沪科版 (2019)必修 第一册3.2 弹力授课ppt课件

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一、重力、重心1.重力定义: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为重力加速度。4.重力作用点——重心(1)重心:一个物体的各个部分都受到重力的作用。从效果上看,可以把这些力视作集中作用于一点,这一点叫物体的重心。(2)决定因素:①物体的形状;②物体的质量分布。
二、形变与弹力1.弹性形变:作用在物体上的外力撤去后,物体能恢复原状的形变。2.弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,就会对跟它接触使其发生形变的物体产生力的作用。弹力与形变始终伴随在一起。三、弹力的方向1.平板受压弯曲后产生的弹力,方向一定垂直于平板,指向压它的物体。2.绳索的弹力方向一定沿着绳索,指向绳索收缩的方向。
1.正误辨析(1)重力的方向总是垂直于地面。(　　)答案 ×(2)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。(　　)答案 ×(3)发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状。(　　)答案 ×
(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。(　　)答案 √(5)发生形变的物体一定能产生弹力作用。(　　)答案 ×
2.图甲中,用与水平方向成30°角斜向右上方的力拉木箱(木箱静止),图乙为竖直悬挂的电灯。请作出物体所受重力和弹力的示意图。
(1)如图甲所示,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?
(2)观察图乙,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?
要点提示 (1)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)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均质圆环的重心都不在物体上。
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.重力的等效作用点——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。
例1关于物体的重心,下列说法正确的是(　　)A.任何物体的重心都一定在这个物体上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,重心位置可能会变化
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,故A、B错误。重心除了与几何形状有关外,还与质量分布有关,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,质量分布变化,重心位置变化,故D正确。答案 D
规律方法 关于重心的五点注意
变式训练1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
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;重力的大小G=mg,只与其质量和重力加速度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。答案 D
(1)如图甲所示,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?
(2)用手压橡皮泥,橡皮泥发生形变;脚踩在松软的土地上,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?(3)用手拉弹簧,弹簧会对手产生一个拉力(如图乙所示),这个拉力是如何产生的?
要点提示 (1)用手捏盛满水的扁玻璃瓶,管中水面上升(或下降)。说明受压时玻璃瓶发生形变,体积变小(变大)了。(2)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(范性形变),玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变)。(3)弹簧受到拉力后发生形变(伸长),发生形变的弹簧要恢复原状,对手就产生了拉力。
弹力的产生必须同时具备的两个条件(1)两物体直接接触;(2)两物体接触处发生弹性形变(尤其注意微小形变)。
例2关于弹力的产生,下列说法正确的是(　　)A.木块放在水平桌面上受到一个向上的弹力,这是木块发生微小形变而产生的B.木块放在水平桌面上,木块没有形变,所以对水平桌面没有施加弹力C.拿一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是木头发生形变而产生的D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是电线发生微小的形变而产生的
解析 木块和水平桌面相互作用,都会发生微小的形变。水平桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力;木块由于发生微小形变对水平桌面有向下的弹力即压力,A、B错。木头受到的弹力是细竹竿发生形变而产生的,C错。电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的,D对。答案 D
规律方法 弹力是发生形变的物体对使其产生形变的物体的作用力,即产生形变的物体是施力物体。
变式训练2下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是(　　)A.有弹力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后,形变完全消失B.有弹力作用在物体上,物体不一定发生形变C.弹力作用在硬物体上,物体不发生形变;弹力作用在软物体上,物体才发生形变D.一切物体受到弹力都要发生形变,撤去弹力后,形变不一定完全消失
解析 力是物体间的相互作用,弹力的施力物体和受力物体都会发生形变,B项错误;发生形变后的物体,当撤去外力后,有些能完全恢复原状,有些不能完全恢复原状,A项错误,D项正确;不管是硬物体还是软物体,只要有弹力作用,就会发生形变,C项错误。答案 D
(1)一铁块放在海绵上,铁块和海绵都发生了形变,从而在它们之间产生了弹力,如图所示。海绵对铁块的支持力是如何产生的?方向怎样?铁块对海绵的压力是怎样产生的?方向怎样?
(2)如图所示,用橡皮绳斜向右上方拉放在水平面上的物块。橡皮绳对物块的拉力是怎样产生的?方向怎样?
要点提示 (1)海绵对铁块的支持力:海绵发生形变,对与它接触的铁块产生力的作用,方向垂直于接触面向上(如图甲)。
铁块对海绵的压力:铁块发生形变,对与它接触的海绵产生力的作用,方向垂直接触面向下(如图乙)。(2)由于橡皮绳发生形变,对与它接触的物块产生力的作用,方向沿绳指向绳收缩的方向(沿绳斜向右上方)。
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。
例3在如图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。
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;还有绳的拉力,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F垂直于斜面向上;题图丙中,在A点P受到的弹力F3应垂直于球面的切面斜向上,且必过球心O;在B点P受到的弹力F4应垂直于杆向上。它们所受弹力的示意图如图所示。
规律方法 判断弹力方向的一般步骤(1)找到接触面(点);(2)判断物体之间弹力的类型;(3)判定产生弹力的物体;(4)判定物体形变的方向;(5)判定物体产生弹力的方向。
变式训练3(2021浙江嘉兴高一期末)生活中电工师傅经常会爬上梯子对电路进行检修。电工师傅站在梯子上对电路检修,则梯子对电工师傅的作用力方向(　　)A.竖直向下 B.竖直向上C.平行梯子向上D.垂直梯子向上解析 电工师傅受到重力G和梯子所给力F,由于电工师傅处于静止状态,二力平衡,故梯子对电工师傅作用力方向应竖直向上。答案 B
1.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
解析 地球和物体在不相互接触时也会产生重力作用,但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。答案 D
2.(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,跳水运动就是一个实例。下列说法正确的是(　　)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
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,A、D错误。答案 BC
3.画出图中静止物体A所受弹力的示意图。
解析 支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体,A物体所受弹力的示意图如图所示。
4.三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均相同的光滑圆球a、b、c,支撑点P、Q在同一水平面上。a的重心位于球心,b、c的重心分别位于球心的正上方和正下方,如图所示,三球皆静止,在图中画出三种情况下P、Q对球的弹力。
解析 圆球所受弹力的方向都是垂直于接触面指向球心,即沿半径指向球心,如图所示,弹力的方向与重心的位置无关。