2018高中物理_第三章 相互作用 3.1 重力 基本相互作用2課件 新人教版必修1

第三章相互作用1重力基本相互作用 主題1力和力的圖示研讀教材 自主認知1 力的作用效果 1 使物體的 發(fā)生變化 2 使物體產(chǎn)生 運動狀態(tài) 形變 2 力的概念 物體與物體之間的 作用 相互 矢量 彈簧測力計 大小 方向 作用點 牛頓 3 力的兩種表示 1 力的圖示 能表示出力的 和 2 力的示意圖 只能表示出力的 和 大小 方向 作用點 方向 作用點 合作探究 核心歸納探究點1力及其作用效果 情景1 如圖甲所示 足球比賽中 一球員將足球踢出去 另一球員用頭將足球頂向球門 對方守門員將球接住 情景2 如圖乙所示 熊貓將竹子拉彎了 試結(jié)合上述情景 討論下列問題 1 通過觀察圖甲和圖乙 請分析力會產(chǎn)生什么效果 提示 圖甲說明力可以使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化 圖乙說明力可以使物體發(fā)生形變 2 請分析圖甲中物體運動狀態(tài)的改變有哪些情況 提示 由圖甲可以看出 所以 運動狀態(tài)的改變可分為三種情況 速度的方向不變 速度的大小改變 速度的大小不變 速度的方向改變 速度的大小和方向都發(fā)生改變 3 學(xué)生進教室推門和關(guān)門時 手抓著門把手操作比推門的中央省力很多 試分別說明當(dāng)力的三要素不同時 力的作用效果有什么不同 提示 當(dāng)力的作用點 方向均不變時 力越大 越容易開門 當(dāng)力的大小 方向不變時 作用點離門軸近時開門費力 離門軸遠時 開門容易 當(dāng)力的大小 作用點相同時 沿垂直于門面的方向開門最省力 沿平行于門面的方向開門是不能把門打開的 探究點2力的圖示及力的示意圖如圖所示 物體A對物體B的壓力為20N 試結(jié)合上述情景 討論下列問題 1 怎樣畫出A對B的壓力的圖示 提示 選取標(biāo)度 選取5mm長的線段表示5N的力 如圖所示 從力的作用點O沿豎直方向畫一線段 線段的長度為標(biāo)度的4倍 即取20mm長 并在線段上加上刻度 在線段端點處加上箭頭 表示力的方向 如圖所示 2 怎樣畫出A對B的壓力的示意圖 提示 沿力的方向畫一條適當(dāng)長度的帶箭頭的線段 主要表示出力的作用點和方向 線段的長度與力的大小不存在嚴格的比例關(guān)系 歸納總結(jié) 1 力的四個重要性質(zhì) 1 物質(zhì)性 力不能脫離施力物體和受力物體而單獨存在 2 相互性 力的作用是相互的 施力物體同時也是受力物體 3 矢量性 力是矢量 它既有大小 又有方向 4 獨立性 任何一個力都能獨立地產(chǎn)生作用效果 使物體發(fā)生形變或使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化 2 力的兩種作用效果 1 使物體產(chǎn)生形變 即物體的形狀或體積發(fā)生變化 2 使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變 即物體的速度大小或運動方向發(fā)生改變 力的作用效果是由力的大小 方向和作用點共同決定的 3 力的圖示和力的示意圖的區(qū)別和聯(lián)系 拓展延伸 畫力的圖示應(yīng)注意以下幾點 1 必須明確畫出力的標(biāo)度 2 必須正確顯示力的三要素 3 切不可將力的圖示與力的示意圖混淆 4 必要時先確定物體的受力情況或力的相關(guān)要素 過關(guān)小練 即時應(yīng)用1 多選 2015 德州高一檢測 下列說法正確的是 A 甲用力把乙推倒而自己不倒 說明只是甲對乙有力的作用 乙對甲沒有力的作用B 只有運動的物體才會受到力的作用C 找不到施力物體的力是不存在的D 力不能離開施力物體和受力物體而獨立存在 解析 選C D 甲用力把乙推倒而自己不倒 甲對乙有力的作用 乙對甲也有力的作用 故A錯誤 靜止的物體也會受到力的作用 故B錯誤 力是物體對物體的作用 找不到施力物體的力是不存在的 C D正確 2 2015 臨沂高一檢測 關(guān)于力的作用效果的敘述中 正確的是 A 物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變 一定受外力作用B 物體的運動狀態(tài)不發(fā)生變化 一定不受外力作用C 物體受力作用后 一定同時出現(xiàn)形變和運動狀態(tài)發(fā)生變化的現(xiàn)象D 力的作用效果完全由力的大小決定 解析 選A 物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變 一定受到了力的作用 但運動狀態(tài)不變并不一定沒有受到力的作用 力的作用效果是使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變或者是使物體發(fā)生形變 故A對 B C錯 力的大小 方向 作用點都影響力的作用效果 故D錯 3 如圖所示 物體A對物體B的壓力是10N 試畫出這個力的圖示和示意圖 力的圖示力的示意圖 解題指南 解答本題時應(yīng)把握以下兩點 1 力的圖示要準(zhǔn)確地表示出力的三要素 力的大小要求標(biāo)度精確 2 力的示意圖只需畫出力的作用點和方向 對大小沒有精確要求 但是當(dāng)物體同時受多個力作用時 應(yīng)用線段長短大致表示出力的大小關(guān)系 解析 1 畫力的圖示 選定標(biāo)度 本題選2mm長的線段表示2N的力 從作用點沿力的方向畫一線段 線段長短根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小確定 線段上加刻度 如圖甲所示 也可以如圖乙所示 從O點 用O點代替B物體 豎直向下畫一段五倍于標(biāo)度的線段 在線段上加箭頭表示力的方向 2 畫力的示意圖 從作用點或從B的中心處沿力的方向畫一線段 并加上箭頭 表示方向 然后標(biāo)明FN 10N即可 如圖丙所示 答案 見解析 補償訓(xùn)練 1 下列說法中正確的是 A 甲打乙一拳 乙感到痛 而甲未感覺到痛 說明甲對乙施加了力 而乙未對甲施加力B 風(fēng)吹草動 草受到了力 但沒有施力物體 說明沒有施力物體的力也是存在的C 磁鐵吸引鐵釘時 磁鐵不需要與鐵釘接觸 說明力可以脫離物體而存在D 網(wǎng)球運動員用力擊球 網(wǎng)球受力飛出后 網(wǎng)球受力的施力物體不再是人 解析 選D 甲對乙施力的同時 乙對甲也施力 只不過甲的 拳頭 比乙 被打的部位 如肚子 胸部 更能承受打擊罷了 所以乙感到痛而甲未感到痛 故A錯 風(fēng)吹草動 的施力物體是空氣 故B錯 力不可以離開物體而存在 磁鐵對鐵釘?shù)淖饔昧κ峭ㄟ^磁鐵產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生的 磁場離不開磁鐵 故C錯 網(wǎng)球飛出后受重力和阻力 施力物體是地球和空氣 而不再是人 故D正確 2 多選 2015 蘇州高一檢測 下列關(guān)于力的圖示的說法中正確的有 A 為了形象地表示力 可以用一段帶標(biāo)度的有向線段來表示某個力B 有向線段的長度表示力的大小 有向線段的指向表示力的方向C 力的圖示和力的示意圖在本質(zhì)上是一樣的D 有向線段的箭頭或箭尾表示力的作用點 解析 選A B D 力的示意圖只畫出了力的作用點及方向 不能精確表示力的大小 C錯誤 A B D正確 3 放在水平面上 重為30N的物體 受到一個水平向右的20N的拉力作用 試畫出物體所受重力和拉力的圖示 解析 物體所受兩力的圖示如圖 答案 見解析 通法悟道 作力的圖示的方法 1 選定標(biāo)度 即用某一長度的線段來表示一定大小的力 選標(biāo)度應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計 一般情況下線段分段應(yīng)在2 5段 2 從力的作用點沿力的作用方向畫一線段 根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段的長度 并在線段上加上刻度 3 在線段上沿力的方向加上箭頭 4 操作的 四定二標(biāo) 一定作用點 二定作用線 三定比例標(biāo)度 四定線段長度 一標(biāo)力的方向 二標(biāo)力的數(shù)值 主題2重力四種基本相互作用研讀教材 自主認知一 重力1 產(chǎn)生 由于 而使物體受到的力 2 大小 1 在實驗室中可以用 測量重力的大小 2 重力的計算公式是 公式中G是物體的 m是物體的質(zhì)量 g是 地球的吸引 彈簧測力計 G mg 重力 自由落體加速度 3 方向 總是 4 重心 1 定義 重力的 作用點 2 重心位置決定因素 物體的 和 豎直向下 等效 形狀 質(zhì)量分布 二 四種基本相互作用1 萬有引力作用 間都普遍存在的一種相互吸引作用 2 電磁相互作用 與 與 間的相互作用 3 強相互作用 組成 的核子間的相互作用 作用范圍小 與萬有引力作用和電磁作用相比 受距離變化的影響更大 4 弱相互作用 發(fā)生在 現(xiàn)象中 作用范圍與強相互作用相同 但強度很弱 任何兩物體 電荷 電荷 磁體 磁體 原子核 放射 合作探究 核心歸納情景1 如圖甲 乙所示 應(yīng)用彈簧測力計或臺秤測量物體的重力大小 情景2 如圖丙所示 蘋果落向地面 情景3 如圖丁所示 建筑上應(yīng)用重垂線檢測墻壁是否豎直 結(jié)合上述情景 試討論下列問題 1 結(jié)合圖甲 乙 思考 重力大小與物體的質(zhì)量有什么關(guān)系 提示 在同一地點 某一物體的重力大小與其質(zhì)量成正比 即G mg 同一物體分別在北京和上海用測力計稱其重力是否相同 提示 在不同地點 同一物體的重力一般不同 但其重力大小仍然與質(zhì)量成正比 即G mg 但g值不同 2 結(jié)合圖丙 思考為什么樹上的蘋果總要落向地面 提示 物體落回地面是因為受到了豎直向下的重力作用 3 結(jié)合圖丁 思考為什么使用重垂線能檢測墻壁是否豎直 提示 重垂線能檢測墻壁是否豎直的原理 也是因為重力的方向是豎直向下的 重錘靜止時 懸掛重錘的細線方向一定是豎直方向的 如果墻壁與細線平行 就說明墻壁是豎直的 沒有傾斜 4 從 2 3 兩個問題中 你能得出什么結(jié)論 提示 重力的方向總是豎直向下的 5 用一根細線將鉛筆水平吊起時 細線懸掛鉛筆的位置有幾個 是不是只有鉛筆的這個位置才受到重力的作用 提示 細線懸掛的位置在鉛筆的中心 且只有細線系在該處時鉛筆才能處于水平 系在其他的任何位置時 鉛筆都不能水平 當(dāng)鉛筆在水平位置平衡時 細線所在的位置就是鉛筆重心的位置 物體各部分都受到重力的作用 重心是一個等效的概念 引入重心 就把實際作用于物體各部分的重力 用作用于重心的一個力等效替代了 從而使問題大為簡化 歸納總結(jié) 1 重力的大小 1 在同一地點 重力的大小與質(zhì)量成正比 即G mg 2 在不同地點 某一物體重力的大小一般不相同 與物體所處的緯度位置有關(guān) 在緯度越高的位置 所受重力越大 重力的大小還與物體的海拔高度有關(guān) 在同一地點 位置越高 重力越小 3 重力的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān) 與物體是否受其他力無關(guān) 2 重力的方向 1 重力的方向總是豎直向下 可利用鉛垂線確定其方向 豎直向下 既不能說成 垂直向下 也不能說成 指向地心 豎直向下 是垂直于當(dāng)?shù)氐乃矫嫦蛳?而 垂直向下 可以垂直于任何支持面向下 2 只有在兩極或赤道時 重力的方向才指向地心 其他位置并不指向地心 3 重力的方向不受其他作用力的影響 與運動狀態(tài)也沒有關(guān)系 3 重心的確定 重心的位置要根據(jù)物體質(zhì)量的分布情況而定 影響重心位置的因素有兩個 質(zhì)量分布和幾何形狀 1 形狀規(guī)則 質(zhì)量分布均勻的物體 重心在其幾何中心處 2 對于質(zhì)量分布不均勻 沒有規(guī)則幾何形狀的薄板物體 可采用懸掛法來確定物體的重心 拓展延伸 對重力的進一步理解 1 地球上的一切物體都受到重力作用 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 3 重力是非接觸力 同一物體在運動與靜止時所受重力相等 4 重力的施力物體是地球 過關(guān)小練 即時應(yīng)用1 2015 信陽高一檢測 下列關(guān)于重力的說法中正確的是 A 由G mg可知 物體的質(zhì)量與重力成正比B 同一物體在地球上各處重力相同C 重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力 其方向必定指向地心D 重力的大小不是總等于豎直測力計對物體的拉力 解析 選D 質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少 是物體本身固有的屬性 與重力大小無關(guān) 選項A錯誤 同一物體在地球上的不同位置 重力大小略有差別 方向也不相同 選項B錯誤 重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的 其大小一般小于地球?qū)ξ矬w的吸引力 方向是豎直向下而非指向地心 選項C錯誤 用測力計豎直懸掛物體 只有當(dāng)物體處于靜止 或勻速直線運動 狀態(tài)時 測力計的讀數(shù)才等于物體的重力的大小 選項D正確 2 2015 寧波高一檢測 下列說法中正確的是 A 地球?qū)ξ矬w的吸引力就是重力B 重心不一定在物體上C 形狀規(guī)則的物體其重心一定在物體的幾何中心D 物體在地球上任何地方所受重力的方向都指向地心 解題指南 解答本題時應(yīng)明確以下三點 1 重力的產(chǎn)生原因 2 重力的方向 3 重心的確定 解析 選B 重力是由于地球的吸引而受到的力 但不能說地球?qū)ξ矬w的吸引力就是重力 二者不是一個概念 故A錯 重心是一個等效概念 重心不一定在物體上 故B對 重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系 只有形狀規(guī)則 質(zhì)量分布均勻的物體 重心才在其幾何中心 故C錯 重力的方向總是豎直向下的 不一定指向地心 故D錯 3 據(jù)報道 我國將在2017年左右實現(xiàn)載人登月 屆時宇航員將登臨月球 訪問 吳剛 假設(shè)質(zhì)量為60kg的宇航員乘宇宙飛船登上了月球 已知地球表面的重力加速度g 9 8N kg 月球表面的重力加速度g 1 6N kg 則該宇航員 1 在地球上的質(zhì)量為多少 所受重力大小為多少 2 在月球上的質(zhì)量為多少 所受重力大小為多少 解析 1 在地球上 m 60kgG mg 588N 2 在月球上 m m 60kgG m g 96N答案 1 60kg588N 2 60kg96N 互動探究 該宇航員在地球上最多能舉起120kg的物體 請問該宇航員在月球上最多能舉起質(zhì)量為多少的物體 解析 m 735kg答案 735kg 補償訓(xùn)練 1 多選 2015 黃岡高一檢測 一個物體所受的重力在下列哪些情形下要發(fā)生變化 A 把它從赤道拿到兩極B 把它送到月球上去C 把它從地面上浸入水中D 將物體置于運行的電梯內(nèi) 解析 選A B 由G mg可知 物體質(zhì)量不變 當(dāng)自由落體加速度g發(fā)生變化時 重力G隨之改變 由于地球兩極的g值大于赤道上的g值 地球上的g值大于月球上的g值 所以選項A B正確 由于重力大小與物體所處的環(huán)境和運動狀態(tài)無關(guān) 所以C D兩種情況下物體的重力沒有發(fā)生變化 2 2015 寧波高一檢測 關(guān)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 有規(guī)則形狀的物體 重心即是其幾何中心C 一塊磚平放 側(cè)放或立放時 其重心在磚內(nèi)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(nèi)的位置不變 解析 選C 重心可能在物體上 也可能不在物體上 如形狀規(guī)則且質(zhì)量分布均勻的實心球體 其重心在球心 在物體上 但形狀規(guī)則且質(zhì)量分布均勻的圓環(huán) 呼啦圈等 其重心在環(huán)中心 不在物體上 A錯誤 只有質(zhì)量分布均勻 形狀規(guī)則的物體 重心才在其幾何中心 有規(guī)則形狀的物體 其質(zhì)量不一定分布均勻 重心也不一定在其幾何中心 B錯誤 磚不管怎樣放置 形狀