模式3：物理必修1人教版：精品預(yù)習(xí)案和導(dǎo)學(xué)案-物理：3.1《重力　基本相互作用》精品學(xué)案

第三章相互作用第1節(jié)重力基本相互作用一個(gè)靜止的球，我們踢它一腳，就可以把力作用在球上，使它開始運(yùn)動，并產(chǎn)生速度；假如再去頂它一下，那就不只改變了它的運(yùn)動方向，同時(shí)也改變了它的速度力也可以使物體的形狀改變，譬如撐桿跳時(shí)，可以使桿發(fā)生彎曲力的性質(zhì)和特點(diǎn)有哪些呢要點(diǎn)一、力和力的圖示1力的概念力是物體與物體之間的相互作用2力的特征1力的物質(zhì)性力不能離開物體而獨(dú)立存在，無論是什么物體，它都要受到力的作用；而只要有力的存在，就必須有施力物體和受力物體2力的效果性力的效果性可以體現(xiàn)在兩個(gè)方面物體運(yùn)動狀態(tài)的變化即物體速度的變化不管是速度的大小還是方向發(fā)生變化，都說這個(gè)物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化；物體形狀的變化當(dāng)我們用手壓鋸條的時(shí)候，鋸條變彎，我們就說鋸條發(fā)生了形狀的變化3力的相互性力存在于施力物體和受力物體之間，力的作用是相互的，施力物體同時(shí)也一定是受力物體我們將兩個(gè)物體之間的作用力稱為作用力與反作用力4力的矢量性力是矢量，力既有大小，又有方向力的方向不同，作用效果往往不同所以，要把一個(gè)力完整地表示出來，既要說明力的大小又要說明力的方向5力的瞬時(shí)性力可以發(fā)生突變，既可以瞬間產(chǎn)生，也可以瞬間消失6力的三要素力的大小、方向、作用點(diǎn)，共同稱為力的三要素3力的圖示1力的測量力的大小可以用測力計(jì)彈簧秤測量2力的單位國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，符號是N3力的圖示物理學(xué)中用一根有向線段來形象、直觀地表示力，線段的長度表示力的大小，箭頭的指向表示力的方向，用箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)，這種表示力的方法叫做力的圖示4作力的圖示需要“四定”定標(biāo)選定作圖的標(biāo)度，即單位長度的線段表示多大的力有幾個(gè)力時(shí)，應(yīng)當(dāng)兼顧各個(gè)力的大小，一般采用這幾個(gè)力的最大公約數(shù)作為共同的標(biāo)度定點(diǎn)確定力的作用點(diǎn)畫在何處畫一個(gè)方塊或一個(gè)點(diǎn)表示受力物體，并確定力的作用點(diǎn)定線從力的作用點(diǎn)開始，沿力的作用方向畫一線段根據(jù)所選標(biāo)度和該力的大小確定線段的長度，并在線段上加上刻度定向在線段的末端加注箭頭，指明力的方向，并且在箭頭的旁邊標(biāo)出表示這個(gè)力的字母、數(shù)值和單位要點(diǎn)二、重力和重心1概念地面附近的一切物體都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力，重力也叫重量理解重力要把握好以下幾個(gè)方面1本質(zhì)由于地球的吸引而使物體受到的力2重力的施力物體是地球3地球表面附近的一切物體，不論是靜止還是運(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)和接觸面的情況均無關(guān)4重力的方向總是豎直向下的5重力大小的計(jì)算公式是GMG式中M是物體的質(zhì)量，單位用KG，G是一個(gè)與地球位置有關(guān)的量，叫重力加速度G值隨地球緯度的增加而增大，隨距地面高度的增大而減小通常情況下，G取98N/KG，表示質(zhì)量是1KG的物體受到的重力是98N6重力的大小可以用彈簧秤測出2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)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)3對于薄板狀物體，可以用懸掛法找出其重心所在的位置這種方法依據(jù)的主要原理是二力平衡條件一、力的理解例1下列說法中不正確的是A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B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受到力，不會施力C只有直接接觸的物體相互作用才有力的作用D小說水滸中的花和尚魯智深是一位“大力士”，是說他有很大的力解析甲推乙的同時(shí)，乙也推甲，力的作用是相互的，故A錯(cuò)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(shí)都會施力，也就是說，受力物體一定同時(shí)也是施力物體，如馬拉車，車也拉馬，故B選項(xiàng)錯(cuò)兩個(gè)物體發(fā)生了力的作用，不一定需要直接接觸，如磁鐵隔著一段距離時(shí)也能吸引鐵屑，故選項(xiàng)C錯(cuò)物理學(xué)中的“力”與現(xiàn)實(shí)中的“力”是兩個(gè)不同的概念，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案ABCD1力的作用是相互的，施力物體同時(shí)也是受力物體2力可以發(fā)生在接觸和不接觸的物體之間二、力的圖示例2一個(gè)重20N的物體沿著斜面下滑，如下圖所示，關(guān)于物體所受重力的圖示不正確的是答案BC解析重力的方向總是豎直向下即垂直于水平面向下，不一定與接觸面垂直；另外，選取不同的標(biāo)度，力的圖示會有所不同根據(jù)上述原則可知A、D圖示正確，B、C則不正確三、重力的理解例3如果重力消失了，將會發(fā)生的情況是A天不會下雨，也不會刮風(fēng)B一切物體的質(zhì)量都沒有了C用天平仍然可以測出物體的質(zhì)量D河水不會流動解析下雨、刮風(fēng)以及河水流動都是由于物體受到重力作用而引起的，如果重力消失，這些自然現(xiàn)象都不會發(fā)生，故A、D正確質(zhì)量是物體本身的固有屬性，與重力是否消失無關(guān)，故B錯(cuò)如果重力消失，放在天平托盤上的物體對托盤天平無壓力，所以天平也就無法測量物體的質(zhì)量了，所以C錯(cuò)答案AD四、重心的理解例4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用線豎直懸掛的物體靜止時(shí)，線的方向一定通過重心C一磚塊平放、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)美的動作時(shí)，其重心在體內(nèi)位置不變解析物體的重心是重力的等效作用點(diǎn)，不一定在物體上，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；懸掛法確定物體重心時(shí)，線的方向一定通過重心，因此B項(xiàng)正確；物體重心與質(zhì)量分布和形狀有關(guān)，當(dāng)質(zhì)量分布不變、形狀不變時(shí)，其重心不變，而形狀改變時(shí)重心位置也改變，所以C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案BC1關(guān)于地面上物體的重力，下列說法正確的是A只有靜止時(shí)，物體才受重力B物體對地面的壓力就是物體的重力C彈簧測力計(jì)和桿秤都能稱量物體的重力大小D同一地點(diǎn)，物體的重力與其質(zhì)量成正比答案D解析重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力，故物體運(yùn)動時(shí)也受到重力作用由實(shí)驗(yàn)可知，在同一地點(diǎn)，物體的重力與其質(zhì)量是成正比的2關(guān)于力的說法正確的是A力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因B運(yùn)動物體在運(yùn)動方向上一定受到力的作用C一個(gè)力必然涉及兩個(gè)物體D力的大小相等，作用效果不一定相同答案ACD3下列有關(guān)力的一些說法正確的是A物體被豎直向上拋出后，因?yàn)槭艿揭粋€(gè)豎直向上的升力作用才上升B放在斜面上的物體會沿斜面下滑，是因?yàn)槭芰艘粋€(gè)下滑力的作用C放在水中的木塊浮于水面，是因?yàn)槭芰艘粋€(gè)浮力的作用D運(yùn)動員跳遠(yuǎn)騰空后，是因?yàn)槭芰艘粋€(gè)強(qiáng)大的沖力作用，所以能前進(jìn)幾米答案C4下列說法正確的是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(shí)，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(yùn)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答案D5下列說法中正確的是A自然界所有的相互作用力都可歸納為四種基本相互作用B在四種基本相互作用中，萬有引力是最強(qiáng)的C四種基本相互作用的規(guī)律是完全獨(dú)立的，不可能再統(tǒng)一了D萬有引力和電磁力是長程力，強(qiáng)相互作用和弱相互作用是短程力答案AD6一飲料杯裝滿水，如圖311所示，杯的底部有一小孔，在水從小孔不斷流出的過程中，杯連同水的共同重心將圖311A一直下降B一直上升C先升高后降低D先降低后升高答案D7在圖312中，質(zhì)量分布均勻的物體A受到的重力都是8N，試畫出物體A所受重力的示意圖圖312答案8一根密度和粗細(xì)均勻的直銅棒，它的重心在何處水平放置、豎直放置和傾斜放置時(shí)，它的重心位置是否相同為什么如果把直銅棒變成弧形，它的重心位置是否改變?yōu)槭裁创鸢钢便~棒的重心在棒的幾何中心；當(dāng)變換放置方式時(shí)，重心位置相同，這是因?yàn)槲矬w重心與物體形狀和物體的質(zhì)量分布有關(guān)；形狀發(fā)生了改變，所以，銅棒的重心位置也發(fā)生改變題型1力的相互性和作用效果的理解例1關(guān)于力的作用效果的說法中正確的是A物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，一定受到外力作用B物體的運(yùn)動狀態(tài)不發(fā)生變化，一定不受外力作用C力對物體的作用效果完全由力的大小決定D物體受到力的作用后，一定同時(shí)出現(xiàn)形變和運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化的現(xiàn)象答案A解析當(dāng)物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，則說明物體一定受到外力的作用，故A正確，同時(shí)也說明了B、D不正確，如彈簧受外力被拉伸穩(wěn)定后，發(fā)生了形變，但運(yùn)動狀態(tài)并沒有發(fā)生變化力的作用效果由力的大小、方向、作用點(diǎn)三要素共同決定，故C錯(cuò)誤拓展探究若氣球下掛一重物，沿與水平面成45角的方向斜向上勻速上升，如圖311所示，不考慮空氣阻力，從力的相互性和作用效果的角度，分析氣球和重物整體受力情況，下列說法正確的是圖311A受重力、浮力、水平方向的風(fēng)力B只受重力和浮力的作用C受重力、浮力、斜向上的沖力D受重力、浮力、風(fēng)力、斜向上的沖力答案B解析根據(jù)力是物體間的相互作用可知，對于一個(gè)力總是同時(shí)對應(yīng)著受力物體和施力物體，對于C、D選項(xiàng)中的沖力，我們找不到相應(yīng)的施力物體，因此不存在，所以C、D錯(cuò)誤；根據(jù)力的作用效果可知，物體受到力的作用會改變運(yùn)動狀態(tài)或發(fā)生形變，反過來我們也能根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)來判定物體的受力情況，我們發(fā)現(xiàn)如果氣球和重物整體受重力、浮力、水平方向的風(fēng)力三個(gè)力的作用，就不可能做勻速直線運(yùn)動，故A錯(cuò)，只有B選項(xiàng)正確1力的作用效果當(dāng)物體受到力的作用時(shí)其運(yùn)動狀態(tài)會發(fā)生改變或產(chǎn)生形變，反之如果物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了改變或產(chǎn)生了形變，則物體一定受到力的作用2力的作用效果由力的大小、方向、作用點(diǎn)三要素共同決定3物體的運(yùn)動狀態(tài)由速度來描述，只要物體的速度發(fā)生了變化，不管是速度的大小還是方向發(fā)生了改變，都說物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化4分析一個(gè)力是否存在時(shí)，要看它是否有施力物體和受力物體題型2重力的理解例2下列說法正確的是A自由下落的石塊速度越來越大，說明石塊所受重力越來越大B在空中飛行的物體不受重力作用C一拋出的石塊軌跡是曲線，說明石塊所受的重力方向始終在改變D將一石塊豎直向上拋出，在先上升后下降的整個(gè)過程中，石塊所受重力的大小與方向都不變答案D解析在地球上的同一位置，同一物體的重力為一定值，故A錯(cuò)；只要在地球上，物體所受重力就不為零，故B錯(cuò)；重力的方向始終豎直向下，與物體運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，故C錯(cuò)拓展探究一個(gè)質(zhì)量為60KG的人，在地球上的重量為588N，在月球上的重量為98N該人做摸高運(yùn)動時(shí)，在地球上的高度為05M，那么在月球上的觸摸高度為多少答案30M解析人在地球和月球上的質(zhì)量相等，由GMG得，地球表面的自由落體加速度GGMM/S298M/S2，月球表面的自由落體加速度GM/S2163M/S258860GM9860設(shè)人在地球上的觸摸高度為H，在月球上的觸摸高度為H由VV2AX得，解2T20HHGG得HH05M30MGG981631重力的大小GMG，只與重力加速度G有關(guān)，與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)2重力加速度G與物體所處的緯度和高度有關(guān)，在赤道處，G最小，在兩極處，G最大；海拔越高，G越小，離地越近，G越大題型3力的圖示圖312例3如圖312所示，物體A對物體B的壓力是10N，試畫出這個(gè)力的圖示答案見解析圖解析畫力的圖示，按以下步驟進(jìn)行選定標(biāo)度，此題可選3MM長的線段表示2N的力；從作用點(diǎn)沿力的方向畫一線段，線段長短根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小畫，線段畫上刻度如下圖甲從O點(diǎn)豎直向下畫一段五倍于標(biāo)度3MM線段；在線段上加箭頭表示力的方向?yàn)榱撕啽?，也可以照圖乙那樣，不畫B物體，而用O點(diǎn)代替B物體，畫出力F的圖示力是矢量，既有大小又有方向力的作用點(diǎn)不同，作用效果不同所以要把一個(gè)力完全表達(dá)出來，必須表明力的大小、方向、作用點(diǎn)在物理學(xué)中通常用力的圖示來形象、直觀地表示某個(gè)力1下列說法中正確的是A用手壓彈簧，手先給彈簧一個(gè)作用，彈簧壓縮后再反過來給手一個(gè)作用B運(yùn)動員將壘球拋出后，壘球的運(yùn)動狀態(tài)仍在變化，壘球仍為受力物體，但施力物體不是運(yùn)動員C施力物體對受力物體施加了力，施力物體本身可能不受力的作用D某物體作為一個(gè)施力物體，也一定是受力物體答案BD解析力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，一定是有力作用在物體上力的作用是相互的，一個(gè)物體是施力物體，同時(shí)也是受力物體2關(guān)于重力的大小和方向，下列說法中正確的是A物體重力的大小等于它對豎直懸繩拉力的大小或等于它對水平支持面壓力的大小B在地球各處的重力方向都是相同的C重心是理想化的物理模型D對某一物體而言，其重力的大小總是一個(gè)恒量，不因物體從赤道移到南極而變化答案C解析物體的重力大小與它對豎直懸線的拉力大小或它對水平支持面壓力的大小并不一定相等，只有在物體靜止或做勻速直線運(yùn)動時(shí)才相等，故A錯(cuò)誤；在地球上各處的重力方向都是豎直向下的，但各個(gè)地方的豎直向下并不是指向同一方向，例如南極和北極的重力方向恰好相反，同一物體在不同緯度處的重力大小也是不同的，在地球表面上，越靠近兩極其重力的大小也越大，故B、D錯(cuò)誤；重心是為研究問題的方便引入的一個(gè)物理模型，物體各個(gè)部分都受重力作用，可以等效地看作集中在一點(diǎn)上，故C正確3對下列情況中的物體進(jìn)行受力分析，正確的是A汽車剎車時(shí)，車上人向前傾倒，是因?yàn)橥蝗皇艿较蚯暗臎_力B物體在桌面上靜止不動，是因?yàn)樗鼪]有受到任何外力C被踢向空中的足球，不再受到腳踢球的作用力D放風(fēng)箏時(shí)，只要有線拉動，不需要空氣提供作用力答案C4一個(gè)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把它運(yùn)到月球上去C把它從地面浸入水中D把它置于運(yùn)行的電梯內(nèi)答案AB解析由GMG可知，物體質(zhì)量不變，當(dāng)重力加速度G發(fā)生變化時(shí)，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(xiàng)A、B正確；由于重力大小與物體所處的環(huán)境和運(yùn)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5物體受到力的作用可能發(fā)生的變化是A速度的大小發(fā)生變化B發(fā)生形變C運(yùn)動方向發(fā)生改變D速度的大小和方向都發(fā)生變化答案ABCD6關(guān)于物體的重力和重心，下列說法正確的是A物體所受的重力是由于受到地球的吸引而產(chǎn)生的，所以方向總是垂直于地面向下B同一物體在地球上的不同位置，當(dāng)用不同彈簧秤測量時(shí)其所受重力大小是不同的，當(dāng)用同一彈簧秤測量時(shí)所受重力大小一定相同C物體的重心就是物體各部分所受重力的合力的作用點(diǎn)D形狀規(guī)則的物體例如正方體，其重心一定在其幾何中心處答案C解析重力的方向是豎直向下，“垂直”是典型的錯(cuò)誤說法；同一物體在地球上的不同位置，所受重力的大小一般不同，利用彈簧秤測量當(dāng)然也一般不同；影響重心的分布有兩個(gè)因素，一是質(zhì)量分布是否均勻，二是物體的幾何外形，只有質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，其重心才在其幾何中心處7如圖313所示，一物體A受到一個(gè)大小為10N的拉力作用，該拉力方向與水平方向成30角斜向上，畫出這個(gè)拉力的圖示圖313解析題圖僅是拉力的示意圖，而不是拉力的圖示，畫力的圖示時(shí)，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行1選定標(biāo)度，本題我們可以選取1CM長的線段表示5N的力2沿力的方向并且從力的作用點(diǎn)開始，按比例畫出一線段，下圖中有向線段的長度為2CM3在線段末端標(biāo)出箭頭，如上圖所示為了簡便，還可以將受力物體用一個(gè)點(diǎn)來代替，將力畫成如右上圖所示的形式8根