普通高中物理必修一 第三章第1节 重力与弹力

这是一篇关于“重力与弹力“的竖屏思维导图，主要内容包括：重力、弹力和胡克定律，作为备课参考，便于学生理解和记忆物理概念。

• 普通高中物理必修一 第三章第1节 重力与弹力
• 内容来源|普通高中教科书 物理 必修第一册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster
• 相互作用是我们从现今自然科学的观点出发在整体上考察运动着的物质时首先遇到的东西。¼¼相互作用是事物的真正的终极原因。——恩格斯
• 力是一个物体对另一个物体的作用。认识一个力，需要弄清以下几个问题：1、谁受到的力，谁施加的力？2、怎样量度它的大小？3、它的方向如何？作用点在哪里？分析空中人所受的重力。关于上述问题，你知道哪些？
• 重力
• 重力
  • 由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。
  • 单位：牛顿，简称年，符号用N表示。
  • 施力物体：地球。
  • 方向：竖直向下。
  • 重力与物体质量的关系：G=mg，其中g是自由落体加速度。
    • 做自由落体运动的物体只受到重力的作用。
    • g的单位既可以是N/kg，又可以是m/s2，而且1N/kg=1m/s2
• 重心
  • 一个物体的各个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。
    • 重心可以看作物体所受重力的作用点。
  • 物体重心的位置
    • 质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。形状规则的均匀物体，它的重心比较容易确定。
      • 例如：均匀细直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱体的重心在轴线的中点。
    • 质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。
      • 例如：载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化。
    • 应用二力平衡的知识通过实验来确定形状不规则物体的重心位置。
      • 例如：确定薄板的重心
• 力的图示
  • 用有向线段表示力的方法，叫作力的图示。
    • 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。
      • 重力的图示
  • 若不需要准确标度力的大小时，通常只需画出力的作用点和方向，即只需画出力的示意图。
• 弹力
• 接触力
  • 在物体与物体接触时发生的相互作用可以称为接触力。
  • 接触力按其性质可分为弹力和摩擦力。
  • 拉力、压力、支持力等都是接触力。
• 形变
  • 物体在力的作用下形状或体积会发生变化，这种变化叫作形变。
    • 有时物体的形变很小，不易被觉察。
      • 例如：一块剖面为三角形的有机玻璃压在另一块有机玻璃上，发生的形变肉眼不能看了。但是形变后，当特殊的光通过有机玻璃不同部位时，产生的花纹会发生变化，利用仪器可以看到这种差异。
        • 在工程设计时，常用这种方法研究按比例缩小的有机玻璃的形变，进而推测实际工程中物体各部位的受力情况。
  • 演示：通过平面镜观察桌面的微小形变
    • 操作：在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点。
    • 观察：按压两镜之间的桌面，观察墙上光点位置的变化。
• 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。
    • 例如：被拉长的弹簧，要恢复原状，对相连接的小车产生了拉力F； 被跳水运动员压弯的跳板，要恢复原状，对上面的人产生了支持力。
    • 压力及支持力
      • 放在地板上的物体，它对地板的压力以及地板对它的支持力，都是弹力。
        • 方向：跟接触面垂直。
    • 绳子的拉力
      • 绳子的拉力也是弹力。
        • 方向：沿着绳子而指向绳子收缩的方向。
• 胡克定律
• 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。
  • 如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。
• 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
  • 把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。
  • 在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，设计实验记录表格，记录弹簧在不同拉力下伸长的长度。
    • 弹簧的弹力等于钩码对弹簧的拉力。
  • 以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系。根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点，作出F-x图像。
  • 分析F-x图像，得出实验结论。
• 胡克定律
  • 实验结果表明，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。
    • 这个规律是由英国科学家胡克发现的，叫作胡克定律。
    • • 弹力F的单位是牛顿（N）
      • 弹簧伸长（或缩短）的长度x的单位是米（m）
      • k叫作弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米（N/m）
        • 生活中说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”，指的就是它们的劲度系数不同。
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