高中物理 第3章 相互作用 第1節(jié) 重力與重心課件 魯科版必修1.ppt

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第3章 相互作用,第1節(jié) 重力與重心,填一填,練一練,一、力的描述(見課本第56~57頁) 1.力的概念。 2.力的表示。 (1)力的圖示:力可用一條帶箭頭的線段來表示。它的長短表示力的大小,它的指向(箭頭所指方向)表示力的方向,箭頭或箭尾表示力的作用點,箭頭所在的直線表示力的作用線。 (2)力的示意圖:只畫出帶箭頭的線段來表示物體在這個方向上受到了力,對線段的長度沒有嚴格要求。,,,,,,,,,,,,,,填一填,練一練,二、重力及其測量(見課本第57~58頁),,,,,,,填一填,練一練,三、重心與穩(wěn)定(見課本第59~60頁) 1.重心的概念。 在研究重力對一個物體的作用效果時,可以把物體各部分受到的重力視為集中作用在某一點,這個點就是重力的作用點,叫做物體的重心。任何一個物體都有重心,而且只有一個重心。 2.決定物體重心位置的因素。 質量分布均勻的物體,重心的位置只跟物體的形狀有關;質量分布不均勻的物體,重心的位置除跟物體的形狀有關外,還跟物體質量的分布情況有關。 3.重心位置對物體穩(wěn)定程度的影響。 物體的重心越低越穩(wěn)定,物體的支持面越大越穩(wěn)定。,,,,,,,,填一填,練一練,關于重力,下列說法正確的是( ) A.重力的方向一定垂直物體所在處的地面 B.重力的方向總是指向地心 C.重力就是地球對物體的吸引力 D.重力就是由于地球的吸引而使物體受到的力 解析:重力的方向豎直向下,但不一定與地面垂直,如在斜坡上,重力方向與地面不垂直,選項A錯。只有在兩極和赤道上的物體,重力方向才指向地心,地面上其他位置的物體的重力方向均不指向地心,選項B錯。重力是由于地球吸引而產生的力,但它不一定等于地球對物體的吸引力,選項C錯,D對。 答案:D,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,對力的概念的理解 貨箱放置在汽車上,當汽車在平直的公路上勻速前進時,汽車是否對貨箱具有向前的拉力?,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,1.力的四性,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,2.力的作用效果 (1)力有兩個作用效果,一是改變受力物體的運動狀態(tài)(速度的大小或方向發(fā)生變化或兩者同時發(fā)生變化);二是使受力物體發(fā)生形變(形狀和體積的變化)。 (2)力的作用效果除與力的大小、方向有關外,還與力的作用點有關。 (3)根據力的作用效果,判斷物體是否受力,是判斷物體受力的最基本方法。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例題1】 導學號93960037下列關于力的說法中正確的是( ) A.射出槍口的子彈,能打到很遠的地方,是因為子彈離開槍口后受到一個推力的作用 B.甲用力把乙推倒,說明只是甲對乙有力的作用,乙對甲沒有力的作用 C.只有有生命或有動力的物體才會施力,無生命或無動力的物體只會受到力 D.任何一個物體,一定既是受力物體,又是施力物體,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,解析:子彈在槍管內受到火藥爆炸所產生的強大推力,使子彈離開槍口時有很大的速度,但子彈離開槍口以后,只受重力和空氣阻力的作用,并沒有一個所謂的推力,因為不可能找到這個“推力”的施力物體,故不存在,所以選項A錯誤。物體間力的作用總是相互的,甲推乙的同時乙也推甲,故選項B錯誤。不論物體是否有生命或是否有動力,它們受到別的物體作用時,都會施力,如:馬拉車時,車也拉馬;書向下壓桌子,桌子也向上推書,故選項C錯誤。由于自然界中的物體都是相互聯系的,找不到一個孤立的、不受其他物體作用的物體,所以每一個物體既是受力物體,又是施力物體,故選項D正確。 答案:D,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,變式訓練1 關于力的描述,下列說法中正確的是( ) A.“秋風掃落葉”,葉子受到力的作用,但沒有施力物體,說明沒有施力物體的力也會存在 B.乒乓球運動員用力抽打乒乓球,乒乓球受力后飛出,對乒乓球施力的物體是人 C.只要兩個力的大小相等,它們產生的效果一定相同 D.物體間力的作用是相互的,物體在施力的同時也在受力,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,解析:葉子受到力的作用,施力物體是風,任何力都有它的施力物體,故選項A錯誤;乒乓球受力后飛出, 對乒乓球施加力的作用的物體是球拍,相互作用力不需要其他物體來傳遞,故選項B錯誤;力的作用效果由力的三要素決定,大小相等的力,作用點不同、作用力的方向不同,產生的效果也不同,故選項C錯誤;由于力是物體間的作用,其作用是相互的,任何物體既是施力物體,也是受力物體,故選項D正確。 答案:D,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,力的圖示與力的示意圖 看圖思考以下問題: (1)圖中三個物體上所畫出的力各是什么力? (2)圖中所給出的表示力的方法是什么方法? (3)力的圖示與力的示意圖在描述力上有什么明顯不同?,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1.力的圖示與力的示意圖的區(qū)別 力的圖示能表示力的三要素,精確表示力時經常用到;力的示意圖只能表示力的作用點和方向,在對物體的受力情況進行分析時經常用到。 2.力的圖示與力的示意圖的畫法,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題2】 導學號93960038圖甲、乙中A的重力均為10 N,畫出它所受重力的圖示。 解析:此題按以下步驟進行作圖: (1)選定一段長2 mm的線段表示2 N的力。 (2)從作用點(重心)沿力的方向畫一線段,根據選定的標度,線段長短和力的大小成正比,線段上加刻度,沿豎直向下的方向畫一段五倍于標度(即1 cm長度)的線段,如圖丙、丁所示。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,(3)在線段上加上豎直向下的箭頭表示重力的方向。 答案:見解析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練2 (1)下圖中表示的是小車所受外力F的圖示,所選標度都相同,則對于小車的運動,作用效果相同的是 ( ) A.F1和F2 B.F1和F4 C.F1和F3、F4 D.以上選項都不正確 (2)如圖所示,壓縮彈簧對拇指的彈力為15 N,作出拇指受力的圖示。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,解析:(1)只有兩個力的大小和方向都相同時,作用效果才相同,故選項B正確。 (2)當拇指按壓彈簧時,拇指會受到彈簧的彈力,由題意知其大小為F=15 N,方向水平向右;那么力的作用點可畫在拇指和彈簧的接觸處,過力的作用點向右畫一條線段,截取和標度相等的三段,在線段的末端標出箭頭和力的大小。如圖。 答案:(1)B (2)見解析圖,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,對重力和重心的理解 扔出的石塊總要落回地面,跳傘員經過一段時間總要著陸,雨滴總是由房檐向下落向地面,這些司空見慣的現象受什么共同的規(guī)律支配呢?,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1.對重力的理解 (1)重力的產生:重力的施力物體是地球,是由于地球對物體的吸引而使物體受到的力,但由于地球自轉影響,重力通常不等于地球的吸引力。 (2)重力的大小。 ①在同一地點,重力的大小與質量成正比。 ②在不同的地點,同一物體的重力隨緯度的增加而增大,隨海拔高度的增加而減小。 ③物體重力的大小與物體的運動狀態(tài)無關,與物體是否受其他力也無關。 (3)重力的方向:重力的方向總是豎直向下,豎直向不一定垂直地面向下,一般也不是指向地心。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,(4)重力和質量的區(qū)別與聯系:,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,2.對重心的理解 (1)重心是重力的等效作用點,并非物體的全部重力都作用于重心。 (2)重心的位置可以在物體上,也可以在物體外,如一個圓形平板的重心在板上,而一個銅環(huán)的重心就不在環(huán)上。 (3)重心在物體上的相對位置與物體的位置、放置狀態(tài)及運動狀態(tài)無關,但一個物體的質量分布或形狀發(fā)生變化時,其重心在物體上的位置可能發(fā)生變化。 (4)質量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上;對形狀不規(guī)則的薄物體,可用支撐法或懸掛法來確定其重心。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題3】 導學號93960039(多選)關于重力,下列說法正確的是( ) A.重力就是地球對物體的吸引力,其方向必定指向地心 B.重力的大小可以用彈簧測力計或桿秤直接測出 C.質量大的物體所受重力可能比質量小的物體所受重力小 D.物體對懸繩的拉力或對支撐面的壓力的大小可以不等于重力,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,解析:重力產生的原因是由于地球對物體的吸引,但通常情況下重力只是地球對物體的吸引力的一部分,重力的方向豎直向下但并不一定指向地心,所以選項A錯誤;桿秤稱量的是物體的質量而非重力,選項B也錯誤;由公式G=mg可知,重力的大小由質量m和g值共同決定,由于在不同的地理位置g值不同,因此質量大的物體與質量小的物體在不同的地理位置處因g值的差異有可能質量大的物體所受重力反而小,選項C正確;用一根懸繩吊起一個物體,當物體靜止時對該豎直懸繩的拉力大小才等于物體的重力,當物體擺動時對該懸繩的拉力大小不等于物體的重力,把物體靜置于一水平支撐物上,物體對該水平支撐物的壓力大小才等于物體的重力,物體靜止于斜面上,物體對該支撐斜面的壓力大小就不等于物體的重力,選項D正確。 答案:CD,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練3 關于重力的大小,下列說法正確的是 ( ) A.物體的重力大小總是恒定的 B.同一地點,物體的重力與物體的質量成正比 C.物體落向地面時,它受到的重力大于它靜止時所受的重力 D.物體的重力總等于它對豎直測力計的拉力 解析:物體的重力G=mg,物體的質量m是恒定的,但g的取值與地理位置有關。同一地點,g的取值相同。隨著物體所處的緯度的升高,g取值增大;隨高度的增加,g將減小。不能認為物體的重力是恒定的,故選項A錯誤,選項B正確。由公式G=mg可知,物體所受的重力與物體的質量和g值有關,與物體是否受其他力及運動狀態(tài)均無關,故選項C錯誤。用測力計豎直懸掛重物,只有靜止時,物體對測力計的拉力才等于物體的重力,故選項D錯誤。 答案:B,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題4】 導學號93960040(多選)關于物體的重心,下列說法正確的是( ) A.物體的重心一定在物體上 B.用線豎直懸掛的物體靜止時,線的方向一定通過重心 C.一塊磚平放、側放或立放時,其重心在磚內的位置不變 D.舞蹈演員在做各種優(yōu)美的動作時,其重心在體內位置不變 解析:物體的重心是各部分所受重力的等效作用點,可在物體上,也可在物體外,所以選項A錯誤;用線將物體豎直靜止懸掛時,由二力平衡可知拉力與重力等大反向共線,重力過重心,所以拉力作用線一定過重心,故選項B正確;對于形狀和質量分布固定的物體,其重心與物體如何放置無關,所以選項C正確;物體的形狀發(fā)生變化時,其重心往往要改變,所以選項D錯誤。 答案:BC,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練4 以下關于物體重心位置的說法中正確的是( ) A.汽車上的貨物卸下后,汽車的重心位置降低了 B.物體在斜面上下滑時,物體的重心位置相對物體的位置降低了 C.重心是物體所受重力的作用點,故重心一定在物體上 D.對于給定的物體,無論其形狀如何變化,其重心位置是不變的 解析:重心的概念運用了“等效替代”的方法,重力并不真的只作用在重心一個點上,物體的各部分皆受重力的作用,只是為了研究的方便,才把各部分所受的重力等效為作用在重心一個點上。重心的位置與物體的形狀、質量分布等有關。當物體的形狀或質量分布發(fā)生變化時,其重心位置也隨著改變,故選項A對,D錯;對于圓環(huán)狀的物體,其重心位置可以不在圓環(huán)上,故選項C錯;當只是物體的位置發(fā)生變化,而其形狀及質量分布不變時,物體的重心位置相對物體自身是不變的,故選項B錯。 答案:A,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1 2 3 4 5,,,,,,1.(多選)下列關于力的說法,正確的是( ) A.力是物體對物體的作用,力的作用是相互的 B.力是由施力物體發(fā)出,被受力物體接受的一種特殊物質 C.力的作用是同時發(fā)生的 D.地球對蘋果有力的作用,而蘋果對地球沒有力的作用,所以蘋果落向地球 解析:力是物體對物體的作用,這種作用是同時產生的,也是相互的,故選項A、C正確,D錯誤。力是一種作用,不是特殊物質,故選項B錯誤。 答案:AC,1 2 3 4 5,,,,,,2.(多選)一人用斜向下的力推小車前進,力的大小為40 N,方向與水平方向成30°角,在圖中畫出的推小車的力的圖示中,正確的是( ) 解析:在力的圖示中必須明確力的標度(用多少毫米表示多少牛的力)、方向、大小、作用點。 答案:AD,1 2 3 4 5,,,,,,3.關于重力的方向,下列說法中正確的是( ) A.重力的方向總是垂直向下 B.重力的方向總是豎直向下 C.重力的方向總是和支持物的支持面垂直 D.重力的方向總是指向地心 解析:重力的方向總是豎直向下,即與水平面垂直,不是垂直于地面,也不是與支持面垂直。 答案:B,1 2 3 4 5,,,,,,4.關于物體的重心,下列說法正確的是( ) A.物體升高或降低時,重心在物體中的位置也隨之升高或降低 B.物體的形狀改變時,它的重心位置必定改變 C.物體的重心可以在物體上,也可以在物體的外部空間 D.隨物體放置方法的不同,重心在物體內的位置也會發(fā)生改變 解析:物體的重心位置是固定的,不會隨物體升降而改變,故A錯誤;重心由物體的質量分布決定,但形狀改變時,重心位置可以不變,故B錯誤;物體的重心可以在物體上,也可以在物體外,故C正確;重心的位置與物體的放置方法無關,故D錯誤。故選C。 答案:C,1 2 3 4 5,,,,,,5.(選做題)一質量為0.6 kg的物體放在傾角為30°的斜面上,用與斜面平行的、大小為8 N 的力F拉著它沿斜面向上運動,如圖所示,畫出拉力和重力的圖示。(g取10 N/kg) 解析:重力是由地球的吸引而產生的,大小為G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N,方向豎直向下,重力的作用點在物體的重心上,重力與是否受其他力及運動狀態(tài)無關。掌握畫力的圖示的正確方法,特別注意同一個力的圖示中要使用同一個標度。 答案:如圖所示,