人教版高一物理必修第一册 3.1重力与弹力 课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
第三章
相互作用——力
第1节
重力与弹力
1、了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向，理解重心的概念。
2、知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图。
3、知道形变的概念，理解弹性形变和弹性限度。
4、知道弹力的定义及产生条件，会判断两个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方向
5、掌握胡克定律并能解决有关问题。
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设问：
3.物体发生形变的含义是什么？
4.怎样才能物体的运动状态发生变化？
2.物体运动状态发生变化的含义是什么？
1.匀速直线运动，匀加速直线运动有何区别？
一、力和力的图示
1.概念：物体与物体之间的相互作用，称作力。
注意：力不能脱离物体而存在，一定同时存在施力物体和受力物体。
力的作用是相互的，一个物体是受力物体的同时也是施力物体。
发生相互作用的两个物体不一定相互接触。
2.力的作用效果：①改变物体的运动状，②使物体发生形变。
3.力的三要素：大小、方向、作用点。
4.力的单位：牛顿，符号：N。
4.力的图示和示意图：
力的图示——包括三要素
力的示意图——大致表示力的作用点与方向
二、重力
设问：
什么使苹果落地？
什么是重力？
1.概念：
由于地球的吸引而使物体受到的力。
设问：
产生重力的原因是什么？
地球的吸引力是重力吗？可以说成地球的吸引力就是重力吗？
2.重力的大小与方向：
大小：G=mg
g为重力加速度
方向：竖直向下（不一定指向地心）
注意：
联系G与g随纬度、高度的变化
二、重力
3、重心：（重力的等效作用点）
说明：
1）质量分布均匀、形状规则物体，重心在物体的几何中心。
2）质量分布不均匀的物体，重心跟质量分布及物体形状都有关。
3）重心可能在物体上，也可能在物体之外。
思考：质量均匀分布、不规则薄板的重心位置如何确定？
二、重力
质量不均匀、不规则物体的重心
用悬挂法寻找重心
比萨斜塔是比萨大教堂的一座钟楼，1174年动工建造，1350年竣工。全塔高8层，高54.8米，重1.45万吨。该塔在建至第4层时出现倾斜，当建成之时，塔顶中心点已偏离垂直中心线2.1米。此后平均每年继续倾斜约1mm，经过600多年，目前该塔的斜度已达5.5度，顶部中心点偏离垂直中心线已近5米。
比萨斜塔为什么不倒?
重心问题:塔身重心并没超出塔基外援
练习1、关于物体的重心，以下说法中不正确的是
（
）
A．物体的重心不一定在物体上
B．用线悬挂的物体静止时，细线方向一定
通过重心
C．一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变
D．形状规则的任何物体的重心都在它的几何中心上
跟踪训练
练习2、关于物体所受的重力，以下说法中正确的是（　）
A、物体只有在地面静止时才受到重力作用
B、物体在自由下落时所受的重力小于物体在静止时所受到的重力
C、物体在向上抛出时受到的重力大于物体在静止时所受到的重力
D、同一物体在同一地点，不论其运动状态如何，它所受到的重力都是一样大
跟踪训练
练习3、关于力的下述说法中正确的是（
）
A．力是物体对物体的作用
B．只有直接接触的物体间才有力的作用
C．力可以离开物体而独立存在
D．力的大小可以用天平直接测量
跟踪训练
三、弹性形变和弹力
1.弹性形变和弹力
(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化.
①弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变.
②非弹性形变：外力撤去后不能完全恢复原状的形变.
(2)弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度.
(3)弹力：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.
三、弹性形变和弹力
3.判断物体是否产生了弹力
小球静止在光滑水平面上
本质：斜面与小球之间接触
但没有相互挤压因此没有相互作用力
弹力有无判断方法：假设法----假设没有挤压，看物体有没有静止，如果还能静止，说明没有挤压
2.弹力产生的条件：
①相互接触，②相互挤压。
三、弹性形变和弹力——实例分析
由于书的形变，对课桌产生向下的压力。
由于课桌的形变，对书产生向上的支持力。
压力和支持力都是弹力，压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，并从施力物体指向受力物体。
四、几种常见的弹力及方向
1、常见弹力：压力、支持力、拉力等
2、常见弹力的方向
（1）
支撑面的弹力
压力：方向垂直于接触面而指向被压的物体
支持力：方向总是垂直于接触面，指向被支持的物体．
F
F
F1
F’
F2
F1’
F2’
F’
四、几种常见的弹力及方向
（2）绳的拉力
由于绳被拉长而对所拉物体产生的弹力，通常称为拉力．拉力的方向总是沿绳而指向绳收缩的方向．
F
F1
F2
F1
F2
①可拉可压；
②杆所受的力不一定沿杆的方向。
（3）轻杆的弹力（不计质量不发生形变的杆）
四、几种常见的弹力及方向
（2）绳的拉力
由于绳被拉长而对所拉物体产生的弹力，通常称为拉力．拉力的方向总是沿绳而指向绳收缩的方向．
F
F1
F2
F1
F2
①可拉可压；
②杆所受的力不一定沿杆的方向。
（3）轻杆的弹力（不计质量不发生形变的杆）
①、点与平面接触
N
N`
点与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
光滑斜面
A
B
NA
NB
四、几种常见的弹力及方向
②、曲面与平面接触
N
N
N`
曲面与平面间弹力方向：
过接触点垂直平面指向受力物体
③曲面与曲面接触
半球形的碗
N
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
四、几种常见的弹力及方向——实例解析
例.
画出图7中静止物体A所受弹力的示意图.
平面和球面接触弹力方向：垂直平面反向延长线过球心。
四、几种常见的弹力及方向——实例解析
例.
画出图7中静止物体A所受弹力的示意图.
点和球面接触弹力方向：过点垂直球面切线，且延长线过球心。
四、几种常见的弹力及方向——实例解析
例.
画出图7中静止物体A所受弹力的示意图.
五、胡克定律
1.内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长
(或缩短)的长度x成正比.
2.公式：F=kx.
3.说明
(1)应用条件：弹簧发生形变时必须在弹性限度内.
(2)x是弹簧的形变量（伸长量或缩短量），而不是弹簧形变后的长度.
(3)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.
(4)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图6所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数.
(5)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.
例题解析
1.杂技演员有高超的技术，能轻松地顶住从高处落下的坛子.如图所示，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是(　　)
A．坛的形变
B．头的形变
C．坛子受到的重力
D．人受到的重力
A
2.如图所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，
绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有(　　)
A．1个
B．2个
C．3个
D．4个
B
例题解析
3．如图所示，弹簧秤和细线的重力不计，一切摩擦不计，重物的重力G＝10N，则弹簧秤A和B的读数分别为(　　)
A．10
N,20
N
B．10
N,10
N
C．10
N,0
N
D．0
N,0
N
4.
如图，弹簧的劲度系数为k，小球重力为G，平衡时小球在A
位置．今用力F将小球向下拉长x至B位置，则此时弹簧的弹力为
A．kx
B．kx＋G
C．G－kx
D．以上都不对
B
B
例题解析
5．如图所示，为一轻质弹簧的弹力F和长度L大小的关系图象，试由图线确定：
(1)弹簧的原长；
(2)弹簧的劲度系数；
(3)弹簧长为0.20m时弹力的大小。
1.万有引力——相互吸引的作用存在于一切物体之间，只是相互作用的强度随距离的增大而减弱。（距离增大到2倍，万有引力减小到原来的1/4）
常见的重力是万有引力在地球表面附近的表现
2.电磁相互作用——
1)电荷之间存在的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2)磁体之间存的相互作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
3)电磁相互作用，电荷间的相互作用，磁极间的相互作用，本质上是同一种相互作用的不同表现，所以称为电磁相互作用。
补充：四种基本相互作用
3.强相互作用——
1)原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。
2)强相互作用：能使原子核紧密保持在一起的强大作用力。其作用范围在10-15m内。
仅仅存在于原子核内部来粘结质子，外部无任何表现。
4.弱相互作用——
1)放射现象：原子核能够自发放射出射线的现象
2)弱相互作用：放射现象中起作用的基本相互作用，称为弱相互作用。
3)弱相互作用的范围很小，弱相互作用的强度是强相互作用的10-12m
补充：四种基本相互作用