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(jiàn)課本第56~57頁(yè)) 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(lái)表示。它的長(zhǎng)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),箭頭所在的直線表示力的作用線。 (2)力的示意圖:只畫(huà)出帶箭頭的線段來(lái)表示物體在這個(gè)方向上受到了力,對(duì)線段的長(zhǎng)度沒(méi)有嚴(yán)格要求。,,,,,,,,,,,,,,填一填,練一練,二、重力及其測(cè)量(見(jiàn)課本第57~58頁(yè)),,,,,,,填一填,練一練,三、重心與穩(wěn)定(見(jiàn)課本第59~60頁(yè)) 1.重心的概念。 在研究重力對(duì)一個(gè)物體的作用效果時(shí),可以把物體各部分受到的重力視為集中作用在某一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)就是重力的作用點(diǎn),叫做物體的重心。任何一個(gè)物體都有重心,而且只有一個(gè)重心。 2.決定物體重心位置的因素。 質(zhì)量分布均勻的物體,重心的位置只跟物體的形狀有關(guān);質(zhì)量分布不均勻的物體,重心的位置除跟物體的形狀有關(guān)外,還跟物體質(zhì)量的分布情況有關(guān)。 3.重心位置對(duì)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(guān)于重力,下列說(shuō)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?qū)ξ矬w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(xiàng)A錯(cuò)。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(xiàng)B錯(cuò)。重力是由于地球吸引而產(chǎn)生的力,但它不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力,選項(xiàng)C錯(cuò),D對(duì)。 答案:D,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,對(duì)力的概念的理解 貨箱放置在汽車(chē)上,當(dāng)汽車(chē)在平直的公路上勻速前進(jìn)時(shí),汽車(chē)是否對(duì)貨箱具有向前的拉力?,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,1.力的四性,問(wèn)題導(dǎo)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(gè)作用效果,一是改變受力物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度的大小或方向發(fā)生變化或兩者同時(shí)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(guān)外,還與力的作用點(diǎn)有關(guān)。 (3)根據(jù)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(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例題1】 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960037下列關(guān)于力的說(shuō)法中正確的是( ) A.射出槍口的子彈,能打到很遠(yuǎn)的地方,是因?yàn)樽訌楇x開(kāi)槍口后受到一個(gè)推力的作用 B.甲用力把乙推倒,說(shuō)明只是甲對(duì)乙有力的作用,乙對(duì)甲沒(méi)有力的作用 C.只有有生命或有動(dòng)力的物體才會(huì)施力,無(wú)生命或無(wú)動(dòng)力的物體只會(huì)受到力 D.任何一個(gè)物體,一定既是受力物體,又是施力物體,問(wèn)題導(dǎo)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(nèi)受到火藥爆炸所產(chǎn)生的強(qiáng)大推力,使子彈離開(kāi)槍口時(shí)有很大的速度,但子彈離開(kāi)槍口以后,只受重力和空氣阻力的作用,并沒(méi)有一個(gè)所謂的推力,因?yàn)椴豢赡苷业竭@個(gè)“推力”的施力物體,故不存在,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。物體間力的作用總是相互的,甲推乙的同時(shí)乙也推甲,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。不論物體是否有生命或是否有動(dòng)力,它們受到別的物體作用時(shí),都會(huì)施力,如:馬拉車(chē)時(shí),車(chē)也拉馬;書(shū)向下壓桌子,桌子也向上推書(shū),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由于自然界中的物體都是相互聯(lián)系的,找不到一個(gè)孤立的、不受其他物體作用的物體,所以每一個(gè)物體既是受力物體,又是施力物體,故選項(xiàng)D正確。 答案:D,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,變式訓(xùn)練1 關(guān)于力的描述,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.“秋風(fēng)掃落葉”,葉子受到力的作用,但沒(méi)有施力物體,說(shuō)明沒(méi)有施力物體的力也會(huì)存在 B.乒乓球運(yùn)動(dòng)員用力抽打乒乓球,乒乓球受力后飛出,對(duì)乒乓球施力的物體是人 C.只要兩個(gè)力的大小相等,它們產(chǎn)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(shí)也在受力,問(wèn)題導(dǎo)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(fēng),任何力都有它的施力物體,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;乒乓球受力后飛出, 對(duì)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(lái)傳遞,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;力的作用效果由力的三要素決定,大小相等的力,作用點(diǎn)不同、作用力的方向不同,產(chǎn)生的效果也不同,故選項(xiàng)C錯(cuò)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(xiàng)D正確。 答案:D,問(wèn)題導(dǎo)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(wèn)題導(dǎo)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(wèn)題: (1)圖中三個(gè)物體上所畫(huà)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(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)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(shí)經(jīng)常用到;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.力的圖示與力的示意圖的畫(huà)法,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題2】 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960038圖甲、乙中A的重力均為10 N,畫(huà)出它所受重力的圖示。 解析:此題按以下步驟進(jìn)行作圖: (1)選定一段長(zhǎng)2 mm的線段表示2 N的力。 (2)從作用點(diǎn)(重心)沿力的方向畫(huà)一線段,根據(jù)選定的標(biāo)度,線段長(zhǎng)短和力的大小成正比,線段上加刻度,沿豎直向下的方向畫(huà)一段五倍于標(biāo)度(即1 cm長(zhǎng)度)的線段,如圖丙、丁所示。,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)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(jiàn)解析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,變式訓(xùn)練2 (1)下圖中表示的是小車(chē)所受外力F的圖示,所選標(biāo)度都相同,則對(duì)于小車(chē)的運(yùn)動(dòng),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(xiàng)都不正確 (2)如圖所示,壓縮彈簧對(duì)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(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,解析:(1)只有兩個(gè)力的大小和方向都相同時(shí),作用效果才相同,故選項(xiàng)B正確。 (2)當(dāng)拇指按壓彈簧時(shí),拇指會(huì)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(diǎn)可畫(huà)在拇指和彈簧的接觸處,過(guò)力的作用點(diǎn)向右畫(huà)一條線段,截取和標(biāo)度相等的三段,在線段的末端標(biāo)出箭頭和力的大小。如圖。 答案:(1)B (2)見(jiàn)解析圖,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,對(duì)重力和重心的理解 扔出的石塊總要落回地面,跳傘員經(jīng)過(guò)一段時(shí)間總要著陸,雨滴總是由房檐向下落向地面,這些司空見(jiàn)慣的現(xiàn)象受什么共同的規(guī)律支配呢?,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1.對(duì)重力的理解 (1)重力的產(chǎn)生:重力的施力物體是地球,是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力,但由于地球自轉(zhuǎn)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(diǎn),重力的大小與質(zhì)量成正比。 ②在不同的地點(diǎn),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(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),與物體是否受其他力也無(wú)關(guān)。 (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(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,(4)重力和質(zhì)量的區(qū)別與聯(lián)系:,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,2.對(duì)重心的理解 (1)重心是重力的等效作用點(diǎn),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(gè)圓形平板的重心在板上,而一個(gè)銅環(huán)的重心就不在環(huán)上。 (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),但一個(gè)物體的質(zhì)量分布或形狀發(fā)生變化時(shí),其重心在物體上的位置可能發(fā)生變化。 (4)質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上;對(duì)形狀不規(guī)則的薄物體,可用支撐法或懸掛法來(lái)確定其重心。,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題3】 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960039(多選)關(guān)于重力,下列說(shuō)法正確的是( ) A.重力就是地球?qū)ξ矬w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(cè)力計(jì)或桿秤直接測(cè)出 C.質(zhì)量大的物體所受重力可能比質(zhì)量小的物體所受重力小 D.物體對(duì)懸繩的拉力或?qū)χ蚊娴膲毫Φ拇笮】梢圆坏扔谥亓?探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,解析:重力產(chǎn)生的原因是由于地球?qū)ξ矬w的吸引,但通常情況下重力只是地球?qū)ξ矬w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(xiàng)A錯(cuò)誤;桿秤稱量的是物體的質(zhì)量而非重力,選項(xiàng)B也錯(cuò)誤;由公式G=mg可知,重力的大小由質(zhì)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(zhì)量大的物體與質(zhì)量小的物體在不同的地理位置處因g值的差異有可能質(zhì)量大的物體所受重力反而小,選項(xiàng)C正確;用一根懸繩吊起一個(gè)物體,當(dāng)物體靜止時(shí)對(duì)該豎直懸繩的拉力大小才等于物體的重力,當(dāng)物體擺動(dòng)時(shí)對(duì)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(duì)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(duì)該支撐斜面的壓力大小就不等于物體的重力,選項(xiàng)D正確。 答案:CD,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,變式訓(xùn)練3 關(guān)于重力的大小,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.物體的重力大小總是恒定的 B.同一地點(diǎn),物體的重力與物體的質(zhì)量成正比 C.物體落向地面時(shí),它受到的重力大于它靜止時(shí)所受的重力 D.物體的重力總等于它對(duì)豎直測(cè)力計(jì)的拉力 解析:物體的重力G=mg,物體的質(zhì)量m是恒定的,但g的取值與地理位置有關(guān)。同一地點(diǎn),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(rèn)為物體的重力是恒定的,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。由公式G=mg可知,物體所受的重力與物體的質(zhì)量和g值有關(guān),與物體是否受其他力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無(wú)關(guān),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。用測(cè)力計(jì)豎直懸掛重物,只有靜止時(shí),物體對(duì)測(cè)力計(jì)的拉力才等于物體的重力,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:B,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題4】 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960040(多選)關(guān)于物體的重心,下列說(shuō)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(shí),線的方向一定通過(guò)重心 C.一塊磚平放、側(cè)放或立放時(shí),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(dòng)作時(shí),其重心在體內(nèi)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(diǎn),可在物體上,也可在物體外,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;用線將物體豎直靜止懸掛時(shí),由二力平衡可知拉力與重力等大反向共線,重力過(guò)重心,所以拉力作用線一定過(guò)重心,故選項(xiàng)B正確;對(duì)于形狀和質(zhì)量分布固定的物體,其重心與物體如何放置無(wú)關(guān),所以選項(xiàng)C正確;物體的形狀發(fā)生變化時(shí),其重心往往要改變,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:BC,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,變式訓(xùn)練4 以下關(guān)于物體重心位置的說(shuō)法中正確的是( ) A.汽車(chē)上的貨物卸下后,汽車(chē)的重心位置降低了 B.物體在斜面上下滑時(shí),物體的重心位置相對(duì)物體的位置降低了 C.重心是物體所受重力的作用點(diǎn),故重心一定在物體上 D.對(duì)于給定的物體,無(wú)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(yùn)用了“等效替代”的方法,重力并不真的只作用在重心一個(gè)點(diǎn)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(gè)點(diǎn)上。重心的位置與物體的形狀、質(zhì)量分布等有關(guān)。當(dāng)物體的形狀或質(zhì)量分布發(fā)生變化時(shí),其重心位置也隨著改變,故選項(xiàng)A對(duì),D錯(cuò);對(duì)于圓環(huán)狀的物體,其重心位置可以不在圓環(huán)上,故選項(xiàng)C錯(cuò);當(dāng)只是物體的位置發(fā)生變化,而其形狀及質(zhì)量分布不變時(shí),物體的重心位置相對(duì)物體自身是不變的,故選項(xiàng)B錯(cuò)。 答案:A,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1 2 3 4 5,,,,,,1.(多選)下列關(guān)于力的說(shuō)法,正確的是( ) A.力是物體對(duì)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(zhì) C.力的作用是同時(shí)發(fā)生的 D.地球?qū)μO(píng)果有力的作用,而蘋(píng)果對(duì)地球沒(méi)有力的作用,所以蘋(píng)果落向地球 解析:力是物體對(duì)物體的作用,這種作用是同時(shí)產(chǎn)生的,也是相互的,故選項(xiàng)A、C正確,D錯(cuò)誤。力是一種作用,不是特殊物質(zhì),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 答案:AC,1 2 3 4 5,,,,,,2.(多選)一人用斜向下的力推小車(chē)前進(jìn),力的大小為40 N,方向與水平方向成30°角,在圖中畫(huà)出的推小車(chē)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(biāo)度(用多少毫米表示多少牛的力)、方向、大小、作用點(diǎn)。 答案:AD,1 2 3 4 5,,,,,,3.關(guān)于重力的方向,下列說(shuō)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(guān)于物體的重心,下列說(shuō)法正確的是( ) A.物體升高或降低時(shí),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(shí),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(nèi)的位置也會(huì)發(fā)生改變 解析:物體的重心位置是固定的,不會(huì)隨物體升降而改變,故A錯(cuò)誤;重心由物體的質(zhì)量分布決定,但形狀改變時(shí),重心位置可以不變,故B錯(cuò)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(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。故選C。 答案:C,1 2 3 4 5,,,,,,5.(選做題)一質(zhì)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(yùn)動(dòng),如圖所示,畫(huà)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(chǎn)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(diǎn)在物體的重心上,重力與是否受其他力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。掌握畫(huà)力的圖示的正確方法,特別注意同一個(gè)力的圖示中要使用同一個(gè)標(biāo)度。 答案:如圖所示,