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（初升高）高一物理銜接班第3講——重力和彈力問題歸納
一、學習目標：
1、理解力、重力和重心的概念。
2、掌握彈力的產生條件及彈力方向的確定方法。
二、學習要點：
1、重心的概念
2、彈力的有無及彈力方向的判斷方法。
三、課程精講：
（一）力的定義及特性：
問題：觀察以下兩圖，說明力的作用效果。
小結：
1、力的作用效果：
力可以使物體發生形變，也可以改變物體的運動狀態，即改變物體運動速度的大小和方向。
（1）靜力效果——使物體的形狀發生變化（形變），如把物體拉伸、壓縮、扭轉、剪切等。
（2）動力效果——改變物體的運動狀態，如使物體從靜止開始運動，從運動變為靜止（或使物體的運動速度從小變大、從大變小）；或使物體的運動方向發生變化等。
2、力的定義及特性：
（1）力的物質性：指力不能離開施力物體和受力物體而獨立存在，即只要有力，必會同時存在施力物體和受力物體。
（2）力的相互性：指力是存在于物體之間的。一個力總是聯系著兩個物體，施力物體同時也是受力物體，受力物體同時也是施力物體。如果不考慮主動和被動關系，有相互作用的兩個物體，無所謂施力物體與受力物體。應注意的是相互作用的物體有些是接觸的，有些是不接觸的。如磁鐵可以隔著一本書吸引鐵釘。
例1、下列說法中正確的是（ ）。
A. 射出槍口的子彈，能打到很遠的距離，是因為子彈離開槍口后受到一個推力作用
B. 甲用力把乙推倒，說明只是甲對乙有力的作用，乙對甲沒有力的作用
C. 只有有生命或有動力的物體才會施力，無生命或無動力的物體只會受到力，不會施力
D. 任何一個物體，一定既是受力物體，也是施力物體
例2、關于力的作用效果的敘述中，正確的是（ ）。
A. 物體運動狀態發生改變，一定受外力作用
B. 物體的運動狀態不發生改變，一定不受外力作用
C. 物體受力作用后，一定同時出現形變和運動狀態發生改變的現象
D. 力的作用效果完全由力的大小決定
（二）重力：
（1）重力的定義：由于地球的吸引而使物體受到的力。
【說明】①地球上的物體都受到重力作用，不論質量大小，也不論有無生命。
②重力是由于地球的吸引而產生的，但重力的大小不一定等于地球對物體的吸引力，重力一般小于地球對物體的吸引力。
③重力是非接觸力，同一物體在空中運動與靜止時所受的重力相等。
④重力的施力物體是地球。
（2）重力的大小
①重力與質量的關系：G=mg，g是自由落體加速度，通常取g=9.8N/kg，表示質量為1kg的物體受到的重力是9.8N。
【說明】a. g會隨地球上緯度的改變而改變，緯度越高，g值越大，兩極最大，赤道最小，導致同一物體在不同緯度處所受重力不同。
b. g值會隨海拔高度而改變。在同一緯度處，高度越大，g值越小，致使同一物體受到的重力隨高度增加而減小。
②重力的測量
在實驗室里，重力大小可以用彈簧測力計測出。當彈簧測力計吊起物體靜止時，物體對測力計的拉力才等于物體受到的重力。
（3）重力的方向
重力的方向總是豎直向下，可利用鉛錘線確定其方向。
例3、下列關于重力的說法，正確的是（ ）。
A. 重力就是地球對物體的吸引力
B. 只有靜止的物體才受到重力
C. 同一物體在地球上無論怎樣運動都受到重力
D. 重力是由于物體受到地球的吸引而產生的
例4、關于重力的大小，下列說法中正確的是（ ）。
A. 物體的重力大小總是恒定的
B. 同一地點，物體的重力與物體的質量成正比
C. 物體落向地面時，它受到的重力大于它靜止時所受的重力
D. 物體的重力總等于它對豎直測力計的拉力
（4）重心
①重心的概念：一個物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，我們可以認為各部分所受重力的作用都集中于一點，這一點叫做物體的重心。
引入重心的概念后，研究具體的物體時，可以把整個物體各部分的重力用作用于重心的一個力來表示，于是原來的一個物體就可以用一個有質量的點來表示。
②重心的確定
a. 質量分布均勻的物體，重心位置只跟物體的形狀有關。
若物體的形狀是中心對稱的，則對稱中心就是重心。
b. 質量分布不均勻的物體，重心位置除跟物體的形狀有關外，還跟物體的質量分布情況有關。如：起重機重心位置隨吊升貨物的多少和位置變化而變化。
例5、以下關于重心及重力的說法中，正確的是（ ）。
A. 一個物體放于水中稱量時彈簧測力計的示數小于物體在空氣中時彈簧測力計的示數，因此，物體在水中時的重力小于在空氣中的重力
B. 據G=mg可知，兩個物體相比較，質量較大的物體的重力一定較大
C. 物體放于水平面上時，重力方向垂直于水平面向下，當物體靜止于斜面上時，其重力垂直于斜面向下
D. 物體的形狀改變后，其重心位置往往改變
（三）彈力：
1、彈性形變和彈力的概念：
（1）彈性形變：
形變包括兩方面，即形狀的改變和體積的改變。
彈性形變：有些物體在形變后能夠恢復原狀，如彈簧、橡皮筋等，這樣的形變叫做彈性形變。
（2）彈力
①彈力的概念：發生彈性形變的物體由于要恢復原狀而對與它接觸的物體產生力的作用，這種力叫做彈力。
②彈性限度：若物體形變過大，超過一定限度，撤去作用力后，物體不能完全恢復成原來的形狀，這個限度叫彈性限度。
③顯示微小形變的方法：顯示微小形變的方法有多種，如放大等。
最簡單的方法是：把一個圓塑料瓶裝滿水，瓶口用中間插有細管的瓶塞塞上（如圖所示），用手按壓塑料瓶，細管中的水就會上升；松開手，水面又降回原處，這說明什么問題？如果換成扁塑料瓶，當你按壓不同位置時，又會出現什么現象？
④彈力產生的條件
a. 兩物體直接接觸；
b. 接觸面發生彈性形變。
例6、關于彈性形變的概念，下列說法正確的是（ ）。
A. 物體形狀的改變叫做彈性形變
B. 一根鐵絲用力折彎后的形變就是彈性形變
C. 物體在外力停止作用后，能夠恢復原狀的形變叫做彈性形變
D. 物體在外力作用后的形變叫做彈性形變
例7、一輛汽車停在水平地面上，下列說法中正確的是（ ）。
A. 地面受到了向下的彈力，是因為地面發生了彈性形變；汽車沒有發生形變，所以汽車不受彈力作用
B. 地面受到了向下的彈力，是因為地面發生了彈性形變；汽車受到了向上的彈力，是因為汽車也發生了形變
C. 汽車受到向上的彈力，是因為地面發生了形變；地面受到向下的彈力，是因為汽車發生了形變
D. 以上說法都不正確
2、幾種常見彈力及彈力方向的判定：
（1）壓力和支持力
產生：如圖所示，由于書發生了形變，對與它接觸的桌子產生了彈力F1，這就是壓力，方向是垂直于支持面指向被壓的物體。
由于桌面發生形變，對與它接觸的書產生彈力F2，這就是支持力，方向是垂直于支持面指向被支持的物體。
綜上可得：壓力和支持力均為彈力，方向垂直于支持面指向受力物體。
（2）繩的拉力
如圖所示，繩吊起電燈，由于燈的重力作用，使繩發生微小形變，對與它接觸的電燈產生彈力F1，即繩對燈向上的拉力，方向沿繩向上。
由于燈發生微小形變，對與它接觸的吊繩產生了彈力F2，即燈對繩的拉力，方向沿繩向下。
綜上可得：拉力是彈力，方向沿繩指向繩收縮的方向。
例8、請在下圖中畫出桿或球所受的彈力。
（a）桿靠在墻上；
（b）桿放在半球形的槽中；
（c）球用細線懸掛在豎直墻上；
（d）點1、2、3分別是球的重心位置，點2是球心，1、2、3點在同一豎直線上。
小結：
①彈力的方向總是與作用在物體上使物體發生形變的外力方向相反。
②彈力方向的判定步驟:
明確產生彈力的物體→找出使該物體發生形變的外力方向→確定該物體產生的彈力方向。
③常見支持物的彈力方向：
平板的彈力垂直于板面指向被支持的物體；
曲面的彈力垂直于曲面該處的切平面指向被支持的物體；
支撐點的彈力垂直于跟它接觸的平面（或曲面的切平面）指向被支持的物體；繩索的彈力沿繩索指向繩索收縮的方向。
3、判斷彈力有無的方法：
相互接觸的物體間不一定存在彈力，只有當物體因相互擠壓或拉伸產生形變時，才在接觸位置產生彈力，若僅是接觸而不相互擠壓或拉伸，沒有發生形變，則無彈力產生。那么，如何判斷接觸的物體是否發生了形變從而判斷它們之間是否存在彈力呢？下面介紹兩種常用的判斷方法。
（1）利用假設法判斷（2）根據物體的運動狀態判斷。
例9、如圖所示，用細繩懸掛一個小球，小球與光滑斜面相接觸，并保持靜止，試分析小球所受的彈力。
【點評】判斷彈力時，不僅要看物體間是否接觸，更需觀察接觸位置是否發生形變。在有些難以直接判斷是否存在形變的情況下，我們可以采取“假設法”，即設想將約束物去掉，看受力物體的運動狀態是否發生改變，從而判斷出物體與該約束物之間是否存在彈力。
例10、在下圖中，A、B兩球（兩球都靜止）間一定有彈力作用的是（ ）。
例11、如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個重為2N的小球，小球處于靜止狀態，則彈性桿對小球的彈力（ ）。
A. 大小為2N，方向平行于斜面向上B. 大小為1N，方向平行于斜面向上
C. 大小為2N，方向垂直于斜面向上D. 大小為2N，方向豎直向上
四、知識提煉導圖：
重力
彈力
五、目標期望：
通過這一講的學習，希望大家能夠深刻理解本節課所講的基本概念，如重力、重心的概念，同時理解彈力的產生條件及方向的判斷方法，特別是在具體的問題情景下判斷彈力有無的方法。
六、下講預告：
摩擦力問題
【同步練習】（答題時間：35分鐘）
1. 關于力的下述說法中錯誤的是（ ）。
A. 力是物體對物體的作用 B. 只有直接接觸的物體間才有力
C. 由有一定距離的磁鐵間有相互作用力可知，力可離開物體而獨立存在
D. 力的大小可以用天平測量
2. 下列說法正確的是（ ）。
A. 甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感覺到痛，說明甲對乙施加了力，而乙未對甲施加力
B. “風吹草動”，草受到了力，但沒有施力物體，說明沒有施力物體的力也是存在的
C. 磁鐵吸引鐵釘時，磁鐵不需要與鐵釘接觸，說明力可以脫離物體而存在
D. 網球運動員用力擊球，網球受力后飛出，網球受力的施力物體不再是人
3. 關于重心的說法中，正確的是（ ）。
A. 重心是物體所受重力的等效作用點B. 重心是物體上最重的一點
C. 重心的位置一定在物體上
D. 質量不均勻但形狀規則的物體的重心在它的幾何中心
4. 下列說法中正確的是（ ）。
A. 自由下落的石塊的速度越來越大，說明石塊所受的重力越來越大
B. 在空中飛行的物體不受重力作用
C. 一拋出的石塊軌跡是曲線，說明石塊所受的重力方向始終在改變
D. 將一石塊豎直向上拋出，在先上升后下降的整個過程中，石塊所受重力的大小與方向都不變
5. 質量為2kg的手榴彈在空中飛行時主要受________力的作用，這個力的施力物體是________，其大小為________N，方向________。
6. g=9.8N/kg，表示________，一個質量m=60kg的人受的重力G＝________N。如果此人在的月球上，他在月球上的重力是________。
7. 下列關于彈力產生的條件的說法正確的是（ ）。
A. 只要兩個物體接觸就一定產生彈力B. 只要兩物體相互吸引就一定產生彈力
C. 只要物體發生形變就一定有彈力產生D. 只有發生彈性形變的物體才產生彈力
8. 物體靜止在水平桌面上，則以下說法正確的是（ ）。
A. 物體對桌面的壓力就是重力B. 物體對桌面的壓力使桌面產生了形變
C. 桌面形變產生了對物體的支持力D. 桌面對物體的支持力使物體產生形變
9. 下列敘述中錯誤的是（ ）。
A. 壓力、支持力和拉力都是彈力B. 壓力和支持力的方向總垂直于接觸面
C. 輕繩、輕桿上產生的彈力總是在繩、桿的直線上
D. 輕桿不同于輕繩，彈力的方向可以不在桿的直線上
10. 畫出圖中A物體所受彈力的示意圖。（圖中各物體均處于靜止狀態）

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