版新教材高中物理第三章第1节重力与弹力教案新人教版必修第一册

核

心

素

养

物理观念科学思维科学探究

1.知道重力产生的原因及重力的三要素。

2.知道重心的概念、物体的重心位置与什么

有关。

3.知道形变、弹性形变、弹性限度和弹力的

概念，了解弹力产生的条件，会分析弹力的

有无，会判断弹力的方向，并能正确画出弹

力的示意图。

4.了解胡克定律，会计算弹簧的弹力。

会用“悬挂法”

判断形状不规则

物体重心的位

置。

1.通过实验观察物体

的微小形变。

2.探究弹簧弹力与形

变量的关系。

版新教材高中物理第三章第1节重力与弹力教案新人教版必修

第一册

知识点一重力

[观图助学]

1.重力和重心的概念

产生由于地球的吸引而使物体受到的力

大小

(1)大小：G＝mg，式中G、m、g的单位分别为N、kg、N/kg(或m/s2)

(2)测量：用弹簧测力计竖直悬挂被测物体，当处于静止状态时，示数即为其重力大

小

方向总是竖直向下

重心

(1)定义：一个物体的各部分都受到重力作用，从效果上看，可以认为各部分受到的

重力作用集中于一点，即为物体的重心

(2)决定重心位置的因素：①物体的形状；②物体内质量的分布

2.力的图示和力的示意图

(1)力的图示

力可以用有向线段表示。有向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，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，只需画出力的作用点和方向，这种粗略表示力的方法，叫作力的示意图。

[思考判断]

(1)重力的方向也可以表述为指向地心。(×)

(2)重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上。(×)

(3)只有物体的重心才受到重力的作用。(×)

(4)两个力的大小都是5 N，则这两个力一定相同。(×),

重力是非接触力，重力的施力物体是地球，物体所受重力与所处的运动状态及是否受其他力无关。

重垂线就是利用重力的方向总是竖直向下的原理制成的。

如图描述的是“三毛”拉车的情景。

力的图示能表示力的三要素，精确表示力时经常用到。

力的示意图只能表示力的作用点和方向，在对物体的受力情况进行分析时经常用到。

知识点二弹力

[观图助学]

跳板为什么能将跳水运动员弹起？

压缩的弹簧为什么能使小车向左加速运动？

1.形变

(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生的改变。

(2)形变的形式⎩

⎪⎨⎪

⎧形状的改变：如弹簧长短的变化等。体积的改变：如用力挤压排球，排球体积变小等。

2.弹力：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。

3.三种常见弹力的方向

常见弹力 弹力方向

压力 垂直于物体的接触面，指向被压缩或被支持的物体

支持力 绳的拉力

沿着绳子指向绳子收缩的方向

[(1)接触的物体间一定有弹力。(×)

(2)弹力可以发生在没有接触的物体之间。(×)

(3)有些物体的形变是明显的，有些物体的形变是微小的。(√) (4)支持力的方向一定指向被支持的物体。(√) (5)弹簧的弹力方向一定沿着弹簧的轴线方向。(√),

微小形变：有些物体的形变很微小，需借助仪器才能观察到。

光学放大法

力学放大法

知识点三胡克定律

[观图助学]

1.弹性形变：物体在发生形变后，撤去作用力能够恢复原状的形变。

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：其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号是N/m，劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。

[思考判断]

(1)在弹性限度内，同一根弹簧被拉的越长弹力越大，弹力大小与弹簧长度成正比。(×)

(2)在弹性限度内，两根弹簧被伸长相同的长度，弹力的大小一定相等。(×)

(3)在弹性限度内，同一根弹簧被拉伸长度x和被压缩长度x，弹力的大小相等。(√)

(4)只有在一定条件下，胡克定律才成立。(√)

面团的形变为非弹性形变

劲度系数是弹簧本身的一种属性，与弹簧的形变量无关。

核心要点对重力和重心的理解

[要点归纳]

1.对重力的理解

(1)产生：重力是由于地球的吸引而产生的，但由于其自转的影响，重力一般不等于地球对物体的吸引力。

(2)大小

①同一地点，不同物体重力的大小与其质量成正比。

②不同地点，同一物体的重力随所处纬度的升高而增大，随海拔高度的增大而减小。

(3)方向：重力的方向总是竖直向下。

关键提醒

2.对重心的理解

(1)重心的特点：重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部分不受重力作用。

等效思想

(2)重心的位置及决定因素

①位置：重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。

②决定因素

a.物体质量分布情况。

b.物体的形状。

(3)对薄板类物体，可用支撑法或悬挂法来确定重心。

悬挂法找物体重心

如图所示，C点即为物体的重心，但该方法仅适用于薄板状物体

[试题案例]

[例1] 关于物体的重力和重心，下列说法正确的是( )

A.物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下

B.同一物体在地球上的不同位置，当用不同的弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的，当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同

C.物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点

D.形状规则的物体(如正方体)，其重心一定在其几何中心处

解析重力的方向为竖直向下而不是垂直地面向下，选项A错误；同一物体在地球上不同位置所受重力不同，与测力计无关，选项B错误；重心为物体各部分所受重力的等效作用点，选项C正确；重心的位置与物体的形状与质量分布是否均匀有关，如果质量不均匀分布，仅有规则几何外形，其重心也不一定在几何中心上，选项D错误。

答案 C

温馨提示(1)重心不是重力的真实作用点，重力作用于整个物体，重心是重力的等效作用