人教版2019高中物理必修一3.1重力与弹力(共47张PPT)

文档属性

名称 人教版2019高中物理必修一3.1重力与弹力(共47张PPT)
格式 pptx
文件大小 36.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-10-20 21:34:00

图片预览

文档简介

(共47张PPT)
诚 朴 勤 勇
单击此处编辑母版标题样式
高一物理备课组
第三章 相互作用——力
1.重力和弹力
物理必修第一册
诚 朴 勤 勇
1、足球的运动状态发生变化了吗?如何变化?
足球运动状态发生变化的原因是什么?
2、撑杆调高的杆为什么会弯?
想一想
诚 朴 勤 勇
一、相互作用——力
1、概念:
力是物体与物体间的相互作用。
2、作用效果:
(1)改变物体的运动状态。
(2)使物体发生形变。
3、力的特性:
(1)物质性:
力不能脱离施力物体与受力物体单独存在。
(2)相互性:
施力物体同时也是受力物体。
(3)同时性:
物体间的相互作用同时产生,同时消失。
(4)矢量性:
力是矢量,不仅有大小,还有方向。
运动状态的变化有那几种情形?
①速度的大小发生变化
②速度的方向发生变化
③速度的大小和方向都发生变化
诚 朴 勤 勇
力的作用效果与哪些因素有关?
思考与讨论
力的三要素:
力的大小、方向和作用点
一、相互作用——力
诚 朴 勤 勇
力的图示(准确表示力的三要素)
作图步骤:
1、选定合适的标度;
2、从作用点开始沿力的方向画一线段,
线段的长度由力的大小和所选标度确定。
3、画上箭头(表示力的方向),用箭头(或箭尾)表示力的作用点。线段所在的直线叫做力的作用线。
力的示意图(准确表示力的方向、作用点,粗略表示力的大小)
只准确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
15N
F=30N
F=30N
线段的长度—大小
箭头的方向—方向
起点(终点)—作用点.
两者区别:定量或定性反映力
一、相互作用——力
诚 朴 勤 勇
地球表面附近的物体,为什么落向低处,最终落回地面
因为都受到了地球的吸引
诚 朴 勤 勇
二、重力
1、概念:
由于地球吸引而使物体受到的力。
地球附近一切物体都受到重力的作用。
施力物体:
地球
受力物体:
物体
注意:
(1)不能说重力就是地球对物体的吸引力(G≤F引)
(2)地球上一切物体都受重力作用,物体所受重力的施力物体是地球
(3)物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小、是否接触无关
诚 朴 勤 勇
二、重力
2、大小:
3、方向:
竖直向下
地球不同地方重力方向不同
竖直向下
垂直水平面向下
垂直向下
×
g是自由落体加速度,也叫重力加速度。一般情况下取g = 9.8 N/kg,粗略计算中取g = 10N/kg 。
⑴重力加速度随着纬度的增加而增加,即赤道最小,两极最大。
⑵在地面的同一地点,重力加速度随着高度的增加而减小。
G=mg
G
G
诚 朴 勤 勇
4.重力作用点——重心:
①定义: 一个物体的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点,这一点叫做物体的重心。
G
②重心的位置:
A:形状规则,质量均匀分布的物体,它的重心在其几何中心处。
B:质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。
C:重心的位置是可以变化的。
二、重力
诚 朴 勤 勇
D:重心不一定在物体上。
E:悬挂法(二力平衡)确定薄板重心的位置。
4.重力作用点——重心:
二、重力
诚 朴 勤 勇
跳高姿势的变化是不断刷新跳高成绩的关键之一,请你谈一谈背越式跳高与跨越式跳高相比有什么优点.
优秀跳高运动员都采用“背越式”技术
如果直立身体翻越,那么运动员需要把重心提高到杆子半个身长以上才能全身翻过去。(人的重心在身体中段)
而采用背越式,重心只要稍微高出杆子就可以翻越了。
诚 朴 勤 勇
一杯子装满水,杯的底部有一个小孔,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(   )
A、一直下降 B、一直上升
C、先升后降 D、先降后升
D
诚 朴 勤 勇
A
D
B
C
把一个边长为L的正方形薄板绕C点缓慢转动45 , 则物体的重心位置升高了多少?
A
B
A
D
诚 朴 勤 勇
1、接触力:
物体与物体直接接触才发生的力。例如:拉力、压力、支持力、弹力、摩擦力
2、非接触力:物体与物体不接触就可发生的力。例如:重力、电场力、磁场力。(所有场力都是非接触力)
接触力与非接触力
诚 朴 勤 勇
形变:物体在力的作用下的形状或体积会发生改变。
想一想:任何物体受到力,是否一定发生形变?
一定发生形变,只是有的形变明显(明显形变),有的不明显(微小形变)。
一块剖面为三角形的有机玻璃压在另一块有机玻璃上,发生的形变肉眼不能看出。但是形变后,当特殊的光通过有机玻璃不同部位时,产生的花纹会发生变化,利用仪器可以看到这种差异。
三、形 变
诚 朴 勤 勇
通过平面镜观察桌面的微小形变
三、形 变
诚 朴 勤 勇
三、形 变
诚 朴 勤 勇
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。
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、保险丝等。
形变超过一定限度,即使撤去作用力,物体也不能完全恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度。
三、形 变
诚 朴 勤 勇
1.概念:
四、弹力
发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力称为弹力。
施力物体
受力物体
2.弹力产生条件
相互接触
发生弹性形变(相互挤压)
两者需同时满足
诚 朴 勤 勇
被跳水运动员压弯的跳板,要恢复原状,对上面的人产生弹力(支持力)
人的脚发生形变,对跳板,产生弹力(压力)
弹簧发生压缩形变,要恢复原状,对手有向上的弹力。
手发生挤压形变,要恢复原状,对弹簧有向下的弹力。
弹力产生过程:
力→形变→在恢复原状→对接触物体生作用
谁形变
谁就产生弹力
谁就是
施力物体
四、弹力
谁阻碍形变恢复
谁就受弹力
谁就是
受力物体
诚 朴 勤 勇
3.方向:
弹力方向指向形变趋于恢复的方向
四、弹力
弹力的方向与物体的形变方向相反
诚 朴 勤 勇
桌面发生弹性形变在恢复时
物体受到支持力
FN
物体发生弹性形变在恢复时
FN
物体受到支持力
桌面受到压力
桌面受到的压力
4.常见弹力(拉力、压力、支持力)的方向
(1)压力:由于被支持物体发生形变,而对支持物产生的弹力。压力的方向总是垂直于接触面,指向被压的物体。
(2)支持力:支持面发生形变,对被支持的物体产生的弹力。支持力的方向总是垂直支持面,指向被支持的物体。
四、弹力
诚 朴 勤 勇
4.常见弹力(弹簧、绳子)的方向
四、弹力
F
F
F
F
F
F
弹簧的拉伸或压缩产生的弹力
弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状方向。
绳的拉力
拉力的方向:沿着绳而指向绳子收缩的方向。
诚 朴 勤 勇
弹簧弹力和伸长量的关系怎样?
想一想
诚 朴 勤 勇
弹簧的弹力大小与形变量有什么关系
两者在量的大小上有定量关系
由待测参量设计实验并组装仪器
测量并记录弹力F与形变量x大小
提出问题
大胆猜想
设计实验
进行实验
处理数据
得出结论
探究弹簧的弹力和形变量大小的关系
诚 朴 勤 勇
1 2 3 4 5 6 7
F/N
l/cm
x/cm
测量和记录
探究弹簧的弹力和形变量大小的关系
诚 朴 勤 勇
数据分析
诚 朴 勤 勇
六、胡克定律
1、内容:在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
2、公式:F=kx
k:弹簧的劲度系数 (与弹簧的材料、粗细、直径、匝数和长度等量有关)。k越大,弹簧越“硬”,k越小,弹簧越“软”。)
单位:牛每米, 符号N/m。
x:形变量,即弹簧伸长(或缩短)的长度。即x=|L原 - L现 |。
诚 朴 勤 勇
如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:
①中弹簧的左端固定在墙上;
②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;
③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;
④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动。
若认为弹簧的质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )
A、L2>L1 B. L4>L3 C. L1>L3 D.L2=L4
D
弹簧秤的示数不显示合力,只显示一端的拉力。
诚 朴 勤 勇
【例题】一根弹簧受到10N的拉力时,它的长度12cm,当它受到16N拉力时,它的长度是14cm,则:
(1)该弹簧的原长和劲度系数分别是多少?
(2)弹簧受到20N的拉力时,仍在弹性限度内,则此时弹簧的长度为多少?
诚 朴 勤 勇
【例题】如图所示,两根相同的轻弹簧S1、S2,劲度系数都为k=4×102 N/m,悬挂重物的质量分别为m1=2 kg,m2=4 kg,取g=10 m/s2,则静止时S1、S2的伸长量分别为(  )
A.5 cm,10 cm B.10 cm,5 cm
C.15 cm,10 cm D.10 cm,15 cm
解析:
因为弹簧S1受到的拉力是下面整体对其的作用,而弹簧S2所受的拉力m2是对它的作用。本题首次体验整体法和隔离法。
C
诚 朴 勤 勇
【例题】如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为(  )
C
诚 朴 勤 勇
如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上。A. B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧,此时弹簧的形变量2cm。已知A. B两物体的重力分别是3N和5N.则细线的拉力及B对地面的压力可能是( )
A. 1N和0N B. 5N和7N
C. 5N和3N D. 1N和7N
CD
诚 朴 勤 勇
单击此处编辑母版标题样式
第三章 相互作用——力
弹力的拓展
物理必修第一册
诚 朴 勤 勇
一、弹力有无的判断
1、明显形变的根据弹力产生的条件:直接接触、发生弹性形变。
2、对于形变不明显的情况,通常用以下方法来判定:
a.假设法:假设将与研究对象接触的物体撤去,判断研究对象的运动状态是否发生改变,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力。
b.替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能不能维持原来的力学状态。如将侧壁、斜面用海绵来替换,将硬杆用轻弹簧(橡皮条)或细绳来替换。
c.状态法:因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合,所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡知识等)来判断物体间的弹力。
①假设无弹力:
②假设有弹力:
诚 朴 勤 勇
【例题】判断图小球是否受到弹力作用,若受到弹力,请指出其施力物体(接触面光滑)
一、弹力有无的判断
诚 朴 勤 勇
二、弹力方向的判断
平面与平面接触
平面与平面间弹力方向:
过接触面垂直平面指向受力物体
曲面与平面间弹力方向:
过接触点垂直平面指向受力物体
曲面与平面接触
诚 朴 勤 勇
二、弹力方向的判断
点与平面接触
A
B
点与平面间弹力方向:
过接触点垂直平面指向受力物体
曲面与曲面接触
A
B
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
诚 朴 勤 勇
点与点的接触
A
B
O
FN1
FN2
O
FN1
FN2
与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
点与点间弹力方向:
二、弹力方向的判断
诚 朴 勤 勇
轻杆力特点:
物体受到轻杆的给力特点:
1、可拉可压(类似弹簧);
2、杆所受的力不一定沿杆的方向;可能沿任意方向
不计质量的杆
3、轻杆有铰链(转轴)时,弹力方向一定沿杆
F
二、弹力方向的判断
诚 朴 勤 勇
画出物体A所受的弹力
诚 朴 勤 勇
诚 朴 勤 勇
诚 朴 勤 勇
小 结
诚 朴 勤 勇
弹簧与绳子弹力的异同点:
弹簧或绳子的拉力方向,与弹簧或绳子的收缩(恢复形变)方向相同。
相同点:
弹簧可以被压缩,绳不能。
形变不同,弹簧的弹力不会立即消失,绳子属于微小形变,恢复快,可以立即消失。
不同点:
三、轻绳和轻弹簧的弹力
诚 朴 勤 勇
A
A
B
B
轻绳只能产生拉力,方向沿绳指向绳收缩的方向,形变属于微小形变,绳断瞬间,力也瞬间消失。
弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线,形变属于明显形变,绳断瞬间,力不会马上消失。
绳断瞬间
即:轻绳的弹力可以发生突变,轻弹簧的弹力不能发生突变。
诚 朴 勤 勇
单击此处编辑母版标题样式
感谢聆听