3.1 重力与弹力 导学案 -2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.1 重力与弹力 导学案 -2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-06 14:01:25 | ||
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文档简介
3.1 重力与弹力学案
【学习目标】
1．知道重力的产生及定义。
2．能够用力的示意图和图示表示重力。
3．知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。
4．通过实验探究弹簧弹力与弹簧形变量的关系，理解胡克定律，理解劲度系数的物理意义，并能利用胡克定律解决相关问题。
【学习重难点】
重点：重力的产生，大小，方向，作用点，弹力的大小和方向，探究性实验的实施。
难点：重心，弹力的大小和方向，探究性实验的实施。
【学习过程】
知识梳理
一、力和力的图示
1．力的作用效果：(1)使物体的运动状态发生变化；(2)使物体发生形变．
2．力：(1)定义；(2)单位；(3)矢量性．
3．力的表示方法：(1)力的图示；(2)力的示意图．
二、重力
1．定义；2．大小；3．方向；4．作用点——重心．
三、四种基本相互作用
1．万有引力；2．电磁相互作用；3．强相互作用；4．弱相互作用．
四、弹力
弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上，几种常见情况如下：
(1)压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直于接触面的切线；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线过球心，如图所示．
(2)绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向．
五、弹力有无的判断：
(1)对于明显形变的情况，可以根据弹力产生条件直接进行判断．
(2)对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方法：
①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用．
②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力．
六、胡克定律
成立条件：在弹性限度内．对F＝kx的理解：
(1)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度．
(2)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关．
(3)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.
(4)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.
课堂练习
一、单选题
1．某物体放在地球表面所受重力为40牛，如果把它放在某个行星表面，该行星表面的重力加速度为地球表面的2倍，则该物体在此行星表面的（ ）
A．质量为4千克，所受重力为40牛 B．质量为8千克，所受重力为80牛
C．质量为8千克，所受重力为40牛 D．质量为4千克，所受重力为80牛
2．松鼠在中国的东北和华北各地十分常见，如图所示，一只松鼠站在倾斜的树枝上，则树枝对松鼠的弹力的方向为（ ）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．垂直树枝斜向上 D．沿树枝方向
3．在半球形光滑容器内，放置一细杆，如图所示细杆与容器的接触点分别为A、B两点，则容器上A、B两点对细杆的作用力方向为（ ）
A． B．
C． D．
4．一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.20m，它们的下端固定在地面上，上端自由，如图甲所示。当加力压缩此组合弹簧时，测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示，则大弹簧和小弹簧的劲度系数分别是（ ）
A．100 N/m，200 N/m
B．200 N/m，100 N/m
C．100 N/m，300 N/m
D．300 N/m，200 N/m
5．关于重心及重力，下列说法正确的是（ ）
A．据G=mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力不一定较大
B．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力
C．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下
D．物体的形状改变后，其重心位置不会改变
6．关于物体的重心，下列说法正确的是（ ）
A．物体升高或降低时重心在物体中的位置也随之升高或降低
B．用细线竖直悬挂的物体静止时，细线的方向一定通过该物体的重心
C．形状规则的物体，其几何中心一定与其重心重合
D．因物体的重心是重力的等效作用点，所以物体的重心一定在物体上
7．关于胡克定律，下列说法不正确的是（ ）
A．由可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x的大小成正比
B．由可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量x成反比
C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关
D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的数值
8．三个半径相同的小球放置于相同的凹形槽上，如图所示。在图（1）、图（2）和图（3）中，小球的重心分别在球心上方、球心和球心下方，对应凹槽对小球两个弹力之间的夹角分别为、和，三夹角关系为（ ）
A． B．
C． D．因小球质量未知，故无法确定
9．下列说法中正确的是（ ）
A．力是物体与物体之间的相互作用
B．只有直接接触的物体间才有力的作用
C．由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在
D．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用
二、填空题
10．请将下列物理量按一定的规则分类：①位移、②速率、③时间、④加速度、⑤力，分类的依据是_______，_______是一类，_______是第二类（可用物理量前的数字表示）。
11．为了探究弹簧的弹力F与伸长量x的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图像，从图像上看，该同学没能完全按实验要求做，使图像上端成为曲线，其原因是_________________。乙弹簧的劲度系数为______________N/m。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧______________（填“甲”或“乙”）。
12．一根轻弹簧的伸长量跟所受的外力F之间的关系如图所示，试求：
(1)弹簧的劲度系数=______；
(2)若弹簧原长，当把弹簧压缩到长时，需要的压力=______N；
(3)若弹簧原长，如果用的拉力（仍在弹性限度内），弹簧长度是______。
参考答案：
1．D2．C3．C4．A5．A6．B7．B8．B9．A10． 矢量和标量 ①④⑤（或②③） ②③（或①④⑤）11． 超过了弹簧的弹性限度 200 甲12． 1500N/m 300N 100cm
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
【学习目标】
1．知道重力的产生及定义。
2．能够用力的示意图和图示表示重力。
3．知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。
4．通过实验探究弹簧弹力与弹簧形变量的关系，理解胡克定律，理解劲度系数的物理意义，并能利用胡克定律解决相关问题。
【学习重难点】
重点：重力的产生，大小，方向，作用点，弹力的大小和方向，探究性实验的实施。
难点：重心，弹力的大小和方向，探究性实验的实施。
【学习过程】
知识梳理
一、力和力的图示
1．力的作用效果：(1)使物体的运动状态发生变化；(2)使物体发生形变．
2．力：(1)定义；(2)单位；(3)矢量性．
3．力的表示方法：(1)力的图示；(2)力的示意图．
二、重力
1．定义；2．大小；3．方向；4．作用点——重心．
三、四种基本相互作用
1．万有引力；2．电磁相互作用；3．强相互作用；4．弱相互作用．
四、弹力
弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上，几种常见情况如下：
(1)压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直于接触面的切线；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线过球心，如图所示．
(2)绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向．
五、弹力有无的判断：
(1)对于明显形变的情况，可以根据弹力产生条件直接进行判断．
(2)对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方法：
①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用．
②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力．
六、胡克定律
成立条件：在弹性限度内．对F＝kx的理解：
(1)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度．
(2)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关．
(3)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.
(4)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.
课堂练习
一、单选题
1．某物体放在地球表面所受重力为40牛，如果把它放在某个行星表面，该行星表面的重力加速度为地球表面的2倍，则该物体在此行星表面的（ ）
A．质量为4千克，所受重力为40牛 B．质量为8千克，所受重力为80牛
C．质量为8千克，所受重力为40牛 D．质量为4千克，所受重力为80牛
2．松鼠在中国的东北和华北各地十分常见，如图所示，一只松鼠站在倾斜的树枝上，则树枝对松鼠的弹力的方向为（ ）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．垂直树枝斜向上 D．沿树枝方向
3．在半球形光滑容器内，放置一细杆，如图所示细杆与容器的接触点分别为A、B两点，则容器上A、B两点对细杆的作用力方向为（ ）
A． B．
C． D．
4．一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.20m，它们的下端固定在地面上，上端自由，如图甲所示。当加力压缩此组合弹簧时，测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示，则大弹簧和小弹簧的劲度系数分别是（ ）
A．100 N/m，200 N/m
B．200 N/m，100 N/m
C．100 N/m，300 N/m
D．300 N/m，200 N/m
5．关于重心及重力，下列说法正确的是（ ）
A．据G=mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力不一定较大
B．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力
C．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下
D．物体的形状改变后，其重心位置不会改变
6．关于物体的重心，下列说法正确的是（ ）
A．物体升高或降低时重心在物体中的位置也随之升高或降低
B．用细线竖直悬挂的物体静止时，细线的方向一定通过该物体的重心
C．形状规则的物体，其几何中心一定与其重心重合
D．因物体的重心是重力的等效作用点，所以物体的重心一定在物体上
7．关于胡克定律，下列说法不正确的是（ ）
A．由可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x的大小成正比
B．由可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量x成反比
C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关
D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的数值
8．三个半径相同的小球放置于相同的凹形槽上，如图所示。在图（1）、图（2）和图（3）中，小球的重心分别在球心上方、球心和球心下方，对应凹槽对小球两个弹力之间的夹角分别为、和，三夹角关系为（ ）
A． B．
C． D．因小球质量未知，故无法确定
9．下列说法中正确的是（ ）
A．力是物体与物体之间的相互作用
B．只有直接接触的物体间才有力的作用
C．由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在
D．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用
二、填空题
10．请将下列物理量按一定的规则分类：①位移、②速率、③时间、④加速度、⑤力，分类的依据是_______，_______是一类，_______是第二类（可用物理量前的数字表示）。
11．为了探究弹簧的弹力F与伸长量x的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图像，从图像上看，该同学没能完全按实验要求做，使图像上端成为曲线，其原因是_________________。乙弹簧的劲度系数为______________N/m。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧______________（填“甲”或“乙”）。
12．一根轻弹簧的伸长量跟所受的外力F之间的关系如图所示，试求：
(1)弹簧的劲度系数=______；
(2)若弹簧原长，当把弹簧压缩到长时，需要的压力=______N；
(3)若弹簧原长，如果用的拉力（仍在弹性限度内），弹簧长度是______。
参考答案：
1．D2．C3．C4．A5．A6．B7．B8．B9．A10． 矢量和标量 ①④⑤（或②③） ②③（或①④⑤）11． 超过了弹簧的弹性限度 200 甲12． 1500N/m 300N 100cm
试卷第1页，共3页
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