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1．重力与弹力知识网络导引核心素养目标物理观念重力、重心、形变、弹力、胡克定律科学思维(1)会用力的图示及力的示意图表示力；(2)等效法、放大法、公式法、“悬挂法”科学探究“悬挂法”寻找重心、探究弹力与形变量的关系科学态度与责任重力、弹力在生产、生活中的应用基础导学·研读教材一、重力(自学教材第55～56页“重力”部分)1．定义：由于___________而使物体受到的力叫作重力(gravity)．2．大小：G＝________，其中g就是自由落体加速度，一般计算中g＝________m/s2或g＝________m/s2.3．方向：________________.地球的吸引mg9.810竖直向下4．重心：重心可以看作是物体所受重力的作用点．(1)定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心(centerofgravity)．(2)决定物体重心位置的因素．①物体的形状．质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的________有关．②物体____________．质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的________有关外，还跟物体内质量的________有关．形状质量的分布形状分布(3)不规则薄板重心的确定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．5．力的表示方法(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________，箭尾(或箭头)表示力的________.这种表示力的方法，叫作力的图示．方向作用点(2)力的示意图在不需要准确标度力的________时，通常只需画出力的________和________，这种表示力的方法，叫作力的示意图．大小作用点方向二、弹力(自学教材第56～57页“弹力”部分)1．接触力：物体与物体接触时发生的相互作用称为接触力．接触力按其性质可以分为________和________．2．形变：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫作形变(deformation)．3．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，这种力叫作弹力(elasticforce)．4．弹力的方向压力支持力________于物体的接触面，指向被压缩或被支持的物体绳的拉力沿着绳子指向绳子________的方向弹力摩擦力垂直收缩三、胡克定律(自学教材第57～58页“胡克定律”部分)1．弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变(elasticdeformation)．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(elasticlimit)．3．胡克定律：(1)实验表明，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________．(2)k为弹簧的________，单位是牛顿每米，符号用________表示．(3)比较而言，k越大，________；k越小，________.F＝kx劲度系数N/m弹簧越“硬”弹簧越“软”【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)若两物体间存在弹力，则它们一定接触．()(4)只要物体接触，物体间就存在弹力．()(5)弹簧的弹力总是与其形变量成正比．()(6)弹簧的劲度系数与弹力大小无关．()××√××√【教材解疑】(第57页)通过平面镜观察桌面的微小形变如图，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？提示：用力压桌面，墙上光点位置向下移.这说明桌面在力的作用下发生了形变，中间下凹，致使平面镜向里倾斜，光点位置下移.课堂互动·合作探究要点一重力及重心的理解【问题探究】1．如图所示，为什么树上的苹果总要落向地面？提示：苹果落向地面是因为受到地球的吸引而产生的重力作用．2．用一根细线将铅笔水平吊起时，细线悬挂铅笔的位置有几个？是不是只有铅笔的这个位置才受到重力的作用？提示：细线悬挂的位置在铅笔的中心，且只有细线系在该处时铅笔才能处于水平，系在其他的任何位置时，铅笔都不能水平.当铅笔在水平位置平衡时，细线所在的位置就是铅笔重心的位置．【探究总结】1．重力的产生：(1)地面附近一切物体都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力．(2)在同一地点，重力的大小与质量成正比，即G＝mg.2．重力的方向：(1)重力的方向总是竖直向下，可利用铅垂线确定其方向．(2)只有在两极或赤道时，重力的方向才指向地心，其他位置并不指向地心．3．重心：(1)重心只是一个等效点，除重心位置外，物体其他各部分均受重力作用．(2)重心的确定：重心的位置要根据物体质量的分布情况而定，影响重心位置的因素有两个：质量分布和几何形状．拓展①测量重力的工具：弹簧测力计②测量原理：二力平衡【典例示范】例1下列关于重力的说法中正确的是()A．由G＝mg可知，物体的质量与重力成正比B．同一物体在地球上各处的重力相同C．重力就是地球对物体的吸引力，其方向必定指向地心D．重力的大小不是总等于弹簧测力计对物体的拉力解析：质量是指物体所含物质的多少，是物体本身固有的属性，与重力大小无关，选项A错误；同一物体在地球上不同位置，重力大小略有差别，方向也不相同，选项B错误；重力是由于地球对物体的吸引而产生的，其大小一般小于地球对物体的吸引力，方向竖直向下，而非指向地心，选项C错误；用弹簧测力计竖直悬挂物体，只有当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，测力计的读数才等于物体重力的大小，选项D正确．答案：D训练1关于重心，下列说法中正确的是()A．重心就是物体上最重的一点B．重心就是物体的几何中心C．直铁丝弯曲后，重心便不在中点，但一定还在铁丝上D．重心位置与物体的质量分布情况及形状有关解析：重心是重力的等效作用点，并不是物体上最重的一点，选项A错误．质量分布均匀、有规则形状的物体的重心才在其几何中心，选项B错误．物体的重心不一定在物体上，如粗细均匀的铁丝被弯成圆环时，其重心在圆环的中心处，而不在铁丝上，选项C错误．重心的位置与物体的质量分布及形状有关，选项D正确．答案：D拓展①重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部位不受重力作用．②一个物体的质量分布或形状发生变化时，其重心的位置可能发生变化．③重心的位置与物体的位置、放置方式及运动状态无关．要点二力的图示和力的示意图①画力的图示时，所选择的标度要统一．②对于形状规则的物体，在画力的图示或示意图时，力的作用点即有向线段的起点可画在其几何中心．力的图示的“四定三标”①四定：做力的图示要定作用点、作用线、比例标度、线的长度．②三标：做力的图示要标力的方向、力的数值、力的符号．力的图示与力的示意图的区别与联系要点二力的图示和力的示意图①画力的图示时，所选择的标度要统一．②对于形状规则的物体，在画力的图示或示意图时，力的作用点即有向线段的起点可画在其几何中心．力的图示与力的示意图的区别与联系力的图示力的示意图用来准确地表示力用来粗略地分析物体受到了某个力区别需要画出力的大小、方向和作用点只画出力的方向和作用点联系都是用有向线段来表示力，使抽象的力具体、直观力的图示的“四定三标”①四定：做力的图示要定作用点、作用线、比例标度、线的长度．②三标：做力的图示要标力的方向、力的数值、力的符号．【典例示范】例2推铅球是中考体育选考项目之一，如图所示，某同学推出的铅球在空中飞行时，所受的重力为40N，方向竖直向下．(1)画出重力的图示．(2)画出重力的示意图，并说明施力物体和受力物体．解析：(1)画力的图示：①选定标度．例如，选4mm长的线段表示10N的力．②用一个圆表示铅球，从圆心沿竖直方向向下画一条线段，线段的长度按选定的标度和力的大小画，线段上加上刻度，如图甲所示．③在线段末端加上箭头表示力的方向．(2)画力的示意图：如图乙所示，用一个圆表示铅球，从圆心沿竖直方向向下画一条线段，并加上箭头，表示方向．重力的施力物体是地球，受力物体是铅球．答案：见解析训练2一个重20N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，如图所示的四个图中正确的是()解析：根据力的图示的定义，将重力的三要素即大小、方向、作用点表示出来即可．物体的重力为20N，标度设为5N，方向竖直向下，作用点在重心，因此物体所受重力的图示不正确的是B、C、D选项，只有A选项正确．答案：A要点三对弹力的理解和方向的判断【问题探究】(1)图(甲)中杯子放在桌面上，桌面发生形变了吗？通过什么方式可以观察？(2)图(乙)中用弹簧拉小车，小车由静止而运动，小车的运动状态为什么会发生变化？提示：(1)发生形变；用放大微小形变的方法可以观察．(2)被拉伸的弹簧在恢复原状过程中给小车一个拉力作用．微小形变：有些物体的形变很微小，需借助仪器才能观察到．两物体之间，若存在弹力，彼此对对方都产生弹力，弹力也是成对出现的．【探究总结】1．弹力产生的条件1两物体要相互接触.2接触面要发生弹性形变.二者必须同时满足．2．产生原因：由施力物体发生弹性形变引起的．3．弹力的方向发生弹性形变的物体，由于要恢复原状产生弹力，所以弹力的方向由施力物体的形变的方向决定，弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反．(1)压力、支持力的方向垂直接触面，指向被压或被支持的物体，如图甲所示．(2)沿绳子指向绳子收缩的方向(同一根轻绳上拉力相等)，如图乙所示．(3)轻弹簧弹力的方向指向弹簧恢复形变的方向，如图丙所示．【典例示范】例3(多选)在各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示为三米板跳水比赛．运动员在走板过程中，下列关于形变和弹力的说法正确的是()A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B．跳板和运动员的脚都发生了形变C．运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的D．跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的解析：运动员在走板过程中，运动员的脚和跳板都会发生形变，形变的物体产生弹力，A错误，B正确；运动员所受弹力是由跳板发生形变产生的，C正确；跳板受到的压力是由运动员的脚发生形变产生的，D错误．答案：BC例4在如图所示图中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙中物体P处于静止状态，丙中物体P(即球)在水平面上匀速滚动．解析：甲属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心；丙中小球P不管运动与否，都是属于平面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球心，即向上．它们所受弹力的示意图如图所示．答案：见解析判断弹力方向的步骤训练3体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示，下列关于足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是()A．沿v1的方向B．沿v2的方向C．先沿v1的方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向解析：足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用，足球所受弹力方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方的方向，故D正确．答案：D要点四胡克定律【问题探究】某次探究实验的数据如图，从中可以推出弹簧弹力与其形变量的关系吗？提示：在弹性限度内，弹簧弹力与其形变量成正比．【探究总结】1．胡克定律的成立条件是弹簧发生“弹性形变”且必须在弹性限度内．2．公式F＝kx中的x是弹簧的形变量，弹簧伸长量或压缩量相同时，弹力大小相等，但方向不同．3．式中的k是弹簧的劲度系数，其大小由弹簧本身的性质决定．国际单位为“N/m”．4．形变量x通常以“cm”为单位，劲度系数k以“N/m”为单位，因此在应用胡克定律时要注意形变量单位统一为“m”．5．如图所示弹力F与形变量x的图像，这是一条通过原点的倾斜直线，其斜率反映了k的大小，关系式ΔF＝kΔx也成立．【典例示范】例5有一弹簧，当挂上2N