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    人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力精品ppt课件

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    这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力精品ppt课件,共49页。PPT课件主要包含了必备知识,自我检测,答案×,问题一,问题二,问题三,问题四,问题五,随堂检测等内容,欢迎下载使用。

    一、重力1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。2.大小跟物体的质量成正比,即G=mg,式中G、m、g的单位分别是N、kg、 N/kg。3.方向重力的方向总是竖直向下。
    4.重心(1)定义: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:取决于物体的形状和质量分布。5.力的图示:用有向线段表示力,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。
    二、弹力1.形变和弹性形变(1)形变:物体在力的作用下体积或形状会发生改变,这种变化叫作形变。 (2)阅读课本P57演示,这个实验现象说明了桌面发生了形变。这个实验应用了微小量放大法。2.弹力定义:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。 
    3.几种弹力(1)压力和支持力的方向:垂直于物体的接触面。(2)绳的拉力方向:沿着绳而指向绳收缩的方向,绳中的弹力常常叫作张力。
    三、胡克定律1.弹性形变:物体在发生形变后,如果撤去作用力能够恢复原状,这种形变叫作弹性形变。 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完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。 3.胡克定律:在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F= kx 。 4.劲度系数:公式F=kx中的k叫作弹簧劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m 。 
    1.正误辨析(1)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。(  )(2)两个接触的物体间一定存在弹力。(  )(3)静止在水平地面上的物体受到向上的支持力,是因为地面发生了形变。(  )
    答案:× 解析:重心可能在物体上,也可能在物体之外。
    答案:× 解析:两个接触的物体间,可能不存在弹力。
    答案:√ 解析:由弹力产生的条件可知,地面发生了形变对与它接触的物体产生了弹力。所以支持力是因为地面发生了形变。
    (4)弹簧的长度越长,弹力越大。(  )(5)弹簧只有在弹性限度内,才满足胡克定律。。(  )(6)弹簧的劲度系数k与弹簧的弹力F成正比、与弹簧的形变量x成反比。(  )
    答案:√ 解析:胡克定律只适用于弹性限度以内的情况。
    答案:× 解析:劲度系数和弹簧自身的长短、粗细和材料有关,与弹力和弹簧的形变量无关。
    2.下列哪幅图中的箭头能正确表示球受到的重力的方向(  )
    答案:C 解析:该题考查的是球的重力的示意图,重力的方向是竖直向下,选项C正确。
    3.一个重20 N的物体沿斜面下滑,关于该物体重力的图示,下列所示的四个图中正确的是(  )
    答案:A 解析:首先由重力的方向竖直向下,可判定B项、C项错误。因重力为20 N,标度为5 N,所以线段应有4个标度长度,D项错误,A项正确。
    4.(多选)下列各种情况中,属于弹性形变的有(  )A.撑竿跳高运动员起跳中,撑竿的形变B.当你坐在椅子上时,椅面发生的微小形变C.细钢丝被绕制成弹簧D.铝桶被砸扁
    答案:A B 解析:“撑竿的形变”“椅面发生的微小形变”均能恢复原状,是弹性形变;“细钢丝被绕制成弹簧”不能恢复原状,“铝桶被砸扁”不能恢复原状,是非弹性形变。故选项A、B正确,C、D错误。
    对重力及重心的理解情景探究如图所示,树上的苹果会落向地面;建筑工地上工人常用重锤线来检测墙壁是否竖直。为什么树上的苹果总要落向地面?为什么使用重锤线能检测墙壁是否竖直呢?
    要点提示物体落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用;重锤线能检测墙壁是否竖直的原理,也是因为重力的方向是竖直向下的,重锤静止时,悬挂重锤的细线方向一定是沿竖直方向的,如果墙壁与细线平行,就说明墙壁是竖直的,没有倾斜。
    知识点拨1.重力的产生、方向、大小和重心
    2.重心与物体形状、质量分布情况的关系质量分布均匀、形状规则的物体,重心在其几何中心质量分布不均匀、形状不规则的物体,重心与物体的形状、质量分布情况均有关
    画龙点睛 重心是物体所受重力的等效作用点,不是只有这一点才受重力。重心的位置可能在物体上,也可能不在物体上。薄板的重心可用悬挂法确定,其原理是二力平衡。
    实例引导例1关于重力以下说法正确的是(  )A.重力的方向总是垂直地面向下的B.重力是物体的固有属性,不随物体位置的改变而改变C.形状规则的物体的重心,不一定在它的几何中心上D.挂在绳上静止的物体,它受到的重力就是绳对它的拉力
    答案:C 解析:重力的方向总是竖直向下的,不能说重力的方向总是垂直地面向下的,故A错误;质量是物体的一种属性,而重力不是,物体的重力会随物体在地球上位置的改变而改变,故B错误;形状规则的物体,若质量分布不均匀,则物体的重心不一定在它的几何中心,故C正确;根据二力平衡知,挂在绳上静止的物体,它受到的重力等于绳对它的拉力,但不能说它受到的重力就是绳对它的拉力,因为二者产生的原因、方向等不同,故D错误。
    规律方法 关于重心理解的五点注意
    变式训练1(2019天津静海区高一上期中)关于重心,下列说法中正确的是(  )A.重心就是物体内最重的一点B.物体发生形变时,其重心位置一定不变C.重心一定在物体的中心D.采用背越式跳高的运动员在越过横杆时,重心可能在横杆之下
    答案:D 解析:重心在效果上可以看作物体各部分所受重力作用集中于一点,而不是最重的点,A项错误;物体发生形变时,物体的形状发生改变,所以其重心位置可能改变,B项错误;重心的位置与物体的形状和物体内质量分布有关,重心不一定在物体的中心,C项错误;采用背越式跳高的运动员在越过横杆时,其重心位置可能在横杆之下,D项正确。
    力的图示与力的示意图情景探究如图所示,用10 N的力托着一本书,用500 N的力推汽车,如何简洁明了地表示出这两个力呢?
    要点提示可以用一带箭头的线段来表示,线段的长度表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭尾或者箭头表示力的作用点。
    知识点拨力的图示与力的示意图的画法
    画龙点睛 (1)标度的选取应根据力的大小合理设计。一般情况下,线段应取2~5个整数段标度的长度。(2)画同一物体受到的不同力时要用同一标度。
    实例引导例2如图所示,静止木块对桌面压力为6 N,试画出压力的图示,并说明施力物体和受力物体;画出木块所受重力和支持力的示意图。
    解析:画力的图示时,要严格按照以下步骤进行(1)选标度:本题中选如图所示的线段表示3 N的力。(2)从作用点沿力的方向画一线段,线段上加上标度。如图(a)所示,从O点竖直向下画一条2倍于标度的线段。(3)线段上加箭头表示力的方向。(4)压力的作用点应画于桌面上,且压力符号用FN表示。画力的示意图时,对线段的长短没有严格要求,只需画出力的作用点和方向。
    答案:压力的图示如图(a)所示,压力的施力物体是木块,受力物体是桌子;木块所受重力和支持力的示意图如图(b)或(c)。
    规律方法 1.力的图示和力的示意图的画法2.画力的图示和示意图的注意事项(1)力的图示反映了力的三要素,而力的示意图只反映了力的作用点和方向,在分析物体受力时经常用到。(2)标度的选取应根据力的大小合理设计,一般情况下,线段应取2~5段整数段标度的长度。(3)要用同一标度画同一物体受到的不同的力。表示力的线段的始端一般为物体的重心位置。(4)操作的“四定二标”:一定作用点,二定作用线,三定标度,四定线段长度;一标力的方向,二标力的数值。
    变式训练2重30 N的木块浮在水面上,作出木块所受浮力的图示和示意图,并指出施力物体和受力物体。
    答案:选单位长度的线段表示10 N的力,从木块的作用点竖直向上画一条三倍单位长度的线段,在线段上标出方向表示力的方向,如图甲为木块所受浮力的图示。从力的作用点沿浮力的方向画有向线段,并标明浮力F,如图乙为木块所受浮力的示意图。浮力的施力物体是水,受力物体是木块。
    物体间弹力有无的判断方法情景探究如图所示,将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中,钢球在各容器的底部与侧壁相接触,处于静止状态。若钢球和各容器都是光滑的,各容器的底部均处于水平面内,各容器的侧壁对钢球有没有弹力作用?
    要点提示在将容器的侧壁去掉时,钢球仍处于静止,故各容器的侧壁对钢球没有弹力作用。
    知识点拨1.弹力的产生条件(1)物体要接触。(2)物体要发生弹性形变(尤其注意微小形变)。2.弹力有无的判断方法
    实例引导例3下图中,A、B均处于静止状态,则A、B之间一定有弹力的是(  )
    答案:B 解析:在具体判断有没有弹力时,我们用假设法进行判断。在A图中,若拿去A球,则B球仍静止不动,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力。在B图中,若拿去A球,则B球将向左运动,故A、B间存在相互挤压,故A、B间存在弹力。在C图中,若拿去A球,则B球仍静止,即A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力。在D图中若拿去A球,则B球可能静止,即A、B间可能没有挤压,即A、B间可能没有弹力。
    规律方法 判断弹力有无的误区误认为只要有接触就一定存在弹力作用,忽略了弹力产生的另一个条件——发生弹性形变(尤其是微小形变)。
    变式训练3如图所示,一个小球用两根轻绳挂于天花板上,球静止,绳1倾斜,绳2恰好竖直。则小球所受的作用力个数(  )A.一定是两个B.一定是三个C.可能是四个D.可能是两个,也可能是三个
    答案:A 解析:假设去掉绳1,小球仍处于原来的状态静止不动,所以绳1对小球不产生拉力作用;若去掉绳2,小球不会静止于原来的位置,所以绳2对小球产生拉力。所以小球受到重力和绳2对其拉力的作用。
    弹力方向的确定情景探究体育课上一同学将足球踢向斜台,如图所示。足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向如何?
    要点提示足球与斜台的作用是球面与斜面的相互作用,足球所受弹力方向垂直于斜台指向足球,即斜向左上方。
    知识点拨1.弹力的方向总与引起物体形变的外力方向相反,与施力物体恢复原状的方向相同。2.常见弹力的方向
    画龙点睛 绳子只能产生沿绳指向绳收缩的拉力;杆可以产生沿杆的拉力、支持力以及不沿杆的弹力,具体分析要结合物体的受力情况和运动状态。
    实例引导例4按下列要求在图中画出物体所受的弹力的示意图。(1)图甲中斜面对物块的支持力;(2)图乙中大半球球面对小球的支持力;(3)图丙中光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O处,重心在P处,静止在竖直墙和桌边之间,试画出小球所受的弹力;(4)图丁中均匀细杆被细绳拉住而静止,画出杆所受的弹力。
    解析:解答本题时要明确以下三点:(1)当点与面(或曲面)接触时,弹力方向与面之间的关系。(2)绳上弹力方向的特点。(3)接触面为球面时,弹力方向的延长线或反向延长线的特点。各物体所受弹力的示意图如图所示。答案:见解析
    规律方法 判断弹力方向的一般步骤(1)确定物体之间弹力作用的类型。(2)确定产生弹力的物体。(3)确定物体形变的方向。(4)确定物体产生的弹力方向。
    弹力的大小情景探究如图所示是一种弹簧测力计,它的下端和一个钩子连在一起,钩子又与弹簧的下端相连,弹簧的上端固定在壳顶的环上。(1)当所挂物体的重力越大时,弹簧拉伸越长,弹簧测力计的示数越大,这一现象说明了什么?(2)弹簧测力计的刻度是均匀的,说明弹簧的弹力和弹簧形变量之间有怎样的定量关系? 
    要点提示(1)这一现象说明弹簧的弹力大小与弹簧的形变量有关,而且形变量越大,弹力越大;(2)弹簧测力计的刻度是均匀的,说明弹簧的弹力和弹簧形变量成正比关系。
    知识点拨1.对胡克定律的理解
    2.弹力大小的计算方法(1)弹簧的弹力应用胡克定律F=kx求解。(2)非弹簧弹力:一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解,如力的平衡条件。
    实例引导例5如图所示为一轻质弹簧的弹力大小F和长度L的关系图像,试由图像确定:(1)弹簧的原长;(2)弹簧的劲度系数;(3)弹簧伸长15 cm时,弹力的大小(在弹性限度内)。
    解析:(1)由题图知,当弹力F=0时,弹簧处于原长,所以L0=10 cm;(2)由F-L图像知,当弹力F=10 N且弹簧处于拉伸状态时,弹簧长度为L=15 cm,弹簧的伸长量x=L-L0=5 cm=0.05 m由F=kx得k= =200 N/m;(3)当x=15 cm=0.15 m时,由F=kx得F=200×0.15 N=30 N。答案:(1)10 cm (2)200 N/m (3)30 N
    规律方法 (1)利用公式F=kx计算,适用于弹簧弹力大小的计算,特别注意x为弹簧形变量,而不是弹簧实际长度。(2)利用胡克定律计算弹簧弹力时,一定要注意不能超出弹簧的弹性限度。
    变式训练4探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15 N重物时,弹簧长度为0.16 m;悬挂20 N重物时,弹簧长度为0.18 m,则弹簧的原长l0和劲度系数k分别为(  )A.l0=0.02 m k=500 N/mB.l0=0.10 m k=500 N/mC.l0=0.02 m k=250 N/mD.l0=0.10 m k=250 N/m
    答案:D 解析:由胡克定律可知15 N=k(0.16 m-l0),20 N=k(0.18 m-l0),解得k=250 N/m,l0=0.10 m,故选项D正确。
    1.下列关于重力、重心的说法,正确的是(  )A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合B.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外C.重力就是物体对水平桌面的压力D.重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的
    答案:D 解析:只有质量分布均匀的形状规则的物体重心才在几何中心上,选项A错误;重心可以不在物体上,选项B错误;重力和压力的施、受力物体不同,不是同一个力,选项C错误;重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的,选项D正确。
    2.(多选)关于弹力的方向,下列说法正确的是(  )A.弹力方向一定垂直于接触面B.弹力方向不一定垂直于接触面C.轻质绳对物体的弹力方向一定沿着绳子离开物体的方向,因为绳子只会发生拉伸形变D.轻质绳对物体产生的弹力一定垂直于与绳相连的接触面
    答案:B C 解析:压力或支持力的方向一定垂直于接触面,但是绳的拉力方向一定沿绳而且指向绳收缩的方向,它不一定垂直于与绳相连的接触面,选项A、D错误,B、C正确。
    3.如图所示,底端置于粗糙水平地面上的杆,其顶端被一根细线用手拉住,杆处于静止状态,细线水平。下列说法正确的是(  )A.杆对细线的弹力方向为水平向右B.细线对杆的弹力方向垂直杆向左C.杆受到地面的弹力是由杆的形变产生的D.地面受到杆的弹力沿杆向左下方
    答案:A 解析:细线中弹力方向沿细线且指向细线收缩的方向,故细线对杆的弹力方向水平向左,杆对细线的弹力方向水平向右,故A项正确,B项错误;杆受到地面的弹力是由于地面发生形变产生的,C项错误;杆对地面的弹力方向垂直于地面向下,故D项错误。
    4.如图所示,物体受到一个与水平方向成30°角、大小为27 N的斜向左上方的拉力,画出这个力的图示。
    解析:画力的图示要严格按标准把力的三要素表达出来,作图要规范,如图所示。答案:见解析
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