3.1重力与弹力（解析版）-2022-2023学年高一物理备课必备讲义（人教2019必修第一册 ）

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第三章 相互作用——力
3.1 重力与弹力
课标要求 素养要求
课
标
解
读
1．知道力的概念及矢量性，会作力的图示。
2．了解重力产生的原因，会确定重力的大小
和方向，理解重心的概念。
3．知道形变的概念，并会区分某种形变是弹
性形变还是非弹性形变。
4．知道弹力的定义及产生的条件，会判断两
个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方
向。
5．掌握胡克定律并能 用此定律解决 有关问
题。
1．物理观念：通过对形变的认识等
概括出重力、弹力的概念。
2．科学思维：会采用等效的思想确
定物体重心的位置；利用放大法观
察微小形变；利用假设、替代法判
断弹力的有无及方向。
3．科学态度与责任：在应用重力解
释现象、弹力在生产生活的应用中
体会物理与生产生活的关系。
教材原句 01 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，这点叫作物体的重心。
自主思考
从效果上看，重心是物体重力的等效作用点，那么是不是只有物体的重心才收到重力作用？
【答案】
重心是物体重力的等效作用点，物体的各部分都受到重力作用。
教材原句 02 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。
自主思考
如图所示，杂技演员顶坛子时，头顶受到的压力的施力物体是哪个
物体？压力是怎样产生的？
【答案】坛子。坛子发生形变产生的。
教材原句 03 胡克定律
在弹性限度内，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F=kx,这个规律叫作胡克定律。k 叫作弹簧的劲度系数。
自主思考
探究某根弹簧的伸长量 x与所受拉力 F之间的关系图如图所示。
(1)写出图线代表的函数表达式(x的单位为 m)。
(2)当弹簧伸长 20 cm 或压缩 20 cm，弹力的大小相等吗？
【答案】 (1)由图像知 k＝ N/m＝2×103 N/m，故 F＝kx＝2 000x。
(2)相等。
探究点 01 重力
情境探究
如图所示，树上的苹果会落向地面；建筑工地上工人常用重锤来检测墙壁是否竖直．为什么
树上的苹果总要落向地面？为什么使用重锤能检测墙壁是否竖直呢？
【答案】
　苹果落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用；重锤能检测墙壁是否竖直的原理，也是
因为重力的方向是竖直向下的，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．
探究归纳
1．重力的大小
(1)重力的大小 G＝mg，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．
(2)重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关，如图 1甲所示．质量分布
均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心，如图乙所示．
图1
(3)悬挂法确定薄板状物体的重心．
①原理：二力平衡时，两个力等大反向．
图2
②方法：薄板状物体的重心可用悬挂法确定，如图 2所示，先在A点把薄板状物体悬挂起来，
物体静止时，物体所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上，所以物体的重心一定在通过 A
点的竖直线 AB 上．然后在C点把物体悬挂起来，同理知，物体的重心一定在通过 C点的竖
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