〔情 境 導(dǎo) 入〕“它不是物，但不能離開(kāi)物而存在；它不孤獨(dú)，總是成雙成對(duì)地出現(xiàn)；它不讓你看見(jiàn)，但你能覺(jué)察到它的作用效果；它不能像數(shù)那樣相加，而是遵循另外的法則。”你知道這是什么嗎？它就是我們即將要學(xué)習(xí)的——力。自然界的力現(xiàn)象無(wú)處不在，無(wú)奇不有。那么，在生活中接觸到的力有些什么特點(diǎn)呢？如何發(fā)揮力的作用，避免力的危害？本章將探討這些問(wèn)題。
〔內(nèi) 容 提 要〕(1)本章重點(diǎn)介紹了三種相互作用力——重力、彈力、摩擦力，力的相互作用規(guī)律——牛頓第三定律以及矢量合成的基本法則—— 平行四邊形法則，為今后學(xué)習(xí)高中力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。(2)本章知識(shí)分為三部分：一是力的概念，是貫穿于力學(xué)乃至整個(gè)物理學(xué)的重要概念，重力、彈力、摩擦力是常見(jiàn)的幾種相互作用力；二是牛頓第三定律及其應(yīng)用；三是共點(diǎn)力的合成與分解及共點(diǎn)力的平衡，體現(xiàn)出利用等效方法研究物理學(xué)的思想。
(3)本章重點(diǎn)：①重力、彈力、摩擦力的產(chǎn)生和方向判定、大小計(jì)算；②共點(diǎn)力的合成與分解；③理解牛頓第三定律；④共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題。本章難點(diǎn)：①應(yīng)用平行四邊形定則求解共點(diǎn)力的合成與分解；②對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析；③共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的分析處理。
〔學(xué) 法 指 導(dǎo)〕(1)對(duì)于本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，不但要熟練掌握基本概念和規(guī)律，同時(shí)要把握知識(shí)間內(nèi)在的聯(lián)系，形成知識(shí)體系，這樣才能抓住重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，做到融會(huì)貫通、舉一反三，最終達(dá)到熟練掌握、靈活應(yīng)用的目的。(2)在學(xué)習(xí)三種常見(jiàn)力時(shí)，應(yīng)當(dāng)多與生活中的事例相結(jié)合，在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上正確建立這些力的概念。比如，靜摩擦力的大小、方向、產(chǎn)生或消失都會(huì)隨其他力的變化而變化；對(duì)于彈力的學(xué)習(xí)，要通過(guò)具體實(shí)例的分析、練習(xí)，掌握各種常見(jiàn)的彈力如拉力、壓力、支持力的方向。對(duì)彈簧的彈力大小，會(huì)定量分析。
(3)對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，是學(xué)習(xí)高中物理第一個(gè)需要掌握的基本功，是解決力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵。力的合成與分解所遵守的平行四邊形定則，是所有矢量合成與分解都遵守的普遍法則，必須熟練掌握。在理解和掌握各種常見(jiàn)力的基礎(chǔ)上，多做一些受力分析的習(xí)題，在練習(xí)中要注意養(yǎng)成良好的受力分析習(xí)慣，提高受力分析的正確性、規(guī)范性。在練習(xí)中掌握建立物理模型的方法(把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理問(wèn)題)，掌握物體的受力平衡條件以及處理力的合成與分解問(wèn)題的方法(力的圖示法、代數(shù)計(jì)算法、正交分解法等)提高分析綜合能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力。
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道重力產(chǎn)生的原因、大小和方向。知道重心的概念，初步體會(huì)等效替代的思想。2．會(huì)畫(huà)力的圖示和示意圖。3．抽象概括彈力產(chǎn)生的條件。知道壓力、支持力和拉力都是彈力，會(huì)分析彈力的方向。4．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究彈簧彈力和形變量的關(guān)系，了解胡克定律。
1．定義：由于______________而使物體受到的力。2．方向：____________。3．大?。篏＝________，g是自由落體加速度。
4．作用點(diǎn)——重心(1)重心：一個(gè)物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，可以認(rèn)為各部分受到的重力作用______________，這一點(diǎn)叫作物體的重心。(2)決定因素：①物體的____________；②物體的________。(3)對(duì)形狀不規(guī)則的物體，可以應(yīng)用二力平衡的知識(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定其重心位置。如薄板狀物體的重心位置可以通過(guò)________法來(lái)確定。注意：g的單位既可以是N/kg，又可以是m/s2，而且1 N/kg＝1 m/s2。
1．力的圖示：用有向線段來(lái)表示力。(1)有向______________(嚴(yán)格按標(biāo)度畫(huà))表示力的大小。(2)________表示力的方向。(3)________________表示力的作用點(diǎn)。2．力的示意圖：只用帶箭頭的有向線段來(lái)表示力的方向和作用點(diǎn)，不需要準(zhǔn)確標(biāo)度力的大小。
1．形變與彈性形變(1)形變：物體在力的作用下______________發(fā)生改變，叫作形變。(2)彈性形變：有些物體在形變后能夠____________，這種形變叫作彈性形變。
2．彈力(1)概念：發(fā)生________的物體，由于要恢復(fù)________，對(duì)與它__________物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫作彈力。(2)彈性限度：當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體__________________________，這個(gè)限度叫彈性限度。注意：如果兩個(gè)物體間有彈力的作用，則它們一定直接接觸了，但兩個(gè)物體直接接觸，它們之間卻不一定有彈力的作用。
不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀　
1．內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟_______________ _____________成正比。2．表達(dá)式：F＝______，其中k為彈簧的____________，單位：牛頓每米，符號(hào)________，它的大小反映了彈簧的軟硬程度。
『判一判』(1)地球上所有物體的重力的施力物體都是地球。(　　)(2)重力的方向也可以表述為指向地心。(　　)(3)重心是物體重力的作用點(diǎn)，重心一定在物體上。(　　)(4)若兩物體間存在彈力，則它們一定接觸。(　　)(5)支持力的方向垂直于物體的接觸面。(　　)(6)彈簧的彈力總是與其形變量成正比。(　　)
√　×　×　√　√　×　
『選一選』(2021·安徽合肥市高一期末)雜技演員有高超的技術(shù)，如圖所示，能輕松地頂住從高處落下的壇子，關(guān)于他頂壇時(shí)頭頂受到的壓力產(chǎn)生的直接原因是(　　)A．壇的形變B．頭的形變C．物體受到的重力D．人受到的重力解析：頭頂受到的壓力的施力物體是壇子，受力物體是頭頂，它產(chǎn)生的直接原因是壇的形變，間接原因是物體受到的重力，A項(xiàng)正確。
『想一想』如圖所示，身體素質(zhì)和技術(shù)相當(dāng)?shù)奶哌\(yùn)動(dòng)員，為什么采用“背越式”的要比采用“跨越式”的成績(jī)好呢？?
答案：跳高運(yùn)動(dòng)員在越過(guò)相同高度的橫桿時(shí)，“背越式”運(yùn)動(dòng)員的重心比“跨越式”運(yùn)動(dòng)員的重心升高的高度小，因此運(yùn)動(dòng)員越過(guò)相同高度的橫桿，“背越式”跳法要比“跨越式”容易些，所以采用“背越式”的運(yùn)動(dòng)員要比采用“跨越式”的運(yùn)動(dòng)員成績(jī)好。
如圖所示，樹(shù)上的蘋(píng)果會(huì)落向地面；建筑工地上工人常用重垂線來(lái)檢測(cè)墻壁是否豎直。為什么樹(shù)上的蘋(píng)果總要落向地面？為什么使用重垂線能檢測(cè)墻壁是否豎直呢？
?提示：物體落向地面是因?yàn)槭艿搅素Q直向下的重力作用；重垂線能檢測(cè)墻壁是否豎直的原理，是因?yàn)橹亓Φ姆较蚴秦Q直向下的，重錘靜止時(shí)，懸掛重錘的細(xì)線方向一定是豎直方向的，如果墻壁與細(xì)線平行，就說(shuō)明墻壁是豎直的，沒(méi)有傾斜。
1．重力的概念：由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。(1)地球上的物體都受到重力作用，不管質(zhì)量大小，也不論有無(wú)生命，凡是由分子、原子構(gòu)成的物體皆受重力作用。(2)重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但重力的大小不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力，重力一般小于地球?qū)ξ矬w的吸引力。在有的情況下，認(rèn)為物體所受的重力與地球?qū)ξ矬w的吸引力大小相等，原因是兩者相差很小。(3)重力是非接觸力。(4)重力的施力物體是地球。
2．重力的測(cè)量：在實(shí)驗(yàn)室里，重力的大小可以用測(cè)力計(jì)測(cè)量；工業(yè)上用電子吊秤可以稱更重的物體。測(cè)量原理：二力平衡時(shí)，兩個(gè)力大小相等。測(cè)量條件：物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)。測(cè)量方法：用測(cè)力計(jì)將待測(cè)物體懸掛起來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)在數(shù)值上等于重力的大小。
3．重力的大?。河捎贕＝mg，在同一地點(diǎn)，重力的大小與質(zhì)量成正比；在不同地點(diǎn)，如從兩極到赤道或離地面越高，g值均減小，從而使同一物體的重力也有所不同；物體的重力與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。4．重力的方向：豎直向下，除了赤道和兩極，豎直向下并不是指向地球的球心。注意：豎直向下也就是沿重垂線的方向，不能將豎直向下說(shuō)成“垂直向下”或“指向地心”?！柏Q直向下”是指垂直于當(dāng)?shù)氐乃矫嫦蛳?，而“垂直向下”可以指垂直于任何支持面向下。只有在兩極或赤道時(shí)，重力的方向才“指向地心”(將在必修第二冊(cè)中進(jìn)行詳解)。
5．對(duì)重心的理解(1)重心的特點(diǎn)：重心是重力的等效作用點(diǎn)，并非物體的其他部分不受重力作用。(2)重心的位置及決定因素：①位置：重心的位置可以在物體上，也可以在物體外。②決定因素：a．物體質(zhì)量分布情況。b．物體的形狀。
(3)重心與物體形狀、質(zhì)量分布情況的關(guān)系
(4)對(duì)薄板類物體，可用支撐法或懸掛法來(lái)確定重心。如圖所示，C點(diǎn)即為物體的重心，但該方法僅適用于薄板狀物體。
關(guān)于重心理解的三點(diǎn)注意：(1)重心不是重力的真實(shí)作用點(diǎn)，重力作用于整個(gè)物體，重心是重力的等效作用點(diǎn)。(2)重心不是物體上最重的一點(diǎn)，也不一定是物體的幾何中心。(3)重心在物體上的相對(duì)位置與物體的位置、放置狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。重心的位置可以不在物體上。
　　　　　下列關(guān)于重心和重力的說(shuō)法正確的是(　　)A．一物體放于水中稱量時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于物體在空氣中稱量時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，因此物體在水中受到的重力小于在空氣中受到的重力B．據(jù)G＝mg可知，兩個(gè)物體相比較，質(zhì)量較大的物體受到的重力不一定大C．物體放于水平面上時(shí)，其重力方向垂直于水平面向下，當(dāng)物體靜止于斜面上時(shí)，其重力方向垂直于斜面向下D．物體的形狀改變后，其重心位置不會(huì)改變
解析：由于物體放于水中時(shí)，受到向上的浮力從而減小了彈簧的拉伸形變，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力減小了，但物體受到的重力并不改變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)兩物體所處的地理位置相同時(shí)，g值相同，質(zhì)量大的物體受到的重力必定大，但當(dāng)兩物體所處的地理位置不同時(shí)(如質(zhì)量較小的物體放在地球上，質(zhì)量較大的物體放在高空中，高空中g(shù)值較小)，質(zhì)量較大的物體受到的重力不一定大，選項(xiàng)B正確；重力的方向總是豎直向下的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體的重心位置由物體的形狀和質(zhì)量分布情況共同決定，當(dāng)物體的形狀改變時(shí)，其重心可能發(fā)生改變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
思維升華：1．重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及放置方式無(wú)關(guān)，只與重力加速度g有關(guān)。2．重心在物體上的相對(duì)位置與物體的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。
1．(2021·北京東城區(qū)高一期末)如圖所示，有一薄板狀物體，先在A點(diǎn)將其懸掛起來(lái)，靜止時(shí)通過(guò)A點(diǎn)畫(huà)一條豎直線AB；再選另一處D點(diǎn)將其懸掛起來(lái)，靜止時(shí)過(guò)D點(diǎn)畫(huà)一條豎直線DE，AB和DE的交點(diǎn)為C。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．薄板所受重力就是懸繩的拉力B．薄板上只有C點(diǎn)受到重力作用C．重力的方向與薄板的懸掛方式無(wú)關(guān)D．薄板的重心可能在A點(diǎn)，也可能在D點(diǎn)
解析：拉力和重力是不同性質(zhì)的力，只能說(shuō)薄板所受重力大小等于懸繩的拉力大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；C點(diǎn)是薄板的重心，是薄板重力的等效作用點(diǎn)，但是并非薄板上只有C點(diǎn)受到重力作用，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；重力的方向與薄板的懸掛方式無(wú)關(guān)，總是豎直向下，選項(xiàng)C正確；因重力與細(xì)線的拉力等大反向，則薄板的重力作用線一定與細(xì)線拉力的方向共線，即薄板的重心一定在AB和DE的交點(diǎn)位置，即在C點(diǎn)，不可能在A點(diǎn)，也不可能在D點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
甲、乙描述的是“小明”拉車的情景。
?試分析：(1)哪幅圖畫(huà)出的是拉力的圖示？哪幅圖畫(huà)出的是拉力的示意圖？為什么？(2)若圖甲中，確定標(biāo)度時(shí)，原來(lái)的長(zhǎng)度改為表示1 N的力，結(jié)果會(huì)如何？說(shuō)明選取標(biāo)度時(shí)應(yīng)注意什么？提示：(1)甲圖是拉力的圖示，因?yàn)橛袠?biāo)度；乙圖是拉力的示意圖，因?yàn)樗鼪](méi)有標(biāo)度。(2)標(biāo)度改變后，線段太長(zhǎng)，不易作圖。所以選取標(biāo)度時(shí)應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)。
1．力的圖示與力的示意圖的區(qū)別(1)力的圖示能表示力的三要素，精確表示力時(shí)經(jīng)常用到。(2)力的示意圖只能表示力的作用點(diǎn)和方向，在對(duì)物體的受力情況進(jìn)行分析時(shí)經(jīng)常用到。
2．力的圖示和力的示意圖的畫(huà)法比較
(1)標(biāo)度的選取應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)。一般情況下，線段應(yīng)取2～5段整數(shù)段標(biāo)度的長(zhǎng)度。(2)要用同一標(biāo)度畫(huà)同一物體受到的不同的力。
　　　　　如圖所示，靜止木塊對(duì)桌面的壓力為6 N，試畫(huà)出壓力的圖示，說(shuō)明施力物體和受力物體；并畫(huà)出木塊所受重力和支持力的示意圖。
解析：畫(huà)力的圖示時(shí)，要按照以下步驟進(jìn)行：(1)選標(biāo)度：本題選5 mm的線段表示2 N的力。(2)從作用點(diǎn)沿力的方向畫(huà)一線段，線段長(zhǎng)短按標(biāo)度和力的大小來(lái)畫(huà)，線段標(biāo)上刻度。如下圖中(a)所示，從O點(diǎn)豎直向下畫(huà)一條三倍于標(biāo)度(15 mm)的線段。
(3)在線段上加上箭頭表示力的方向。為了簡(jiǎn)便，也可照?qǐng)D(b)來(lái)畫(huà)。壓力的施力物體是木塊，受力物體是桌子。畫(huà)力的示意圖時(shí)，只需要畫(huà)出力的作用點(diǎn)和方向，對(duì)線的長(zhǎng)短沒(méi)有嚴(yán)格要求。如圖(c)為木塊所受重力和支持力的示意圖，也可照?qǐng)D(d)那樣用一點(diǎn)表示木塊，畫(huà)出重力和支持力的示意圖。
思維升華：力的圖示的“四定三標(biāo)”(1)四定：做力的圖示要定作用點(diǎn)、作用線、比例標(biāo)度、線的長(zhǎng)度。(2)三標(biāo)：做力的圖示要標(biāo)力的方向、力的數(shù)值、力的符號(hào)。
2．(2021·寧縣第二中學(xué)高一期末)一個(gè)重20 N的物體沿著斜面下滑，在下圖中關(guān)于物體受到的重力的圖示正確的是(　 　)解析：畫(huà)重力的圖示關(guān)鍵點(diǎn)，在于方向，作用點(diǎn)，還有就是力的大小用標(biāo)度表示出來(lái)。重力方向豎直向下。故選AD。
一鐵塊放在海綿上，鐵塊和海綿都發(fā)生了形變，從而在它們之間產(chǎn)生了彈力，如圖所示。海綿對(duì)鐵塊的支持力是如何產(chǎn)生的？方向怎樣？鐵塊對(duì)海綿的壓力是怎樣產(chǎn)生的？方向怎樣？
彈力的有無(wú)和方向的判斷
提示：①海綿對(duì)鐵塊的支持力是海綿發(fā)生彈性形變，對(duì)與它接觸的鐵塊產(chǎn)生力的作用，方向垂直于接觸面向上(如圖甲)。②鐵塊對(duì)海綿的壓力是鐵塊發(fā)生了彈性形變，對(duì)與它接觸的海綿產(chǎn)生力的作用，方向垂直接觸面向下(如圖乙)。
1．產(chǎn)生彈力必備的兩個(gè)條件：(1)兩物體間相互接觸；(2)發(fā)生彈性形變。2．判斷彈力有無(wú)的常見(jiàn)方法：(1)直接判定：對(duì)于發(fā)生明顯形變的物體(如彈簧、橡皮條等)，可根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件由形變直接判斷。(2)對(duì)于形變不明顯的情況，通常用以下方法來(lái)判定：
a．假設(shè)法：假設(shè)將與研究對(duì)象接觸的物體撤去，判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處可能不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力。b．替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來(lái)替換，看能不能維持原來(lái)的力學(xué)狀態(tài)。如將側(cè)壁、斜面用海綿來(lái)替換，將硬桿用輕彈簧(橡皮條)或細(xì)繩來(lái)替換。c．狀態(tài)法：因?yàn)槲矬w的受力必須與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相吻合，所以可以依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由相應(yīng)的規(guī)律(如二力平衡知識(shí)等)來(lái)判斷物體間的彈力。
接觸的物體間不一定存在彈力，但兩物體間若有彈力，則它們一定接觸。
3．彈力的方向：(1)彈力的方向總與引起物體形變的外力方向相反，與施力物體恢復(fù)原狀的方向相同。
(2)常見(jiàn)的三種接觸方式
(1)壓力、支持力的方向都垂直于接觸面，確定它們方向的關(guān)鍵是找準(zhǔn)它們的接觸面或接觸點(diǎn)的切面。(2)輕桿的彈力方向具有不確定性，一般要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合平衡條件確定輕桿的彈力方向。
　　　　　請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出物體A所受的彈力示意圖。
解析：輕繩的彈力沿繩并指向繩收縮的方向；點(diǎn)與面接觸或面與面接觸的彈力則垂直于接觸面；若接觸面為曲面，則彈力與切面垂直。圖丙中，物體與曲面之間的彈力方向垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的切面。圖己中，彈力的方向垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的切面，故彈力方向必通過(guò)球心，與重心位置無(wú)關(guān)。
它們所受彈力的示意圖如圖所示：
思維升華：彈力的方向(1)點(diǎn)與平面接觸時(shí)的彈力方向，過(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面指向受力物體。(2)點(diǎn)與曲面接觸時(shí)，彈力的方向垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的切面，指向受力物體。(3)平面與平面接觸，則彈力的方向垂直于接觸面并指向受力物體。(4)平面與曲面接觸，彈力方向過(guò)接觸點(diǎn)垂直于平面并指向受力物體。
3．(2021·全國(guó)高一課時(shí)練習(xí))靜止的車廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球，如圖所示，小球下方與一光滑斜面接觸。關(guān)于小球的受力，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．細(xì)線對(duì)它一定有拉力作用B．細(xì)線可能對(duì)它沒(méi)有拉力作用C．斜面對(duì)它可能有支持力作用D．斜面對(duì)它一定有支持力作用
解析：小球靜止時(shí)合力為零，先分析小球肯定受到的力：重力再用假設(shè)法分析斜面對(duì)球有無(wú)支持力。若細(xì)線對(duì)小球沒(méi)有拉力作用，則小球受到重力和斜面的支持力，二力合力不為零，不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，故細(xì)線對(duì)小球一定有拉力作用，A正確，B錯(cuò)誤；若斜面對(duì)小球有支持力作用，則小球受到豎直向下的重力，繩子的拉力，和垂直斜面的支持力，小球的合力不為零，不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，故斜面對(duì)小球沒(méi)有力的作用，CD錯(cuò)誤。
解析：汽車與橋面相互擠壓都發(fā)生了形變，B錯(cuò)誤；由于橋面發(fā)生彈性形變，所以對(duì)汽車有向上的彈力，C正確，D錯(cuò)誤；由于汽車發(fā)生了形變，所以對(duì)橋面產(chǎn)生向下的壓力，A錯(cuò)誤。
如圖所示，圖甲表示彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，圖乙表示彈簧處于拉伸狀態(tài)，圖丙表示彈簧處于壓縮狀態(tài)。
試分析：在公式F＝kx中，x表示的是彈簧的長(zhǎng)度嗎？若不是，它表示什么意思？圖甲中彈簧的原長(zhǎng)為l0；圖乙中在拉力F的作用下彈簧的長(zhǎng)度為l1；圖丙中在壓力F′的作用下，彈簧的長(zhǎng)度為l2，則F和F′分別等于多少？提示：x表示的是彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度或縮短的長(zhǎng)度，而不是彈簧的長(zhǎng)度，圖乙中彈簧伸長(zhǎng)量為(l1－l0)，圖丙中彈簧壓縮量為(l0－l2)，所以F＝k(l1－l0)，F(xiàn)′＝k(l0－l2)。
1．胡克定律F＝kx的理解(1)x是彈簧的形變量，而不是彈簧形變后的長(zhǎng)度。(2)k為彈簧的勁度系數(shù)，反映彈簧本身的屬性，由彈簧自身的長(zhǎng)度、粗細(xì)、材料等因素決定，與彈力F的大小和伸長(zhǎng)量x無(wú)關(guān)。2．F－x圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(如圖所示)，直線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k。
3．胡克定律的推論：ΔF＝kΔx。彈簧彈力的變化量ΔF跟彈簧形變量的變化量Δx成正比。4．胡克定律的適用條件：彈簧在彈性限度內(nèi)發(fā)生形變。5．計(jì)算彈力大小的兩種方法(1)公式法：利用公式F＝kx計(jì)算，適用于彈簧、橡皮筋等物體的彈力的計(jì)算。(2)二力平衡法：若物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體所受彈力與物體所受的其他力應(yīng)為平衡力，可根據(jù)其他力的大小確定彈力的大小。
　　　　　如圖所示，彈簧的勁度系數(shù)為k，小球重力為G，平衡時(shí)球在A位置?，F(xiàn)用力將小球向下拉，使彈簧又伸長(zhǎng)x至B位置，若仍在彈性限度內(nèi)，則此時(shí)彈簧的彈力大小為(　　)A．kx　　　　　　　　B．G－kxC．kx＋G D．以上都不對(duì)
思路引導(dǎo)：求解此題應(yīng)特別注意，球在A處時(shí)彈簧已經(jīng)伸長(zhǎng)了一定長(zhǎng)度。解析：球在A位置時(shí)彈簧已經(jīng)伸長(zhǎng)了(令它為Δx)，這樣有FB＝k(Δx＋x)＝k·Δx＋kx，因球在A位置平衡，即G＝k·Δx，所以FB＝G＋kx，故C正確。
思維升華：計(jì)算彈簧彈力時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)胡克定律只能計(jì)算彈力的大小，而彈力的方向要根據(jù)彈簧的伸縮來(lái)確定，其方向總是與彈簧恢復(fù)原狀的方向相同。(2)彈簧彈力的大小(在彈性限度內(nèi))任何時(shí)候都可以用胡克定律求解，但只有在物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，才能用二力平衡求解與物體相連的彈簧彈力。
解析：假設(shè)豎直擋板對(duì)球A無(wú)彈力作用，撤去豎直擋板，球A不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，故假設(shè)不成立，豎直擋板對(duì)球A有彈力作用，方向水平向右；假設(shè)斜面對(duì)球A無(wú)彈力作用，撤去斜面，球A不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，故假設(shè)不成立，斜面對(duì)球A有彈力作用，方向垂直斜面向上。故C正確。
核心素養(yǎng)　科學(xué)思維假設(shè)法是判斷彈力有無(wú)的最常用的方法?？梢约僭O(shè)存在彈力，也可以假設(shè)不存在彈力，再分析在假設(shè)有(或沒(méi)有)彈力的情況下，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與題目所給運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相同，若相同說(shuō)明假設(shè)可能成立，若不相同說(shuō)明假設(shè)不成立。
1．(2021·福建福州市高一期末)如圖甲、乙所示，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置共同的物理思想方法的是(　　)A．極限法　　　　　　　B．等效替代法C．理想化模型 D．放大法解析：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置都是將微小物理量放大，共同的物理方法是放大法，故選D。
2．(2021·全國(guó)高一專題練習(xí))在下列情況下，一個(gè)物體所受的重力要發(fā)生變化的是(　　)A．把物體從赤道拿到南極B．把物體放到加速上升的電梯里C．把物體放到水里D．用一個(gè)氣球使物體懸浮在屋子內(nèi)解析：把物體從赤道拿到南極，重力加速度變大，則重力變大，選項(xiàng)A正確；把物體放到加速上升的電梯里，重力不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；把物體放到水里，重力不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用一個(gè)氣球使物體懸浮在屋子內(nèi)，重力不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
解析：靜止的足球受到的受力平衡，合力為零，A錯(cuò)誤；如果足球氣打得足一點(diǎn)，足球仍然發(fā)生形變， B錯(cuò)誤；腳對(duì)足球的壓力是腳的下部發(fā)生彈性形變引起的，C錯(cuò)誤；足球?qū)Φ孛娴膲毫κ怯捎谧闱虻南虏堪l(fā)生彈性形變引起的，D正確。
4．(多選)(2021·莆田第二十五中學(xué)高一期末)下面圖中，靜止的小球m分別與兩個(gè)物體(或面)接觸，設(shè)各接觸面光滑，A受到兩個(gè)彈力的是(　 　)
解析：物體A受到的繩的拉力與重力是一對(duì)平衡力，由于A與斜面沒(méi)有發(fā)生彈性形變，則A與斜面之間沒(méi)有彈力，物體只受一個(gè)彈力作用，故A不符合題意；在水平力F的作用下，物體A與兩個(gè)接觸面都發(fā)生了彈性形變，均受到兩個(gè)接觸面的彈力，故B符合題意；物體A受繩的拉力和斜面的支持力，這2個(gè)力都屬于彈力，故C符合題意；物體A受到水平面的支持力是彈力，這個(gè)力和重力是一對(duì)平衡力，由于A與豎直側(cè)面沒(méi)有發(fā)生彈性形變，沒(méi)有彈力產(chǎn)生，只受到一個(gè)彈力作用，故D不符合題意。
5．(2021·寧縣第二中學(xué)高一期末)如下圖所示，一勻質(zhì)木棒，擱置于臺(tái)階上保持靜止，關(guān)于木棒所受的彈力的示意圖中正確的是(　　)
解析：彈力方向總是與接觸面垂直并指向被支持物的。勻質(zhì)木棒與地面接觸時(shí)接觸面為地面，彈力垂直地面向上，與臺(tái)階接觸時(shí)，接觸面為木棒，彈力垂直于棒指向上。所以ABC錯(cuò)誤，D正確。

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高中物理人教版 (2019)必修 第一冊(cè)電子課本

1 重力與彈力

版本： 人教版 (2019)

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