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文檔簡介
1、PAGE PAGE - 9 -1重力與彈力學(xué)習(xí)目標1.理解重力及重心概念,會用二力平衡知識確定重心(重點、難點)2.知道形變的概念及產(chǎn)生彈力的條件(重點)3.知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力,會分析彈力的方向(重點、難點)4.理解胡克定律,并能解決有關(guān)問題(重點)一、重力1產(chǎn)生:由于地球的吸引而使物體受到的力2大小(1)在實驗室中可以用彈簧測力計測量重力的大小(2)重力的計算公式是Gmg,公式中G是物體的重力,m是物體的質(zhì)量,g是自由落體加速度3方向:總是豎直向下4重心(1)定義:重力的等效作用點(2)重心位置決定因素:物體的形狀和質(zhì)量分布二、彈性形變和彈力1形變(1)形變:物體在力的作用下
2、形狀或體積的變化(2)彈性形變:物體在形變后撤去作用力時能夠恢復(fù)原狀的形變(3)彈性限度當形變超過一定限度時,撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的形狀,這個限度叫彈性限度2彈力(1)定義:發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對與它接觸的物體產(chǎn)生的力(2)方向壓力和支持力的方向垂直于物體的接觸面繩的拉力沿著繩而指向繩收縮的方向三、胡克定律1內(nèi)容:彈簧發(fā)生彈性形變時,彈力F的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比2公式:Fkx,其中k為彈簧的勁度系數(shù),單位為牛頓每米,符號N/m,它的大小反映了彈簧的軟硬程度3適用條件:在彈簧的彈性限度內(nèi)1正誤判斷(正確的打“”,錯誤的打“”)(1)重力的方向也可以表述為
3、指向地心()(2)重心是物體重力的作用點,重心一定在物體上()(3)若兩物體間存在彈力,則它們一定接觸()(4)彈簧的長度越長,彈力越大()(5)彈力的方向總與相應(yīng)的形變的方向相反()2(多選)下列關(guān)于重力的說法中,正確的是()A物體所受的重力是由地球吸引產(chǎn)生的B物體所受的重力大小等于該物體所受地球的吸引力的大小C物體所受的重力始終等于質(zhì)量的9.8倍D同一地點質(zhì)量相同的物體重力也相同AD物體所受地球的吸引力是物體受到重力的原因,故選項A正確,B錯誤;不同的地點g的值不同,物體的重力也就不同,故選項C錯誤,D正確3一輕質(zhì)彈簧原長為8 cm,在4 N的拉力作用下伸長了2 cm,彈簧未超出彈性限度則
4、該彈簧的勁度系數(shù)為()A40 m/NB40 N/mC200 m/N D200 N/mD由胡克定律可知,彈簧的勁度系數(shù)為keq f(F,x)eq f(4,0.02) N/m200 N/m,D項正確重力及重心的理解1.對重力的理解(1)產(chǎn)生:重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的,但由于地球自轉(zhuǎn)的影響,重力一般不等于地球?qū)ξ矬w的引力與引力相比,重力大小稍微小一些(兩極除外),方向稍微偏一些(兩極和赤道除外)(2)大?。篏mg,同一物體的重力隨所處緯度的升高而增大,隨海拔高度的增大而減小(3)方向:豎直向下,除了赤道和兩極,豎直向下并不是指向地球的球心2重心的性質(zhì)及確定方法(1)重心的特點:重心是重力的等效作
5、用點,并非物體的其他部分不受重力作用(2)重心的位置及決定因素位置:重心的位置可以在物體上,也可以在物體外決定因素a物體質(zhì)量分布情況b物體的形狀(3)重心位置的確定方法質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上形狀不規(guī)則的薄形物體,可用支撐法或懸掛法來確定重心【例1】關(guān)于重力與重心,下列說法正確的是()A重心就是物體內(nèi)最重的一點,每個物體就一個重心B一根質(zhì)量均勻的柱形鐵棒由直變彎,在形狀改變后重心位置不變C形狀規(guī)則的物體,它的重心可能不在物體的幾何中心D重心是物體所受重力的作用點,所以重心總是在物體上,不可能在物體外C重心是重力的等效作用點,并不是只有重心才受重力,故選項A錯誤重心位置與
6、物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān),質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心處,但形狀發(fā)生改變后重心位置可能發(fā)生變化,重心可以不在物體上,故選項B、D錯誤形狀規(guī)則的物體重心的位置可能不在幾何中心,還受質(zhì)量分布影響,故選項C正確重心是物體所受重力的等效作用點,應(yīng)用等效的思想方法去理解它.重心不是物體上最重的一點,它可以不在物體上.1在體育運動中,人的身體重心位置隨著姿勢的變化而改變?nèi)鐖D所示,下列各姿勢中身體重心位于體外的是()ABCDB根據(jù)重心定義及人的四種姿勢,易判斷出B選項中身體重心位于體外,故選項B正確彈力的有無及方向判斷1.產(chǎn)生彈力必備的兩個條件(1)兩物體間相互接觸(2)發(fā)生彈性形變2判斷
7、彈力有無的三種常見方法(1)直接判斷:對于形變較明顯的情況,可根據(jù)彈力產(chǎn)生條件直接判斷(2)間接判斷分析物體所受其他力的情況根據(jù)物體的運動狀態(tài)分析物體應(yīng)具有的受力特點結(jié)合前兩點推斷物體是否還需受彈力作用(3)“假設(shè)法”判斷:常見以下三種情形假設(shè)與研究對象接觸的物體解除接觸,判斷研究對象的狀態(tài)是否變化,若狀態(tài)不變,則此處不存在彈力,若狀態(tài)變化,則此處存在彈力假設(shè)有彈力,看看研究對象還能否保持平衡或原來的運動狀態(tài)若能保持,則說明有彈力;若不能保持,則說明沒有彈力假設(shè)沒有彈力,看看研究對象還能否保持平衡或原來的運動狀態(tài)若能保持,則說明沒有彈力;若不能保持,則說明有彈力3幾種常見彈力的方向類型方向圖示
8、接觸方式面與面垂直于公共接觸面指向被支持物體點與面過點垂直于面指向被支持物體點與點垂直于公共切面指向受力物體且力的作用線一定過球(圓)心輕繩沿繩收縮方向輕桿可沿桿伸長方向收縮方向可不沿桿輕彈簧沿彈簧形變的反方向收縮方向伸長方向【例2】如圖所示,球A在斜面上,被豎直擋板擋住而處于靜止狀態(tài)關(guān)于球A所受的彈力,以下說法正確的是()A球A僅受一個彈力作用,彈力的方向垂直于斜面向上B球A受兩個彈力作用,一個水平向左,一個垂直于斜面向下C球A受兩個彈力作用,一個水平向右,一個垂直于斜面向上D球A受三個彈力作用,一個水平向右,一個垂直于斜面向上,一個豎直向下C球A所受重力豎直向下,與豎直擋板和斜面都有擠壓,
9、斜面給它一個支持力,垂直斜面向上,擋板給它一個壓力,水平向右,選項C正確三種情況下彈力的方向(1)平面與平面接觸時,彈力的方向與接觸平面垂直(2)點與平面接觸時,彈力的方向與接觸平面垂直(3)點與曲面接觸時,彈力與曲面的切平面垂直2下列各圖中,A、B兩球間一定有彈力作用的是(都靜止)()A B C DB利用“假設(shè)法”進行判斷,在A圖中,若拿去A球,則B球靜止不動,故A、B間沒有擠壓,即A、B間沒有彈力在B圖中,若拿去A球,則B球?qū)⑾蜃筮\動,故A、B間存在相互擠壓,即A、B間存在彈力在C圖中,若拿去A球,則B球靜止,故A、B間沒有擠壓,即A、B間沒有彈力在D圖中,不能判斷A、B間是否有彈力故應(yīng)選
10、B.彈力的大小1.應(yīng)用胡克定律的四個關(guān)鍵(1)彈簧發(fā)生形變時必須在彈性限度內(nèi)(2)x是彈簧的形變量,不是彈簧的原長,也不是彈簧形變后的長度(3)Fx圖像為一條經(jīng)過原點的傾斜直線,圖像斜率表示彈簧的勁度系數(shù)同一根彈簧,勁度系數(shù)不變(4)一個有用的推論:Fkx.推導(dǎo):F1kx1,F(xiàn)2kx2,故FF2F1kx2kx1kx.因此,彈簧彈力的變化量F與形變量的變化量x也成正比關(guān)系2計算彈力大小的兩種方法(1)公式法:利用公式Fkx計算,適用于彈簧、橡皮筋等物體的彈力的計算(2)二力平衡法:若物體處于靜止狀態(tài),物體所受彈力與物體所受的其他力應(yīng)為平衡力,可根據(jù)其他力的大小確定彈力的大小【例3】一根輕質(zhì)彈簧一
11、端固定,用大小為50 N的力壓彈簧的另一端,平衡時長度為L120 cm;改用大小為25 N的力拉彈簧,平衡時長度為L235 cm;若彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi),求彈簧的原長和勁度系數(shù)思路點撥:彈簧壓縮量為L020 cm時彈力為50 N彈簧伸長量為35 cmL0時彈力為25 N.解析設(shè)彈簧原長為L0,勁度系數(shù)為k.由胡克定律得:F1k(L0L1)F2k(L2L0)聯(lián)立兩式得L00.3 m30 cm,k500 N/m.答案30 cm500 N/m3(多選)一輕質(zhì)彈簧的長度L和彈力F大小的關(guān)系如圖所示,根據(jù)圖像判斷,下列結(jié)論正確的是()A彈簧的原長為20 cmB彈簧的勁度系數(shù)為2 N/mC彈簧的
12、勁度系數(shù)為200 N/mD彈簧伸長0.05 m時,彈力的大小為10 NCD由題圖知,當F0時,彈簧原長L010 cm,A錯;彈簧長度L15 cm時,F(xiàn)10 N,由胡克定律得,勁度系數(shù)keq f(F,LL0)eq f(10,0.150.1) N/m200 N/m,B錯,C對;彈簧伸長0.05 m時,即彈簧長度為15 cm時,彈力的大小為10 N,D對課堂小結(jié)知識脈絡(luò)1.重力是由于地球的吸引而使物體受到的力重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān),物體的重心不一定在物體上2彈力產(chǎn)生的條件:(1)兩物體相互接觸;(2)接觸面之間發(fā)生彈性形變3壓力和支持力的方向總垂直于物體的接觸面指向被壓或被支持的物體;
13、繩的拉力沿著繩而指向繩收縮的方向4彈簧發(fā)生彈性形變時,彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比5彈簧的勁度系數(shù)由彈簧本身的因素決定,與所受外力大小無關(guān).1下列關(guān)于重心位置的說法中正確的是()A汽車上的貨物卸下后,汽車的重心位置降低了B物體在斜面上下滑時,物體的重心相對該物體降低了C對于形狀規(guī)則的物體,重心一定在物體的幾何中心D對于重力一定的物體,無論其形狀如何變化,其重心位置不變A重心位置隨質(zhì)量的變化而改變,選項A正確運動物體的重心相對自身位置不變,選項B錯誤質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心,選項C錯誤物體的形狀改變,質(zhì)量分布改變,重心位置也要發(fā)生變化,選項D錯誤2(多選)
14、下列關(guān)于彈力的說法中正確的是()A繩拉物體時繩對物體拉力的方向總是沿著繩指向繩收縮的方向B靜止在水平路面上的汽車受到的支持力,是汽車輪胎發(fā)生了形變而產(chǎn)生的C水杯放在水平桌面上對桌面施加的彈力,是桌面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的D用細竹竿撥動水中漂浮的木塊,木塊受到的彈力是竹竿形變而產(chǎn)生的AD繩中彈力的方向與繩子形變的方向相反,所以選項A正確;靜止在水平路面上的汽車受到的支持力,是地面發(fā)生了形變而產(chǎn)生的,所以選項B錯誤;水杯放在水平桌面上對桌面施加的彈力,是水杯發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的,所以選項C錯誤;用細竹竿撥動水中漂浮的木塊,木塊受到的彈力是竹竿形變而產(chǎn)生的,所以選項D正確3.靜止的車廂頂部用細線豎直懸
15、掛一小球,如圖所示,小球下方與一光滑斜面接觸關(guān)于小球的受力,下列說法正確的是()A細線對它一定有拉力作用B細線可能對它沒有拉力作用C斜面對它可能有支持力作用D斜面對它一定有支持力作用A小球必定受到重力和細線的拉力小球和光滑斜面接觸,斜面對小球沒有彈力(假設(shè)有彈力,小球?qū)⑹艿饺齻€力作用,重力和細線的拉力在豎直方向上,彈力垂直于斜面向上,三個力的合力不可能為零,小球?qū)⑾蛴疑戏竭\動,與題設(shè)條件矛盾,故斜面對小球沒有彈力)故小球只受到重力和細線對它的拉力兩個力,故選項A正確,選項B、C、D錯誤4如圖所示,輕彈簧的兩端各受100 N拉力F作用,彈簧平衡時伸長了10 cm(在彈性限度內(nèi)),那么下列說法中正確的是()A該彈簧的勁度系數(shù)k10 N/mB該彈簧的勁度系數(shù)k1 000 N/mC該彈簧的勁度系數(shù)k2 000 N/mD根據(jù)公式keq f(F,x),彈簧的勁度系數(shù)k會隨彈簧彈力F的增大而增大B根據(jù)胡克定律Fkx得,彈簧的勁度系數(shù)keq f(F,x)eq f(100 N,0.1 m)1 000 N/m,故B正確,A、C錯誤;彈簧的伸長與受到的拉力成正比,彈簧的勁度系數(shù)k與彈簧彈力F的變化無關(guān),與彈簧本身有關(guān),故D錯誤5如圖所示,把一個平放著的、邊長為l的勻質(zhì)立方體繞bc棱翻轉(zhuǎn),
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