【公开课】重力与弹力+课件-人教版（2019）必修第一册.pptx

版权所有：徐圣钦QQ：894665727版权所有：徐圣钦QQ：894665727新人教版高中物理必修1 第三章3.1 重力与弹力授课老师：版权所有：徐圣钦QQ：894665727请看下列现象中的足球，你可以发现什么？运动员踢球，球由运动员踢球，球由运动员踢球，球由运动员踢球，球由静止变为运动静止变为运动静止变为运动静止变为运动运动员踢球，球的运动员踢球，球的运动员踢球，球的运动员踢球，球的运动方向改变运动方向改变即足球的即足球的运动状态运动状态发生改变发生改变速度速度是物体运动状态的标志。是物体运动状态的标志。是物体运动状态的标志。是物体运动状态的标志。1.1.1.1.速度大小变化速度大小变化速度大小变化速度大小变化2.2.2.2.速度方向改变速度方向改变速度方向改变速度方向改变,3.3.3.3.速度的大小和方向均改变。速度的大小和方向均改变。速度的大小和方向均改变。速度的大小和方向均改变。问：足球的问：足球的运动状态运动状态为什么会改变呢？为什么会改变呢？版权所有：徐圣钦QQ：894665727再看以下图片杆为什么弯曲？杆为什么弯曲？用手压弹簧，弹用手压弹簧，弹簧为什么缩短？簧为什么缩短？物体的形状发生了变化，即形变。物体的形状发生了变化，即形变。物体的形状发生了变化，即形变。物体的形状发生了变化，即形变。发生形变的原因又是什么呢？发生形变的原因又是什么呢？发生形变的原因又是什么呢？发生形变的原因又是什么呢？用腿压球，球为用腿压球，球为什么变瘪？什么变瘪？版权所有：徐圣钦QQ：894665727 1.1.定义：定义：物理学中物理学中,把改变物体的运动状态、产生形变把改变物体的运动状态、产生形变的原因，叫物体与物体之间的相互作用，称做力。的原因，叫物体与物体之间的相互作用，称做力。一、力的概念一、力的概念单位：牛顿，简称牛，符号是N(1)(1)使物体的运动状态发生改变使物体的运动状态发生改变(2)(2)使物体的发生形变使物体的发生形变(形状或体积的改变形状或体积的改变)2 2力的作用效果力的作用效果3 3力的力的性质性质物质性(力不能离开物体而独立存在力不能离开物体而独立存在)，相互性(物体间力的作用是相互的物体间力的作用是相互的)，矢量性(力既有大小，又有方向)。版权所有：徐圣钦QQ：894665727思考苹果为什么会掉下来？月球为什么绕着地球转？地球的吸引版权所有：徐圣钦QQ：894665727重力重力：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力谁受到力？谁施加力？如何度量大小？方向向哪里？作用在哪里？地球表面附近的物体地球大气人河流其他物体月球g是什么？版权所有：徐圣钦QQ：894665727重力的方向静止开始下落的物体静止悬挂的物体这是什么运动？重力的方向：总是竖直向下的（垂直于水平面）重锤线的应用版权所有：徐圣钦QQ：894665727重力的作用点物体上各部分都受到重力作用等效重心：重力的作用点版权所有：徐圣钦QQ：894665727重心版权所有：徐圣钦QQ：894665727重心重心一定在物体上吗？物体的重心与什么因素有关？重心是物体各部重心是物体各部分所受重力作用分所受重力作用点的等效点点的等效点形状规则，质量分布形状规则，质量分布均匀的物体重心在其均匀的物体重心在其几何中心几何中心重心在何处？如何寻找形状不规则的物体的重心？物物体体质质量量均匀均匀分布分布分布不分布不均匀均匀形状形状决定决定重心重心位置位置重心重心位置位置形状和质量形状和质量分布分布决定决定规则规则不规则不规则重心重心位置位置几何几何中心中心怎么办?版权所有：徐圣钦QQ：894665727重心不规则物体的重心可以通过悬挂法找到为什么？思考：人从蹲下到站立的过程中，重心如何变化？练练1 1：一杯子装满水，杯子的底部有一个小孔，在水从小孔不：一杯子装满水，杯子的底部有一个小孔，在水从小孔不断流出的过程中，杯连同杯中水的共同重心将断流出的过程中，杯连同杯中水的共同重心将 A A、一直下降、一直下降 B B、一直上升、一直上升 C C、先升后降、先升后降 D D、先降后升、先降后升D版权所有：徐圣钦QQ：8946657271.1.定义：由于定义：由于地球的吸引地球的吸引而使物体受到的力。而使物体受到的力。2.2.施力物体是地球,受力物体是物体二、重力二、重力3.3.重力的三要素重力的三要素2 2）方向）方向：竖直向下竖直向下3 3）作用点）作用点 1 1）大小）大小G=mgG=mg 单位：单位：N.N.弹簧秤测重力弹簧秤测重力特别提醒：(1)(1)重力重力是非接触力是非接触力；(2)(2)施力物体是地球。(3)(3)重力重力不一定指向不一定指向地球地球球心球心；(4)(4)重力重力随纬度的升高而增大随纬度的升高而增大；随物体；随物体离地高度的增加而减小离地高度的增加而减小：重心，与形状和质量分布有关。如何表示重力的大小、方向、作用点？版权所有：徐圣钦QQ：894665727力的图示步骤：1 1、选定合适的标度；、选定合适的标度；2 2、从作用点开始沿、从作用点开始沿力的力的方向画一方向画一线段，线段的长度由力的大小和所线段，线段的长度由力的大小和所选标度确定。选标度确定。3 3、画上箭头（表示力的方向）、画上箭头（表示力的方向）力的示意图：只画出力的作用点和方向用一条有向线段来表示力的三要素2N力的大小：线段长度力的方向：箭头方向力的作用点：起点(终点)G=4NGB练习练习1 1：关于重力，下列说法中正确的是关于重力，下列说法中正确的是 A A、重力的方向总是垂直于接触面、重力的方向总是垂直于接触面 B B、重力的方向竖直向下，重力的施力物体是地球、重力的方向竖直向下，重力的施力物体是地球 C C、地球上的物体只有静止时才受到重力作用、地球上的物体只有静止时才受到重力作用 D D、物体只有落向地面时才受到重力作用、物体只有落向地面时才受到重力作用练习练习2 2：宇航员从月球取回一块质量为宇航员从月球取回一块质量为 2 kg 2 kg 的矿石标本，拿到地球上，这块矿石的质量的矿石标本，拿到地球上，这块矿石的质量是多少？受到的重力是多少？是多少？受到的重力是多少？g=9.8m/sg=9.8m/s2 22kg19.6N练习练习3 3：关于物体所受的重力，以下说法中正确的是：关于物体所受的重力，以下说法中正确的是A A、物体只有在地面静止时才受到重力作用、物体只有在地面静止时才受到重力作用B B、物体在自由下落时所受的重力小于物体在静止时、物体在自由下落时所受的重力小于物体在静止时所受到的重力所受到的重力C C、物体在向上抛出时受到的重力大于物体在静止时、物体在向上抛出时受到的重力大于物体在静止时所受到的重力所受到的重力D D、同一物体在同一地点，不论其运动状态如何，它、同一物体在同一地点，不论其运动状态如何，它所受到的重力都是一样大所受到的重力都是一样大DABC练习练习4 4：多选多选关于物体的重心，以下说法中正确的是关于物体的重心，以下说法中正确的是 A A物体的重心不一定在物体上物体的重心不一定在物体上 B B用线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心用线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心 C C一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变 D D舞蹈演员在做各种优美动作时，其重心的位置不变舞蹈演员在做各种优美动作时，其重心的位置不变 练习练习5 5：多选多选一个物体所受重力在下列哪些情况下会发生变化一个物体所受重力在下列哪些情况下会发生变化A A把它从赤道拿到南极把它从赤道拿到南极B B把它送到月球上去把它送到月球上去 C C把它放到水里把它放到水里D D改变它的运动状态改变它的运动状态ABAABCDBCD练习练习6 6：把一个边长为：把一个边长为 L L 的正方形薄板绕的正方形薄板绕C C 点缓慢转动点缓慢转动 4545，则物体的重心位置升高了多少？，则物体的重心位置升高了多少？版权所有：徐圣钦QQ：894665727思考谁受到力？受到什么力？为什么会受到这个力？版权所有：徐圣钦QQ：894665727形变形变：物体在力作用下形状或体积发生改变弹性形变：有些物体在力的作用下发生形变，力撤消后又能够恢复原状的形变。非弹性形变：生活中还有些物体发生形变并撤消力以后不能恢复原状，如橡皮泥。思考：用力压讲台桌面或者用力跺地板，用力压玻璃等，发生形变了吗？它们又属于什么类型的形变？版权所有：徐圣钦QQ：894665727演示：微小形变物物体体发发生生弹弹性性形形变变后后，为为什什么么会会恢恢复复原原状状呢呢？版权所有：徐圣钦QQ：894665727弹力定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。产生条件？相互接触接触面发生弹性形变【例例1 1】关于弹力的产生，下列说法正确的是关于弹力的产生，下列说法正确的是()()A.A.只要两物体相接触就一定产生弹力只要两物体相接触就一定产生弹力 B.B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力只要两物体相互吸引就一定产生弹力 C.C.只要物体发生形变就一定有弹力产生只要物体发生形变就一定有弹力产生 D.D.只有发生弹性形变的物体才会对它接触的物只有发生弹性形变的物体才会对它接触的物 体产生弹力作用体产生弹力作用【解析】弹力的产生条件弹力的产生条件接触和弹性形变。接触和弹性形变。A A、C C都只有都只有弹力产生条件的一个方面，而弹力产生条件的一个方面，而B B只说只说“有相互吸引有相互吸引”，只能，只能证明有力存在，不一定是弹力，故选证明有力存在，不一定是弹力，故选D D。D版权所有：徐圣钦QQ：894665727弹力定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。谁受到力？谁施加力？如何度量大小？方向向哪里？作用在哪里？与它接触的物体发生弹性形变的物体接触面上版权所有：徐圣钦QQ：894665727弹力的方向弹力的方向指向物体恢复形变的方向弹力的方向与物体的形变方向相反放在地板上的物体对地板的压力和受到地板的支持力属于弹力吗？力的作用方向分别向哪里？绳子的拉力属于弹力吗？力的作用方向分别向哪里？思考版权所有：徐圣钦QQ：894665727弹力定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。谁受到力？谁施加力？如何度量大小？方向向哪里？作用在哪里？与它接触的物体与它接触的物体发生弹性形变的物体发生弹性形变的物体接触面上接触面上与物体的形变方向相反版权所有：徐圣钦QQ：8946657271.提出问题：对于同一个弹簧，弹力的大小与什么因素有关呢？2.猜想：可能与什么有关？3.实验验证：方案设计？实验室常规器材任选实验室常规器材任选弹簧弹力如何精确测得？弹簧弹力如何精确测得？弹簧的伸长量如何精确测得弹簧的伸长量如何精确测得？可以用已知质量的钩码m，利用二力平衡得出F=mg。用刻度尺量出原长L L0和挂上不同钩码的现长L1，二者相减求得伸长量x=Lx=L1 1-L-L0 0多次测量找二者关系。多次测量找二者关系。弹簧种类，伸长量版权所有：徐圣钦QQ：894665727弹力的大小：探究弹簧弹力与形变量的关系一、实验原理一、实验原理1.1.如如图图，在在弹弹簧簧下下端端悬悬挂挂钩钩码码时时弹弹簧簧会会伸伸长长，平平衡衡时时弹弹簧簧产产生生的的弹弹力力与与所所挂挂钩钩码码受受到到的的重重力力 弹弹簧簧的的原原长长与与挂挂上上钩钩码码后后弹弹簧簧的的长长度度可可以以用用 测测出出，其其伸长量伸长量x x可以用弹簧的长度可以用弹簧的长度减去减去 来来求得求得图1大小相等大小相等刻度尺刻度尺原长原长1234567F=mg/N0l/cmx/cm02.建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用_连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系3.描点画图版权所有：徐圣钦QQ：894665727弹力的大小：探究弹簧弹力与形变量的关系版权所有：徐圣钦QQ：894665727弹力的大小：探究弹簧弹力与形变量的关系4.4.得出结论：得出结论：在实验误差允许范围内，弹簧弹力的大小在实验误差允许范围内，弹簧弹力的大小F F 跟跟 弹簧的形变量成正比弹簧的形变量成正比.3.描点画图版权所有：徐圣钦QQ：894665727弹力的大小胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长量（或压缩量）的长度 x 成正比。劲度系数是与弹簧的本身有关的物体量，即生活中所说的弹簧的“软”、“硬”形变量（伸长或压缩量）k k是劲度系数，单位是是劲度系数，单位是 N/mN/m弹簧的弹力，单位N胡克定律的适用范围：在弹簧的弹性限度内版权所有：徐圣钦QQ：894665727课堂练习L0 x=3 cmmgkx=mg根据胡克定律：F=kx单位有一根弹簧的长度是有一根弹簧的长度是15 cm15 cm，在下面挂上，在下面挂上0.3 kg0.3 kg的重物后长度的重物后长度变成了变成了18 cm18 cm，求弹簧的劲度系数，求弹簧的劲度系数?Fk竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4的物体时，弹簧的物体时，弹簧长度为长度为12cm；挂重为；挂重为6的物体时，弹簧长度为的物体时，弹簧长度为13cm，则弹簧原长为，则弹簧原长为_ cm，劲度系数为，劲度系数为_ N/m.10200版权所有：徐圣钦QQ：894665727【例例3 3】量得一只弹簧测力计量得一只弹簧测力计3 3和和5 5两刻度线之间的距离为两刻度线之间的距离为2.5cm2.5cm。求：。求：此弹簧测力计此弹簧测力计3N3N、5 5刻度线与零刻度线之间的距离；刻度线与零刻度线之间的距离；此弹簧测力计所用弹簧的劲度系数。此弹簧测力计所用弹簧的劲度系数。【答案】3.75 cm 6.25 cm 80 N/m3.75 cm 6.25 cm 80 N/m版权所有：徐圣钦QQ：894665727弹力的种类放在地板上的物体对地板的压力和受到地板的支持力属于弹力吗？力的作用方向分别向哪里？绳子的拉力属于弹力吗？力的作用方向分别向哪里？思考思考:我们前面学过微小形变：我们前面学过微小形变：（1 1 1 1）压力和支持力（）压力和支持力（）压力和支持力（）压力和支持力（F F F FN N N N）压力和支持力均为弹力，方向垂直于支持面指压力和支持力均为弹力，方向垂直于支持面指向受力物体。向受力物体。注意注意：若接触面是曲面，则弹力的方向垂直过若接触面是曲面，则弹力的方向垂直过接触点的切线方向。接触点的切线方向。（2 2 2 2）拉力）拉力）拉力）拉力(F F F FT T T T）沿绳收缩的方向沿绳收缩的方向。弹力的种类F如何利用假设法判断弹力的有无？如何利用假设法判断弹力的有无？1 1）假设无弹力：）假设无弹力：假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，判断假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，判断物体在该处是否受到弹力作用。物体在该处是否受到弹力作用。2 2）假设有弹力：）假设有弹力：假设与研究对象接触的物体施加了弹力，判断运动状态是否改变。假设与研究对象接触的物体施加了弹力，判断运动状态是否改变。1.条件法：直接接触，发生弹性形变条件法：直接接触，发生弹性形变2.假设法：假设法：3.状态法：由受力平衡分析是否有弹力。状态法：由受力平衡分析是否有弹力。F FN N方法：假设法方法：假设法+受力平衡法受力平衡法F FF FN NF FF FN NF FN NG GF FN NF FN NG G不平衡不平衡不平衡不平衡F FN NG GF F不平衡不平衡【总结提升总结提升】弹力有无的判断弹力有无的判断接触面均光滑接触面均光滑版权所有：徐圣钦QQ：894665727课堂练习：弹力的有无判断在下列各图中，在下列各图中，a a、b b均处于静止状态，且接触面均光滑，均处于静止状态，且接触面均光滑，a a、b b间一定有弹力的是间一定有弹力的是()()A.A.B.B.C.C.D.D.B版权所有：徐圣钦QQ：894665727课堂练习：画出以下弹力方向1、曲面与平面接触、曲面与平面接触曲面与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体FFN版权所有：徐圣钦QQ：894665727课堂练习：画出以下弹力方向2、点与平面接触、点与平面接触F点与平面间弹力方向：过接触点垂直平面指向受力物体ABNANBN版权所有：徐圣钦QQ：894665727课堂练习：画出以下弹力方向3、曲面与曲面接触、曲面与曲面接触曲面与曲面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体半球形的碗NABNNB对A版权所有：徐圣钦QQ：894665727课堂练习：画出以下弹力方向版权所有：徐圣钦QQ：894665727弹力小结定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。谁受到力？谁施加力？如何度量大小？方向向哪里？作用在哪里？与它接触的物体发生弹性形变的物体接触面上恢复原状方向