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第1节重力与弹力

第1课时重力与弹力

学习目标1.理解重力及重心概念，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。

知识点一重力

如图所示，树上的苹果为什么总要落向地面？建筑工地上工人为什么常用重垂线来检测墙壁是否竖直？

提示苹果落向地面是因为受到了地球的吸引力；重锤静止时，悬挂重锤的细线方向一定是沿竖直方向的，如果墙壁与细线平行，就说明墙壁是竖直的，没有倾斜。

1.重力

(1)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：G＝mg，g是自由落体加速度，g与物体所处纬度和高度有关，在赤道处g最小，在两极处g最大。

注意：重力不是地球对物体的引力，两者大小一般也不相等。

(4)作用点——重心

①重心：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。

②决定因素：a.物体的形状；b.物体的质量分布。

③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重力，确定物体的重心可以利用悬挂法。

2.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，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点，这种表示力的方法，叫作力的图示。

(2)力的示意图：只画出力的作用点和方向，不准确标度力的大小，这种粗略表示力的方法，叫作力的示意图。

【思考】

1.为什么说重力的大小由物体的质量和所处的地理位置共同决定？怎样理解G＝mg?

提示在同一地点，重力G与质量m成正比；同一物体，在不同地点所受的重力随地理纬度的增加而增大，不过这种差异很小，一般可认为其重力大小恒定不变。重力大小的计算公式是G＝mg。式中m是物体的质量，单位用kg；g是一个与地理位置有关的量。

2.从效果上看，重心是物体重力的等效作用点，那么是不是物体的重心都在物体上？举例说明。

提示物体的重心不一定都在物体上，例如匀质圆环的重心不在圆环上。

3.走钢丝的演员为什么要拿一根较长的横杆？

提示要保证走钢丝表演成功，整个人(包括手中的横杆)的重心一定要在钢丝绳的正上方。演员手拿一根横杆，当人的重心偏离钢丝的正上方时，可以通过调节横杆的位置达到调节重心位置的目的，保证表演成功。

例1关于物体的重力和重心，下列说法正确的是()

A.物体所受重力是由于受到地球吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下

B.同一物体在地球上的不同位置，当用不同弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的，当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同

C.物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点

D.形状规则的物体(如正方体)，其重心一定在其几何中心处

答案C

解析重力的方向是竖直向下，与水平面垂直，但不一定与地面垂直，A错误；重力的大小取决于物体的质量和重力加速度的大小，与测量工具无关，不同地点重力加速度不同，重力大小不同，无论用同一弹簧测力计测量，还是用不同弹簧测力计测量，测量结果均不同，B错误；物体的重心是重力的等效作用点，其位置不仅与其几何形状有关，还与质量分布有关，C正确，D错误。

例2在图甲中木块的P点，用与水平方向成30°角的斜向右上方的150N的力拉木块；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角的斜向左上方的20N的力推木块使木块静止在墙壁上；在图丙中电灯静止悬挂。

(1)作出甲、乙两图中所给力的图示；

(2)作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图。

答案

训练1(2024·江西赣州期中)在足球比赛中，专业的足球运动员能够巧妙地踢出“香蕉球”“落叶球”。如图所示，某运动员主罚任意球时踢出了快速旋转的“落叶球”。关于该足球，下列说法正确的是()

A.足球的重心在足球的外皮上

B.在空中运动的过程中，足球的重心发生了变化

C.足球离开脚后不再受重力的作用

D.足球所受重力的方向始终竖直向下

答案D

解析足球的重心在足球的几何中心，即足球的球心；在空中运动过程中，足球仍然受到重力的作用，重心的位置不发生变化；足球所受的重力方向始终竖直向下，故D正确，A、B、C错误。

知识点二弹力

1.用力挤压气球、拉伸橡皮条、拉弹簧和挤压橡皮泥、面团时发生的形变有什么不同？

提示气球、橡皮条、弹簧可以恢复原状，橡皮泥、面团不能恢复原状。

2.用手捏图甲的玻璃瓶，能看到玻璃瓶的形变吗？如图乙用手压桌子，能看到桌子形变了吗？用什么办法能够让他们的形变显示出来？

提示肉眼看不到，采用放大法。

1.形变

(1)定义：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。

(2)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。

2.弹力