人教版高中物理必修一第9讲：重力与弹力(教师版)——十里堡陈曦

重力和弹力

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1.会判断重心的位置

2.弹力产生条件及方向的判断以及弹簧弹力，胡克定律的应用

一、重力

1.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力

(1)地球上的物体受到重力，施力物体是地球。

(2)重力的方向总是竖直向下的。

2.重心：物体的各个部分都受重力的作用，但从效果上看，我们可以认为各部分所受重力的作用都集中于一点，这个点就是物体所受重力的作用点，叫做物体的重心。

（1）质量均匀分布的有规则形状的均匀物体，它的重心在几何中心上。

（2）一般物体的重心不一定在几何中心上，可以在物体内，也可以在物体外。一般采用悬挂法。

3.重力的大小：G=mg

二、弹力

1.弹力⑴发生弹性形变的物体，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。

⑵产生弹力必须具备两个条件：①两物体直接接触；②两物体的接触处发生弹性形变。

2.弹力的方向：物体之间的正压力一定垂直于它们的接触面，在分析拉力方向时应先确定受力物体。

3.弹力的大小

弹力的大小与弹性形变的大小有关,弹性形变越大,弹力越大.

弹簧弹力：F = Kx (x为伸长量或压缩量,K为劲度系数)

4.相互接触的物体是否存在弹力的判断方法

如果物体间存在微小形变,不易觉察,这时可用假设法进行判定.

三、弹力方向

1与物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体

2点面接触的情况下，垂直于面

3在两个曲面接触（相当于点接触）的情况下，垂直于过接触点的公切面。

4绳子的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，且一根轻绳上的张力处处相等

5轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向不一定沿杆

类型一：重心位置的判断

例1．如图所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，当水由

小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会( )

A．一直下降

B．一直上升

C．先升高后降低

D．先降低后升高

答案：D

解析：重心的位置跟物体的形状和质量分布有关，当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心。随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心也下降；后一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心都升高；最后，水流完时，重心又回到球心。故球壳和水的共同重心将先降低后升高，D选项正确。

例2．一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称的体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G′，则( )

A．G>G′B．G

C．G＝G′D．无法确定

答案：C

解析：人平直伸出腿后，身体重心所在的竖直线必过与台面接触的脚，即重心仍在台面上方，故两次示数应相同。

类型二：弹力

例3、在下图中，A、B两球相互间一定有弹力作用的图是 ( )

解析：使用假设法判断弹力，假设两球受到弹力，看是否能保持静止。若能保持，则可能受到弹力，若不能保持，则没有受到弹力。经过分析，则A，C中小球不受到弹力，D中可能有，也可能无。但是B中小球一定受到弹力。

答案：B

例4.如图所示，物体A静止在斜面B上.下列说法正确的是（）

A.斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的

B.物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的

C.斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的

D.物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相同的

解析：弹力的方向垂直于接触面，弹力的施力物体是发生形变的物体，

弹力的受力物体是引起形变的物体。

答案CD

类型三：胡克定律

例5．（2014秋•朝阳区期末）一轻弹簧上端固定在天花板上，下端悬挂一个质量为m的木块，木块处于静止状态．测得此时弹簧的伸长量为△l（弹簧的形变在弹性限度内），则此弹簧的劲度系数为（）

A．B．m g△l C．D．

解析

本题考点是胡克定律

本题比较简单，可以直接利用胡克定律公式F=kx列式求解．

根据二力平衡可知：弹簧弹力和重力大小相等，故有：mg=kx=k△l，所以劲度系数

k=，故ABC错误，D正确．

故选：D．

本题是胡克定律公式F=kx的直接运用，记住公式即可．

例6（2014秋•西城区期末）某同学探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系．实验装置如图所示，刻度尺（最小刻度为毫米）的0刻度线与弹簧上端对齐．实验中，通过改变弹簧下端所悬挂钩码的质量，改变弹簧弹力，并记录下此时弹簧长度，进而求得弹簧的劲度系数k．重力加速度g取10m/s2．

（1）如图是在弹簧下端悬挂质量为350g钩码时实验装置的示意图，此时弹簧的实际长度为14.84 cm；

（2）若已知弹簧原长为7.80cm，则根据此次测量的数据，求得弹簧的劲度系数k= 50 N/m．（保留2位有效数字）

解析：探究弹力和弹簧伸长的关系．

解：（1）根据示意图读出此时弹簧的实际长度为14.84cm．

（2）弹簧原长为7.80cm，则压缩量为x=14.84cm﹣7.80cm=7.04cm

弹簧的弹力大小为 F=mg=0.35×10=3.5N

根据胡克定律F=kx，得弹簧的劲度系数：k==N/m≈50N/m

故答案为：（1）14.84（14.82﹣14.86均对）；（2）50．

基础演练

1.书放在水平桌面上，桌面会受到弹力的作用，产生这个弹力的直接原因是（）

A.书的形变

B.桌面的形变

C.书和桌面的形变

D.书受到的重力

答案：A