1、31 重力重力 32 弹力弹力(一一) 学习目标 1.理解重力及重心的概念， 会用二力平衡知识确定重心.2.知道形变的概念及产生 弹力的条件.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 一、重力、重心 1重力定义：由于地球的吸引而使物体受到的力 2方向：竖直向下 3大小：Gmg，g 是自由落体加速度 4重力作用点重心 (1)重心：一个物体的各个部分都受到重力的作用从效果上看，可以把这些力视作集中作用 于一点，这一点叫做物体的重心 (2)决定因素：物体的形状；物体的质量分布 二、形变与弹力 1弹性形变：作用在物体上的外力撤去后，物体能恢复原状的形变 2弹力：发生弹性形变的物体由于要
2、恢复原状，就会对跟它接触使其发生形变的物体产生力 的作用弹力与形变始终伴随在一起 三、弹力的方向 1平板受压弯曲后产生的弹力，方向一定垂直于平板，指向压它的物体 2绳索的弹力方向一定沿着绳索，指向绳索收缩的方向 1判断下列说法的正误 (1)重力的方向总是垂直于地面( ) (2)重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上( ) (3)发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状( ) (4)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变( ) (5)发生形变的物体一定能产生弹力作用( ) 2图 1 甲中，在木箱的 P 点用与水平方向成 30 角斜向右上方的力拉木箱(木箱静止)，图乙 为竖直悬挂
3、的电灯请作出物体所受重力和弹力的示意图 图 1 答案 如图所示 一、重力与重心 导学探究 1.如图 2 所示，建筑工地上常用重锤来检测墙壁是否竖直，为什么使用重锤就能够检测墙壁 是否竖直？ 图 2 答案 重力的方向竖直向下，所以悬挂重锤的悬线方向一定在竖直方向上，如果墙壁与悬线 平行，则说明墙壁竖直 2观察图 3，思考以下问题：重心是物体上最重的一点吗？重心位置与什么有关？物体的重 心一定在物体上吗？请举例说明 图 3 答案 不是，重心是物体各部分所受重力的等效作用点重心位置与物体的质量分布及物体 的形状有关 重心可以不在物体上， 如木匠用的拐尺的重心和匀质圆环的重心都不在物体上 知识深化 1
4、重力的大小 (1)重力的大小 Gmg，只与物体的质量 m 和重力加速度 g 有关，与物体的运动状态无关 (2)重力加速度 g 与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g 最小，在两极处，g 最大(同一 高度)；海拔越高，g 越小，海拔越低，g 越大 2重力的方向：竖直向下竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面 向下，也不等同于指向地心 3重力的作用点重心 (1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用重心 的位置跟物体的形状和质量分布有关质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中 心重心的位置可以在物体上，也可以在物体外 (2)重心位置的确定方
5、法： 对于薄板状物体的重心， 可以应用二力平衡的知识通过悬挂法确定 关于重力，以下说法正确的是( ) A重力的方向总是垂直于接触面向下的 B把处在空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小 C挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力 D同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等 答案 D 解析 重力的方向总是竖直向下的，但不一定是垂直于接触面向下，比如在斜面上的物体所 受的重力方向并不垂直于斜面向下，A 错误；重力的大小 Gmg，只与其质量和自由落体加 速度 g 有关，与其他因素无关，B 错误；绳子拉力的施力物体是绳子，重力的施力物体是地 球，两者的施力物体不同，不是同一个力，C 错误；由于
6、重力加速度随着纬度、高度的变化 而变化，所以同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等，D 正确 (2019 辛集中学高一上月考)关于物体的重心，下列说法正确的是( ) A任何物体的重心一定在这个物体上 B在物体上只有重心受到重力的作用 C一个球体的重心一定在球心处 D一辆空载的货车装上货物后，重心位置会变化 答案 D 解析 重心是物体各部分所受重力的等效作用点，所以重心可以在物体上，也可以在物体外 (比如匀质圆环的重心在环心)，故 A、B 错误重心除了与几何形状有关外，还与质量分布 有关，因此一个球体的重心不一定在球心处，故 C 错误一辆空载的货车装上货物后，货车 上方的质量增加，重心位置变化
7、，故 D 正确 二、弹力的产生 导学探究 (1)如图 4 所示， 取一个扁玻璃瓶， 里面盛满水， 用穿有透明细管的橡皮塞封口， 使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？ 图 4 (2)用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的土地上，留下了深深的脚印(形变)，这两 种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？ (3)用手拉弹簧，弹簧会对手产生一个拉力(如图 5 所示)，这个拉力是如何产生的？ 图 5 答案 (1)用手捏盛满水的扁玻璃瓶，管中水面上升(或下降)说明受压时玻璃瓶发生形变， 体积变小(变大)了 (2)橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(范性形变)，玻璃瓶的形
8、变 在撤去外力后能恢复原状(弹性形变) (3)弹簧受到拉力后发生形变(伸长)，发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力 知识深化 弹力的产生必须同时具备两个条件 (1)两物体直接接触； (2)两物体接触处发生弹性形变 关于弹力的产生，下列说法正确的是( ) A木块放在水平桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的 B木块放在水平桌面上，木块没有形变，所以对水平桌面没有施加弹力 C拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的 D挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的 答案 D 解析 木块和水平桌面相互作用，都会发生微小
9、的形变水平桌面发生微小形变对木块有向 上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对水平桌面有向下的弹力即压力，A、B 错木 头受到的弹力是由细竹竿发生形变而产生的，C 错电灯受到的拉力是电线发生微小形变而 产生的，D 对 下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是( ) A有弹力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后，形变完全消失 B有弹力作用在物体上，物体不一定发生形变 C弹力作用在硬物体上，物体不发生形变；弹力作用在软物体上，物体才发生形变 D一切物体受到弹力都要发生形变，撤去弹力后，形变不一定完全消失 答案 D 解析 力是物体间的相互作用，弹力的施力物体和受力物体都会发生形变，B 项错误
10、；发生 形变后的物体，当撤去外力后，有些能完全恢复原状，有些不能完全恢复原状，A 项错误， D 项正确；不管是硬物体还是软物体，只要有弹力作用，都会发生形变，C 项错误 三、弹力的方向 导学探究 1.一铁块放在海绵上， 铁块和海绵都发生了形变， 从而在它们之间产生了弹力， 如图 6 所示 海 绵对铁块的支持力是如何产生的？方向怎样？铁块对海绵的压力是怎样产生的？方向怎样？ 图 6 答案 海绵对铁块的支持力：海绵发生弹性形变，对与它接触的铁块产生力的作用，方向垂 直于接触面向上(如图甲) 铁块对海绵的压力：铁块发生弹性形变，对与它接触的海绵产生力的作用，方向垂直接触面 向下(如图乙) 2.如图
11、7 所示，用橡皮绳斜向右上方拉放在水平面上的物块橡皮绳对物块的拉力是怎样产 生的？方向怎样？ 图 7 答案 由于橡皮绳发生形变，对与它接触的物块产生力的作用，方向沿绳指向绳收缩的方向 (沿绳斜向右上方) 知识深化 弹力的方向 弹力的方向为弹性形变的物体恢复原状的方向，常见弹力方向： (1)支持力和压力的方向：总是垂直于接触面，并指向被支持或被压的物体 (2)绳子的拉力方向：总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向 在如图 8 所示的各图中画出物体 P 受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图， 各图中物体 P 均处于静止状态 图 8 答案 见解析图 解析 题图甲中 P 受到的弹力有球面与球面之间的弹力
12、，弹力应垂直于两球接触点沿球面的 切线；还有绳的拉力，拉力沿绳向上； 题图乙中 P 与斜面的接触面为平面，P 受到的支持力 F 垂直于斜面向上； 题图丙中，在 A 点 P 受到的弹力 F3应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心 O；在 B 点 P 受到的弹力 F4应垂直于杆向上 它们所受弹力的示意图如图所示 1(对重力与重心的理解)(2019 蚌埠市铁路中学高一上月考)下列关于重力、重心、重力加速 度 g 的说法，正确的是( ) A地球和物体在不相互接触时也会产生重力作用，可见力是可以离开物体而独立存在的 B物体的重心一定与它的几何中心重合 C用一绳子将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，该物体的
13、重心不一定在绳子的延长线 上 D地球上地面附近的重力加速度 g，两极最大、赤道最小 答案 D 解析 地球和物体在不相互接触时也会产生重力作用， 力不能离开物体而独立存在， A 错误； 重心的位置不仅与物体的形状有关，还与物体的质量分布有关，所以物体的重心不一定与它 的几何中心重合， 只有形状规则、 质量分布均匀的物体的重心才在物体的几何中心， B 错误； 用一绳子将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，物体受到重力和绳子的拉力，根据二力平 衡可知重力与拉力在同一直线上，则该物体的重心一定在绳子的延长线上，C 错误；地球上 的重力加速度 g，两极最大、赤道最小，D 正确 2(对弹力的理解)(多选)在
14、日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图 9 所示的跳水运动就是一个实例下列说法正确的是( ) 图 9 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 答案 BC 解析 两个接触的物体间有弹力时，一定都会发生形变；发生形变的物体，为了恢复原状， 会对与它接触的物体产生弹力的作用，发生形变的物体是施力物体B、C 正确 3(弹力的方向)画出图 10 中静止物体 A 所受弹力的示意图 图 10 答案 见解析图 解析 支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，A 物体所受弹力 的示意图如图所示 4(弹力的方向)三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均相同的光滑圆球 a、b、c，支 撑点 P、Q 在同一水平面上a 的重心位于球心，b、c 的重心分别位于球心的正上方和正下 方，如图 11 所示，三球皆静止，在图中画出三种情况下 P、Q 对球的弹力 图 11 答案 见解析 解析 圆球所受弹力的方向都是垂直于接触面指向球心，即沿半径指向球心，如图所示，弹 力的方向与重心的位置无关
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