人教版（2019） 必修 第一册 3.1 重力与弹力课件（2）（47页PPT）

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人教2019版 必修第一册
3.1 重力与弹力
第三章 相互作用——力
【新课导入】
力是一个物体对另一个物体的作用。认识一个力，需要弄清以下几个问题：
谁受到的力，谁施加的力？
怎样量度它的大小？
它的方向如何？作用点在哪里？
分析空中人所受的重力。关于上述问题，你知道哪些？
一、力的概念
力是改变物体___________、产生_______的原因。
运动状态
形变
力是_____________之间的相互作用。力的作用是_______。
相互的
物体与物体
力是矢量，有大小也有方向。其大小用___________测量力的大小，力的单位是______，简称____，用字母____表示。
测力计
牛顿
牛
N
对力的概念的理解:
力是物体间的相互作用
1.力的物质性—
2.力的相互性—
3.力的矢量性—
力不能离开施力物体和 受 力物体而独立存在
一个力总是联系着两个物体: 施力物体同时也是受力物体;施力物和受力物同时存在、同时作用
有大小又有方向
4.力的作用效果
力的三要素
改变物体的运动状态 使物体发生形变
力的图示与力的示意图
如图，绳对物体竖直向上的拉力大小为100N，用力的图示法表示拉力。
50N
F
.
F
2、 力的图示法作图步骤
.
作力的图示步骤：
① 选取合适的标度；
② 从力的作用点沿力的方向画一条线段，线段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上标出刻度；
③ 在线段的末端加箭头表示力的方向。
注意：画同一物体受多个力的图示时，表示各力的标度应统一。
一物体静止在斜面上，受到的支持力为 20N，用力的示意图表示这个力。
F
线段的长度和力的大小不要求严格对应
.
力的图示法
力的示意图：
用一根带有箭头的线段表示力的三要素
力的图示：
力的示意图：
只正确画出力的作用点和方向，不严格画出力的大小
线段的长度表示力的大小
线段上的箭头的指向表示方向
箭尾表示力的作用点
线段所在的直线叫做力的作用线
大小
方向
作用点
→长度
→箭头
→起点
F
5N
15N
定义：物体与物体之间的相互作用
大小：用测力计（弹簧秤）测量
方向：力有方向，是矢量
表示：
力
单位：牛顿，符号N
效果：
改变物体的运动状态
使物体产生形变
力的图示
力的示意图
分类：
从力的性质来分
从力的效果来分
二、重力
1、产生的原因：_____________________________
由于地球的吸引而使物体受到的力
2、大小：用弹簧秤测量(测量时物体必须保持静止)
用公式 G = mg 计算，g = 9.8 N/kg = 9.8 m/s2 ,
3、方向 —— 竖直向下（垂直水平面向下）
思考： G = mg ， 同一物体在赤道上重力最____；在两极最______;同一纬度时，高山比海面g值小。
小
大
注意：重力不等于地球的吸引力，它只是地球吸引力的一部分。
注意：不能说垂直地面向下，也不能说指向地心
3、方向 : 竖直向下(垂直于水平面向下)
放在斜面上的重物所受重力的方向
地球上不同地方重力方向不同
4、重心:重力的作用点称为重心
各部分都要受
到重力作用
等效
各部分受
到的重力
作用集中
于一点
质量分布均匀，形状规则的物体的重心在几何中心
质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。形状规则的均匀物体，它的重心比较容易确定。例如，均匀细直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱体的重心在轴线的中点
质量分布不均匀，形状不规则的物体的重心
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。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化
有的物体重心不在物体上
悬挂法确定重心
可以应用二力平衡的知识通过实验来确定形状不规则物体的重心位置。例如，要确定图中薄板的重心位置，可以先在 A 点把物体悬挂起来，通过 A 点画一条竖直线 AB，由于 A点悬线的拉力跟薄板的重力平衡，薄板的重心必定在 AB 连线上；然后，再选另一处 D 点把物体悬挂起来，过 D点画一条竖直线 DE，薄板的重心必定在 DE 连线上。因此，AB和 DE的交点 C，就是薄板的重心。
悬挂法确定重心的原理是什么？
二力平衡时，绳子拉力与重力处在同一直线上，重心必然在这条直线上。
产生原因：由于地球的吸引
大小：
G=mg (影响g的因素:纬度与高度)
方向：竖直向下（即垂直于水平面向下）
作用点(重心)
重心：重力的等效作用点 （1）影响重心位置的因素：
质量分布、形状；
（2）重心位置的确定：
形状规则的均匀物体：几何中心
薄板型物体： 悬挂法
重力
三、弹力
物体的形变一般可以分为：
弹性形变和弹力
拉伸形变
压缩形变
弯曲形变
扭曲形变
生活中的现象
发表自己的见解
观察各种现象的共性与区别？
：物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫形变.
（1）弹性形变:在形变后,撤去外力能够恢复原状,这种形变叫弹性形变.
（2）弹性限度:如果形变过大，超过一定的限度,撤去外力后,物体就不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度.
形变
特点：
任何物体都能发生形变
（3）非弹性形变:在形变后,撤去外力不能恢复原状,这种形变叫非弹性形变.
[注意]：弹性是有一定限度的，以后重点研究弹性形变，不加说明形变就是指弹性限度内的弹性形变。
（1）定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对与它接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力
（2）产生条件：
① 直接接触
② 发生弹性形变
施力物体：
发生形变的物体
受力物体：
与施力物体接触,使它发生形变,并阻碍其恢复原状的物体
有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不过形变很微小。
一切物体受到外力作用都要发生形变
显示微小形变的观察
通过平面镜观察桌面的微小形变
如图3.1-6，在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点。按压两镜之间的桌面，观察墙上光点位置的变化。
这个现象说明了什么？
压力和支持力产生的原因：
桌面形变
物体受到支持力
FN
物体形变
FN
物体受到支持力
桌面受到压力
桌面受到的压力
几种弹力及其方向
Ａ
Ｂ
Ｂ
Ｃ
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ａ
Ｂ
Ａ
Ｎ１
Ｎ２
Ｎ１
Ｎ２
Ｎ２
Ｎ１
Ｎ１
Ｎ２
讨论：下列Ａ、Ｂ、Ｃ三个物体间的弹力方向
接触面的弹力方向总是垂直于接触面指向受力物体.
绳子拉力产生的原因：
末受到拉力时
绳子形变方向
拉力
受到拉力时绳子变长
几种弹力及其方向
讨论：下列绳子产生的弹力方向
结论：绳子产生的弹力方向沿绳子收缩方向
讨论：下列弹簧产生的弹力方向
Ａ
B
结论：沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向。
注：一切物体都能发生形变
1.形变
（1）定义：物体在力的作用下形状或体积的改变
弹性形变：能够恢复原状的形变
（弹性限度）
非弹性形变：不能恢复原状的形变
（2）分类：
（1）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的力。
注:支持力、压力、拉力、推力等都属于弹力
2.弹力
（2）条件：
①直接接触 ②发生弹性形变
注:可用假设法判断弹力有没有弹力
课 堂 小 结
（3）弹力的方向：
①有平面或公切面时：
③弹簧产生的弹力方向：
弹力方向垂直于平面或公切面、与受力物体的形变方向相同。
②绳子产生的弹力方向：
沿绳子收缩方向
沿弹簧的轴线指向弹簧恢复原状的方向。
（4）弹力的大小：
弹性形变越大、弹力越大、形变消失，弹力也随之消失
课 堂 小 结
④压力和支持力的方向：都垂直于物体的接触面。
四、胡克定律
弹簧弹力和伸长量的关系
如图 甲，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。
然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，设计实验记录表格，记录弹簧在不同拉力下伸长的长度。弹簧的弹力等于钩码对弹簧的拉力。
以弹簧受到的弹力 F 为纵轴、弹簧伸长的长度 x 为横轴建立直角坐标系。根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点，作出 F-x 图像
注意事项：
（１）标尺要竖直且靠近指针，每次改变钩码后要待系统稳定后读数．　　　　　　
（２）读指针刻度时，应估读到下一位.
（３）不能超过弹性限度.
弹簧的弹力与弹簧的伸长的关系
X1
X2
X3
0
结论：
弹簧的弹力F和形变量x成正比
胡克定律
1、内容：
弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。
2、公式： F ＝ k x
(弹性限度内)
弹簧的劲度系数
单位：牛每米， 符号：N/m
弹簧弹簧伸长（或缩短）的长度