩發(fā)生微小形變，對(duì)與它接觸的電燈產(chǎn)生彈力F1，即繩對(duì)燈向上的拉力，方向沿繩向上。 由于燈發(fā)生微小形變，對(duì)與它接觸的吊繩產(chǎn)生了彈力F2，即燈對(duì)繩的拉力，方向沿繩向下。 綜上可得：拉力是彈力，方向沿繩指向繩收縮的方向。 例8、請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出桿或球所受的彈力。 （a）桿靠在墻上； （b）桿放在半球形的槽中； （c）球用細(xì)線懸掛在豎直墻上； （d）點(diǎn)1、2、3分別是球的重心位置，點(diǎn)2是球心，1、2、3點(diǎn)在同一豎直線上。 小結(jié)： ①彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反。 ②彈力方向的判定步驟: 明確產(chǎn)生彈力的物體→找出使該物體發(fā)生形變的外力方向→確定該物體產(chǎn)生的彈力方向。 ③常見支持物的彈力方向： 平板的彈力垂直于板面指向被支持的物體； 曲面的彈力垂直于曲面該處的切平面指向被支持的物體； 支撐點(diǎn)的彈力垂直于跟它接觸的平面（或曲面的切平面）指向被支持的物體；繩索的彈力沿繩索指向繩索收縮的方向。 3、判斷彈力有無的方法： 相互接觸的物體間不一定存在彈力，只有當(dāng)物體因相互擠壓或拉伸產(chǎn)生形變時(shí)，才在接觸位置產(chǎn)生彈力，若僅是接觸而不相互擠壓或拉伸，沒有發(fā)生形變，則無彈力產(chǎn)生。那么，如何判斷接觸的物體是否發(fā)生了形變從而判斷它們之間是否存在彈力呢？下面介紹兩種常用的判斷方法。 （1）利用假設(shè)法判斷（2）根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷。 例9、如圖所示，用細(xì)繩懸掛一個(gè)小球，小球與光滑斜面相接觸，并保持靜止，試分析小球所受的彈力。 【點(diǎn)評(píng)】判斷彈力時(shí)，不僅要看物體間是否接觸，更需觀察接觸位置是否發(fā)生形變。在有些難以直接判斷是否存在形變的情況下，我們可以采取“假設(shè)法”，即設(shè)想將約束物去掉，看受力物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變，從而判斷出物體與該約束物之間是否存在彈力。 例10、在下圖中，A、B兩球（兩球都靜止）間一定有彈力作用的是（ ）。 例11、如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30的斜面上，桿的另一端固定一個(gè)重為2N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則彈性桿對(duì)小球的彈力（ ）。 A. 大小為2N，方向平行于斜面向上B. 大小為1N，方向平行于斜面向上 C. 大小為2N，方向垂直于斜面向上D. 大小為2N，方向豎直向上 四、知識(shí)提煉導(dǎo)圖： 重力 彈力 五、目標(biāo)期望： 通過這一講的學(xué)習(xí)，希望大家能夠深刻理解本節(jié)課所講的基本概念，如重力、重心的概念，同時(shí)理解彈力的產(chǎn)生條件及方向的判斷方法，特別是在具體的問題情景下判斷彈力有無的方法。 六、下講預(yù)告： 摩擦力問題 【同步練習(xí)】（答題時(shí)間：35分鐘） 1. 關(guān)于力的下述說法中錯(cuò)誤的是（ ）。 A. 力是物體對(duì)物體的作用 B. 只有直接接觸的物體間才有力 C. 由有一定距離的磁鐵間有相互作用力可知，力可離開物體而獨(dú)立存在 D. 力的大小可以用天平測量 2. 下列說法正確的是（ ）。 A. 甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感覺到痛，說明甲對(duì)乙施加了力，而乙未對(duì)甲施加力 B. “風(fēng)吹草動(dòng)”，草受到了力，但沒有施力物體，說明沒有施力物體的力也是存在的 C. 磁鐵吸引鐵釘時(shí)，磁鐵不需要與鐵釘接觸，說明力可以脫離物體而存在 D. 網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員用力擊球，網(wǎng)球受力后飛出，網(wǎng)球受力的施力物體不再是人 3. 關(guān)于重心的說法中，正確的是（ ）。 A. 重心是物體所受重力的等效作用點(diǎn)B. 重心是物體上最重的一點(diǎn) C. 重心的位置一定在物體上 D. 質(zhì)量不均勻但形狀規(guī)則的物體的重心在它的幾何中心 4. 下列說法中正確的是（ ）。 A. 自由下落的石塊的速度越來越大，說明石塊所受的重力越來越大 B. 在空中飛行的物體不受重力作用 C. 一拋出的石塊軌跡是曲線，說明石塊所受的重力方向始終在改變 D. 將一石塊豎直向上拋出，在先上升后下降的整個(gè)過程中，石塊所受重力的大小與方向都不變 5. 質(zhì)量為2kg的手榴彈在空中飛行時(shí)主要受________力的作用，這個(gè)力的施力物體是________，其大小為________N，方向________。 6. g=9.8N/kg，表示________，一個(gè)質(zhì)量m=60kg的人受的重力G＝________N。如果此人在的月球上，他在月球上的重力是________。 7. 下列關(guān)于彈力產(chǎn)生的條件的說法正確的是（ ）。 A. 只要兩個(gè)物體接觸就一定產(chǎn)生彈力B. 只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力 C. 只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生D. 只有發(fā)生彈性形變的物體才產(chǎn)生彈力 8. 物體靜止在水平桌面上，則以下說法正確的是（ ）。 A. 物體對(duì)桌面的壓力就是重力B. 物體對(duì)桌面的壓力使桌面產(chǎn)生了形變 C. 桌面形變產(chǎn)生了對(duì)物體的支持力D. 桌面對(duì)物體的支持力使物體產(chǎn)生形變 9. 下列敘述中錯(cuò)誤的是（ ）。 A. 壓力、支持力和拉力都是彈力B. 壓力和支持力的方向總垂直于接觸面 C. 輕繩、輕桿上產(chǎn)生的彈力總是在繩、桿的直線上 D. 輕桿不同于輕繩，彈力的方向可以不在桿的直線上 10. 畫出圖中A物體所受彈力的示意圖。（圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)） 【試題答案】 1. B、C、D 【解析】根據(jù)力的概念，力不可能離開物體而獨(dú)立存在，物體之間的相互作用可以直接接觸，也可以不直接接觸——通過場發(fā)生作用（以后我們會(huì)了解重力場、引力場、磁場、電場等），力的大小可用彈簧測力計(jì)測量，天平只能測量質(zhì)量。 2. D 【解析】甲對(duì)乙施力的同時(shí)，乙對(duì)甲也施力，只不過甲的拳頭比乙被打的部位——如肚子、胸部，更能承受打擊罷了，所以乙感到痛而甲未感到痛，A錯(cuò)；“風(fēng)吹草動(dòng)”的施力物體是空氣，B錯(cuò)；力不可以離開物體而獨(dú)立存在，磁鐵對(duì)鐵釘?shù)淖饔檬峭ㄟ^磁鐵產(chǎn)生的磁場發(fā)生的，磁場離不開磁鐵，故C錯(cuò)；網(wǎng)球飛出后受重力和阻力，施力物體是地球和空氣，故D正確。 3. A 【解析】物體各部分都受到重力作用，為了研究問題的方便，往往把物體看作一個(gè)整體，物體各部分受到的重力用一個(gè)力來代替，把各部分受到的重力集中到一點(diǎn)上，這就是重心。因此重心不是物體上最重的一點(diǎn)，重心位置由物體的質(zhì)量分布和幾何形狀決定，質(zhì)量分布均勻，有規(guī)則幾何形狀的物體的重心在其幾何中心上，重心的位置不一定在物體上，如金屬環(huán)的重心在圓心上。 4. D 【解析】由G=mg得，物體受到的重力大小只與物體的質(zhì)量m和重力加速度g有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。重力的方向始終豎直向下。 5. 重 地球 19.6 豎直向下 【解析】手榴彈在空中飛行時(shí)，主要受到地球的吸引作用，由于地球的吸引作用而使手榴彈受到了重力。因此，施力物體是地球，重力大小可由G=mg求出，重力的方向豎直向下。 6. 1kg的物體所受重力為9.8N 588 98N 【解析】在G=mg中，g是比例常數(shù)，也就是自由落體運(yùn)動(dòng)中的自由落體加速度（或重力加速度），地球表面的g值與月球表面的g值不相同。不管在地球表面還是在月球表面，物體所受的重力都由G=mg計(jì)算。 7. D 【解析】彈力產(chǎn)生條件是兩物體接觸且發(fā)生彈性形變，如果只接觸不發(fā)生彈性形變，或雖然發(fā)生形變但不是彈性形變，都不會(huì)有彈力產(chǎn)生。 8. B、C、D 【解析】彈力和重力的施力物體不同，作用點(diǎn)也不相同，故A錯(cuò)；彈力的施力物體是已發(fā)生形變的物體，彈力是施力物體對(duì)使其發(fā)生形變的物體的作用。故B、C、D正確。 9. C 【解析】壓力、支持力和拉力都是根據(jù)效果命名的，其性質(zhì)都是彈力，其方向總垂直于接觸面，故選項(xiàng)A、B說法都是正確的。對(duì)細(xì)繩來說，形變只能是拉伸形變，因此彈力方向只能沿繩的方向，但對(duì)桿來說，形變不只是拉伸形變，它還可以是彎曲形變，故輕桿上的彈力方向可以不在桿的直線上，故選項(xiàng)C的說法是錯(cuò)誤的，選項(xiàng)D的說法是正確的。 10. 各圖中A受的彈力方向如下圖所示。