1.重力与弹力
1.了解重力产生的原因,掌握重力的方向及重力大小的公式,理解重心的意义及其决定因素。
2.会用力的图示和力的示意图表示力。
3.认识弹力,知道弹力产生的条件,会初步分析弹力的有无和方向。 4.通过做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验,认识胡克定律,并会应用其进行有关计算。
一、重力 1.成因
由于01地球的吸引而使物体受到的力。 2.大小
G=02mg,其中g是重力加速度,即自由落体加速度,g的单位既可以是N/kg,又可以是m/s2,而且1 N/kg=031_m/s2。
3.方向
总是04竖直向下。 4.重心
(1)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。物体重心的位置与物体的05形□□□□□
状及物体内06质量的分布有关。
(2)重心的确定方法:形状规则、质量分布均匀的物体,重心在其07几何中心上;对形状不规则的薄板可用08悬挂法确定其重心。
5.力的图示和力的示意图
(1)力的图示:力可以用09有向线段表示,有向线段的长短表示10力的大小,箭头表示11力的方向,箭头(或箭尾)表示力的12作用点,这种表示力的方法叫作力的图示。
(2)力的示意图:不需要准确标度力的大小,只需画出力的13作用点和14方向。
二、弹力
1.形变:物体在力的作用下01形状或02体积的改变。
2.弹力:发生03形变的物体,要04恢复原状,对与它05接触的物体产生的力。
3.几种弹力
(1)常见弹力:平时所说的06压力、07支持力和08拉力都是弹力。 (2)弹力的方向
①压力和支持力的方向09垂直于物体的接触面且指向于被压物或被支持物。
②绳子的拉力沿着绳子而指向绳子10收缩的方向。 三、胡克定律
1.弹性形变:发生形变的物体在撤去作用力后能够01恢复原状的形变。
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2.弹性限度:如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能02完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。
3.胡克定律
□(1)内容:在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟03弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)公式:04F=kx,其中k叫作弹簧的05劲度系数,单位是06牛顿每米,符号是07N/m。
判一判
(1)地球上所有物体的重力的施力物体都是地球。( ) (2)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。( ) (3)两个接触的物体间一定存在弹力。( ) (4)弹簧的长度越长,弹力越大。( )
提示:(1)√ 地球上所有物体的重力都是由于地球的吸引产生的,施力物体都是地球。
(2)× 重心可能在物体上,也可能在物体之外。
(3)× 由弹力的产生条件可知,物体接触且发生形变才能产生弹力,若两物体接触,而没发生形变,则物体间没有弹力。
(4)× 根据胡克定律,在弹性限度内,弹簧弹力大小与弹簧的劲度系数和形变量均成正比,弹簧的长度越长,形变量和劲度系数不一定越大,弹力不一定越大。
想一想
(1)如图所示,身体素质和技术相当高的跳高运动员,为什么采用“背越式”的要比采用“跨越式”的成绩好呢?
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提示:跳高运动员在越过相同高度的横杆时,采用“背越式”的运动员的重心比采用“跨越式”的运动员的重心升高的高度小,因此运动员越过相同高度的横杆,“背越式”跳法要比“跨越式”容易些,所以采用“背越式”的运动员要比采用“跨越式”的运动员成绩好。
(2)一个比较硬的桌面,若放上一本书时,桌面有形变吗?
提示:有形变,只不过形变很小。任何物体只要受到弹力的作用,都要发生形变,只是形变的程度不同。
课堂任务
重力
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
活动1:根据初中物理,物体受到的重力G与物体的质量m有什么关系?比例系数与第二章学过的自由落体加速度g的大小有什么关系?
提示:G=mg,其中g=9.8 N/kg;而自由落体加速度g=9.8 m/s2,可见二者数值相等。
活动2:如图甲所示,质量分布均匀的棒的每一小部分都有质量,所以每一部分都受到竖直向下的重力,如右图所示。但在分析棒的受力时我们常说棒受到
重力和绳子的拉力两个力,这就要求将棒的各部分受到的重力简化在一个等效作用点上,这个等效作用点应在什么位置?
提示:棒在重力和绳子的拉力作用下静止,根据二力平衡,棒的各部分受到的重力的等效作用点应在棒的中心。
活动3:上述等效作用点叫作重心。一般物体的质量分布不一定均匀,形状也不一定规则,如何确定图乙中薄板的重心?
提示:如图1所示,薄板受重力和绳子的拉力而静止,根据二力平衡的条件,重心必和绳子的拉力在同一条直线AB上;将薄板换一个方向悬挂,如图2所示,这时,重心必在直线DE上。因此,AB和DE的交点C,就是薄板的重心。
活动4:讨论、交流、展示,得出结论。 1.重力大小
(1)同一地点,不同物体重力的大小与其质量成正比。即G=mg,其中g是自由落体加速度。g的单位既可以是N/kg,又可以是m/s2,而且1 N/kg=1 m/s2(在第四章我们将会证明这两个单位是相同的)。
(2)不同地点,同一物体在地面上所在位置的纬度越高,g值越大,所受重力越大;在地球上空的位置海拔越高,g值越小,所受重力越小。
(3)重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关。 2.对重力方向的理解
高中物理新教材《重力与弹力》导学案



