高中物理相互作用3.1重力與重心教案1魯科版必修1(I)

1、3.1 重力與重心教學(xué)目標(biāo): 1. 知道力是物體間的相互作用，力不能脫離物體而存在，在具體問題中能找出施力物體和受力物體。2. 知道力是矢量，知道力的作用效果和決定力的作用效果的因素，在具體問題中能畫出力的圖示和力的示意圖。 3. 知道重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的。知道重力的大小和方向。4知道重心的概念以及均勻物體重心的位置。教學(xué)重難點(diǎn)：重力 重心 力的圖示 主要內(nèi)容:一、力是物體間的相互作用 1力的物質(zhì)性：2力的相互性：4力的矢量性：力不但有大小，而且有方向，力具有矢量性。力的大小用測力計(jì)(彈簧秤)來測量。在國際單位制中，力的單位是N(牛)。通常把力的大小、方向和作用點(diǎn)叫做力的三要素

2、。力的三要素決定了力的作用效果。若其中一個(gè)要素發(fā)生變化，則力的作用效果也將變化。二、力的圖示1力可以用一根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(diǎn)，力的方向所沿的直線叫力的作用線。這種表示力的方法，叫做力的圖示。這是把抽象的力直觀而形象地表示出來的一種方法。2畫力的圖示的步驟 選定標(biāo)度：畫出某一長度的線段表示一定大小的力，并把該線段所表示的力的大小寫在該線段的上方。所選標(biāo)度要適當(dāng)(力的圖示上刻度不能過少，也不能多而密，要便于作圖計(jì)算)，一般標(biāo)度的大小應(yīng)是所圖示的力的1/n，n為除“1”以外的正整數(shù)。 畫一個(gè)方塊或一個(gè)點(diǎn)表示受力物體

3、，并確定力的作用點(diǎn)。 從力的作用點(diǎn)開始，沿力的作用方向畫一線段(根據(jù)所選標(biāo)度和力的大小確定線段的長度)，并在線段上加上刻度(垂直于力線段的小短線)。 在表示力的線段的末端畫上箭頭表示力的方向。在箭頭的旁邊標(biāo)出表示這個(gè)力的字母或數(shù)值。3注意：箭尾通常畫在力的作用點(diǎn)上。若在同一個(gè)圖上作出不同的力的圖示，一定要用同一個(gè)標(biāo)度。力的圖示與力的示意圖不同。力的示意圖是為了分析受力而作，側(cè)重于畫準(zhǔn)力的方向，帶箭頭的線段上沒有標(biāo)度，線段的長度只定性表示力的大小。三、力的示意圖 與力的圖示相比，只要求在圖中準(zhǔn)確畫出力的方向，表達(dá)出物體在這個(gè)方向受力即可，不要求準(zhǔn)確畫出力的大小。此時(shí)可引入例題具體分析四、力的分類

4、按力的性質(zhì)和力的效果分類 性質(zhì)力：重力、彈力、摩擦力、電磁力、分子力等。 效果力：支持力、壓力、拉力、動力、阻力、向心力等。注意：正確區(qū)分性質(zhì)力和效果力是對物體進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)，也是正確解決力學(xué)問題的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)效果命名的不同名稱的力，性質(zhì)可能相同，如壓力和支持力都是彈力性質(zhì)不同的力，可以叫同一個(gè)名稱，如重力、彈力都可使物體由靜止開始運(yùn)動，都可叫動力，其作用效果可以相同。同一個(gè)力，可以有不同的名稱，如用繩子拉小車前進(jìn)，繩子對小車施以拉力，又叫彈力、動力等。五、重力是由于地球的吸引而使物體受到的力 1重力的產(chǎn)生 靜止釋放的物體豎直下落。拋出的物體會落回地面，水會從高處流向低處，這眾多的事例說

5、明地球上的一切物體都受到地球的吸引。重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的。重力也叫重量，常用符號G表示。 重力的施力物體是地球，其本質(zhì)是地球?qū)ξ矬w的吸引力，但不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。 地球表面附近的一切物體，不論是靜止的，還是運(yùn)動的，不論是否與地面接觸，都受重力作用。重力與運(yùn)動狀態(tài)和接觸面情況均無關(guān)。 2重力的方向總是豎直向下的 豎直向下即垂直于(當(dāng)?shù)氐?水平面向下，沿重錘線向下。物體只在重力作用下從靜止開始下落的方向是豎直向下的。不能將“豎直向下”理解為“垂直于支持面向下”、“垂直于地面向下”或“指向地心的方向”。重力的方向不一定指向地心。 3重力的大小由物體的質(zhì)量和所處的地理位置共同決定

6、 在同一地點(diǎn)，重力G與質(zhì)量m成正比；同一物體，在不同地點(diǎn)所受的重力可能不同(隨地理緯度的增加而增大，隨離地高度的增加而減小)，不過這種差異很小，一般在地面附近不太大的范圍內(nèi)，可認(rèn)為其重力大小恒定不變。 重力大小的計(jì)算公式是G=mg式中m是物體的質(zhì)量，單位用kg；g是一個(gè)與地理位置有關(guān)的量，反映地球?qū)ξ矬w作用力的強(qiáng)弱。(g值隨地理緯度的增加而增大，隨離地面高度的增大而減小)通常情況下 (在地球表面附近)，取g=98Nkg，表示質(zhì)量是1kg的物體受到的重力是98N。 重力的大小可以用彈簧秤測出。其依據(jù)的原理是二力平衡條件和力作用的相互性：用懸繩掛著的靜止物體或用靜止的水平支持物支持的物體，對豎直懸

7、繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫?，大小等于物體受到的重力。特別注意：拉力或壓力與重力大小相等是有條件(平衡)的；且不能認(rèn)為拉力或壓力就是重力，因力的性質(zhì)不同，施力物體和受力物體也不同。 重力的大小在一般情況下小于地球?qū)ξ矬w的引力大小(學(xué)過“萬有引力”就明白了)。4重力的作用點(diǎn)：重心。六、重心 一個(gè)物體的各部分都要受到重力的作用。從效果上看，可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心。1重心是重力的等效作用點(diǎn)。引入重心的概念，就把實(shí)際作用于整個(gè)物體各部分的重力用作用于重心的一個(gè)力等效地代替了，于是原來的整個(gè)物體就可以用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)代替，從而使研究問題大為簡便。這種方法，在物理學(xué)上

8、叫等效方法。等效方法是研究物理問題常用的思維方法，它是在保證效果不變的前提下用一種簡化的形式來替代原來的形式以使研究問題方便些。注意：重心并不是重力的實(shí)際作用點(diǎn)，也不是物體上最重的一點(diǎn)，更不能認(rèn)為地球只吸引物體的這一點(diǎn)。2物體重心的位置跟物體的形狀和物體內(nèi)質(zhì)量的分布都有關(guān)系，跟物體的放置情況和運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。只有形狀規(guī)則、質(zhì)量均勻分布的物體的重心才在物體的幾何中心。重心的位置可在物體上，也可以在物體外。3對于薄板狀物體，可以用懸掛法找出其重心位置，其依據(jù)的原理是二力平衡條件。七、四種基本相互作用：【例一】關(guān)于力的概念，下列說法中正確的是（ ） A一個(gè)受力物體可以對應(yīng)著一個(gè)以上的施力物體。 B一個(gè)

9、力必定聯(lián)系著兩個(gè)物體，其中任一個(gè)物體既是受力物體又是施力物體。 C用手壓彈簧，手先給彈簧一個(gè)作用，彈簧壓縮后再反過來對手作用。 D直接接觸的物體間一定有力的相互作用?！纠吭囌f出右圖所示的力F的大小、方向、作用點(diǎn)?！纠吭谙聢D中作出A受到一個(gè)與水平面成30°角的斜向右上方500N的拉力的圖示。 A 1.關(guān)于物體的重心的說法中，正確的是( ) A因物體的重心是重力的作用點(diǎn)，所以物體的重心一定在物體上。 B任何有規(guī)則形狀的物體，其重心必在其幾何中心。 C物體的形狀改變時(shí)，它的重心位置很可能也隨著改變。 D物體的重心可能在物體上，也可能在物體外。2.力是_的作用，一個(gè)物體受到力的作用，一定有_對它施加這種作用，力是不能離開_而獨(dú)立存在的。3.關(guān)于重力的大小，下列說法正確的是( )A物體的重力跟質(zhì)量成正比。 Bg=98Nkg表示重力是98N的物體的質(zhì)量是1kg。C放在斜面上的物體比