第1讲 重力 弹力

【课程标准内容及要求 1.认识重力、弹力与摩擦力。2.知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。3.能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题。实验二：探究弹簧弹力与形变量的关系。实验三：探究两个互成角度的力的合成规律。

第1讲重力弹力

一、重力

1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。

注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力。

2．大小：G＝mg，可用弹簧测力计测量。

注意：物体在地球上不同位置处质量不会变；G的变化是由g的变化引起的。3．方向：总是竖直向下。

注意：竖直向下是和水平面垂直向下，不一定和接触面垂直，也不一定指向地心。4．重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可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。

(1)影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布。

(2)不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法。

注意：重心的位置不一定在物体上。

二、弹力

1．弹力

(1)定义：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。

(2)产生条件

①物体间直接接触；

②接触处发生弹性形变。

(3)方向：总是与施力物体形变的方向相反。

2．胡克定律

(1)内容：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。

(2)表达式：F＝kx

①k叫作弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m；k的大小由弹簧自身性质决定。

②x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。

【自测下列图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是()

答案 C

命题点一弹力的有无及方向的判断

1．“三法”判断弹力有无

2．弹力方向的判断

【例1画出如图所示情景中物体A受力的示意图。

答案如图所示

【针对训练1】如图1所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方

向成α角的细绳拴接一小球。当小车与小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是()

图1

A．细绳一定对小球有拉力的作用

B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用

C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力

D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力

答案 D

解析当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，细绳的拉力F T＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，绳的拉力不能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确。

命题点二弹力分析的“四类模型”问题

1．四类模型的比较

轻绳轻杆弹性绳轻弹簧质量大小0000

受外力作用时形变的种类拉伸形变

拉伸形变、

压缩形变、

弯曲形变

拉伸形变

拉伸形变、

压缩形变

受外力作用时形变量大小微小，可忽略微小，可忽略

较大，不可

忽略

较大，不可

忽略

弹力方向沿着绳，指向

绳收缩的方

向

既能沿着杆，也

可以跟杆成任意

角度

沿着绳，指向

绳收缩的方

向

沿着弹簧，

指向弹簧恢

复原长的方

向

弹力大小变

化情况

可以突变可以突变不能突变不能突变

2.计算弹力大小的三种方法

(1)根据胡克定律进行求解。

(2)根据力的平衡条件进行求解。

(3)根据牛顿第二定律进行求解。

绳的弹力

【例2如图2所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L＝2 m的轻绳一端固定于直杆P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d＝1.2 m，重为8 N的钩码用质量不计的光滑挂钩挂在轻绳上且处于静止状态，则轻绳的弹力大小为()

图2

A．10 N B．8 N

C．6 N D．5 N

答案 D

解析设挂钩所在处为N点，延长PN交墙于M点，如图所示，同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为α，则根据几何关系可知∠NQM＝∠NMQ＝α，故NQ＝MN，即PM等于绳长；根据几何关系可

得sin α＝PO

PM＝

1.2

2＝0.6，则cos α＝0.8，根据平衡条件可得2F T cos α＝G，解得

F T＝5 N，故D正确。

弹簧的弹力

【例3(多选)如图3所示是锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每

根弹簧的自然长度都是40 cm，某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m，则()

图3

A．人的每只手受到拉力器的拉力为300 N

B．每根弹簧产生的弹力为150 N

C．每根弹簧的劲度系数为125 N/m

D．每根弹簧的劲度系数为500 N/m

答案BC

解析每只手的拉力均为600 N，故选项A错误；每根弹簧的弹力为F＝600

4N

＝150 N，故选项B正确；每根弹簧的劲度系数k＝F

x＝

150

1.6－0.4

N/m＝125 N/m，

故选项C正确，D错误。

杆的弹力

【例4如图4所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g。现使小车以加速度a向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是()

图4

A．杆对小球的弹力一定竖直向上

B．杆对小球的弹力一定沿杆向上

C．杆对小球的弹力大小为mg

D．杆对小球的弹力大小为F＝（mg）2＋（ma）2

答案 D

解析对小球受力分析如图，由图可知，当a大小变化时，杆上的弹力与竖直方向夹角变化，方向不一定沿杆，但一定是斜向上，且F>mg，故选项A、B、C错误；由几何关系可知，F＝（mg）2＋（ma）2，选项D正确。