2022-2023學(xué)年新教材高中物理第3章相互作用第1節(jié)重力與重心課件魯科版必修第一冊

第1節(jié)

重力與重心第三章學(xué)習(xí)目標(biāo)思維導(dǎo)圖1.知道力的概念、大小、方向和作用效果。(物理觀念)2.能作出力的示意圖、力的圖示。(物理觀念)3.了解重力產(chǎn)生的原因,會確定重力的大小和方向,能解決一些相關(guān)的實(shí)際問題。(物理觀念)4.知道重心的概念及均勻物體重心的位置。(物理觀念)

內(nèi)容索引0102基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識全過關(guān)重難探究?能力素養(yǎng)全提升03學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識全過關(guān)一、力的描述1.定義:力是物體與物體之間的__________。

2.力的效果:(1)使物體__________發(fā)生改變;(2)使物體__________發(fā)生改變。3.單位:牛頓,簡稱牛,用符號N表示。4.矢量性:力是矢量,既有大小又有方向。5.表示方法:(1)力的圖示:物理學(xué)中,可用一條帶箭頭的__________來表示力,線段的__________表示力的大小,箭頭__________表示力的方向,箭尾(或箭頭)所在位置表示力的__________,線段所在的__________表示力的作用線,這種描述力的方法稱為力的圖示。

(2)力的示意圖:只畫出帶箭頭的線段表示物體在這個方向上受到了力的作用,對線段的長短沒有嚴(yán)格要求,這種描述力的方法稱為力的示意圖。相互作用

形狀

運(yùn)動狀態(tài)

線段

長短

指向

作用點(diǎn)

直線

二、重力及其測量1.定義:因地球的__________而使物體受到的力稱重力,用符號G表示。重力的施力物體為__________。

2.重力的大小:(1)用工具測量:彈簧測力計(jì)、臺秤等。(2)用公式計(jì)算:G=__________,式中重力加速度g值隨地球緯度的增加而__________,隨緯度的減小而減小;g值隨海拔高度的增加而__________,隨海拔高度的減小而增加。

3.重力的方向:總是__________向下。

吸引

地球

mg增加

減小

豎直

三、物體的重心1.重心:(1)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__________上,這個點(diǎn)是重力的等效作用點(diǎn),稱為重心。(2)任何一個物體都有重心,而且只有__________重心。

2.重心的位置:(1)質(zhì)量均勻、形狀規(guī)則的物體,其重心在__________處。

(2)質(zhì)量不均勻的物體,其重心與物體的__________、_____________有關(guān)。(3)重心不一定在物體上,如均勻的圓環(huán)的重心在__________而非圓環(huán)上。3.重心與穩(wěn)度:重心越__________越穩(wěn)定。

一個點(diǎn)

一個

幾何中心

形狀

質(zhì)量分布情況

圓心

低

易錯辨析判一判(1)重力的方向總是垂直向下。(

)(2)物體由赤道移到北極,其重力增大。(

)(3)重心一定在物體上。(

)(4)高大的建筑物通常是上小下大,這是為了降低重心,提高穩(wěn)定性。(

)×解析

重力的方向總是豎直向下。

√×√合格考試練一練下列哪幅圖中的箭頭能正確表示球受到的重力的方向(

)C解析

該題考查的是球受到的重力的示意圖,重力的方向是豎直向下,選項(xiàng)C正確。重難探究?能力素養(yǎng)全提升探究一對重力及重心的理解【情境探究】

如圖所示,樹上的蘋果會落向地面;建筑工地上工人常用鉛垂線來檢測墻壁是否豎直。(1)為什么樹上的蘋果總要落向地面?為什么使用鉛垂線能檢測墻壁是否豎直呢?(2)蘋果落向地面的過程,其重心位置相對于自身是否變化?要點(diǎn)提示

(1)物體落向地面是因?yàn)槭艿搅素Q直向下的重力作用;鉛垂線能檢測墻壁是否豎直,是因?yàn)橹亓Φ姆较蚴秦Q直向下的。(2)物體的重心位置只與質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。因此,蘋果重心位置不變?！局R歸納】

1.重力的產(chǎn)生、方向、大小和重心

產(chǎn)生由于地球的吸引而使物體受到的力,一般不等于地球吸引力方向豎直向下大小G=mg①在同一地點(diǎn),重力的大小與質(zhì)量成正比②在不同地點(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?、壑亓Φ拇笮∨c物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),與物體是否受其他的力無關(guān)作用點(diǎn)(重心)定義等效作用點(diǎn)決定因素物體的形狀、質(zhì)量分布情況位置質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心質(zhì)量分布均勻、形狀不規(guī)則的薄物體,采用懸掛法確定重心2.重心與物體形狀、質(zhì)量分布情況的關(guān)系

名師點(diǎn)睛

重心是物體所受重力的等效作用點(diǎn)(等效思想),重心不是最重的一點(diǎn),也不是只有這一點(diǎn)才受重力的作用。【應(yīng)用體驗(yàn)】

典例1

關(guān)于重心,下列說法正確的是(

)A.重心就是物體上最重的點(diǎn)B.重心的位置不一定在物體上,但形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體的重心一定在物體上C.用一根細(xì)線懸掛的物體靜止時,細(xì)線方向不一定通過重心D.重心位置與物體的質(zhì)量分布情況及形狀有關(guān)D解析

重心是物體重力的等效作用點(diǎn),并非物體上最重的點(diǎn),A錯誤。形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻物體的重心也可能不在物體上,如均勻圓環(huán)的重心在其圓心處,B錯誤。據(jù)二力平衡知識,一根細(xì)線懸掛的物體靜止時,拉力與重力共線,必過重心,C錯誤。重心的位置只與物體的質(zhì)量分布及形狀有關(guān),與物體所處位置及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),D正確。規(guī)律方法

關(guān)于重心理解的五點(diǎn)注意針對訓(xùn)練1關(guān)于重力,下列說法正確的是(

)A.重心就是物體的幾何中心B.可以用懸掛法確定形狀不規(guī)則薄板的重心C.只有靜止在地面上的物體才會受到重力D.質(zhì)量大的物體受到的重力一定比質(zhì)量小的物體受到的重力大B解析

重心是重力的等效作用點(diǎn),只有形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體,其重心才在幾何中心上,故A錯誤;根據(jù)重力的方向是豎直向下的和二力平衡的條件,可以用懸掛法確定形狀不規(guī)則薄板的重心,故B正確;重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的,方向豎直向下,與物體運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),故C錯誤;物體重力G=mg的大小與其質(zhì)量以及所處位置的重力加速度有關(guān),若在不同位置,質(zhì)量大的物體不一定比質(zhì)量小的物體重力大,故D錯誤。探究二力的圖示與力的示意圖【情境探究】

如圖所示,用500N的力推汽車。

在解決力學(xué)問題中,有時候我們只需要知道力的方向、作用點(diǎn),有時候我們又需要精確地知道力的作用點(diǎn)、大小和方向,這兩種情況下,如何簡潔明了地表示這個力呢?要點(diǎn)提示

可以用一帶箭頭的線段來表示,線段的長度表示力的大小,箭頭的指向表示力的方向,箭尾或者箭頭表示力的作用點(diǎn)。第一種情況下,沿力的方向畫一帶箭頭的線段;第二種情況下,從作用點(diǎn)開始沿力的方向按一定比例畫帶箭頭的線段。【知識歸納】

1.力的圖示與力的示意圖的區(qū)別(1)力的圖示能表示力的三要素,精確表示力時經(jīng)常用到。(2)力的示意圖只能表示力的作用點(diǎn)和方向,在對物體的受力情況進(jìn)行分析時經(jīng)常用到。2.力的圖示與力的示意圖的畫法作圖步驟力的圖示力的示意圖選標(biāo)度選定標(biāo)度(用某一長度表示一定大小的力)無畫線段從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一線段,根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段長度從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一適當(dāng)長度線段標(biāo)方向在線段的末端標(biāo)出箭頭,表示方向在線段的末端標(biāo)出箭頭,表示方向名師點(diǎn)睛

(1)標(biāo)度的選取應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)。一般情況下,線段應(yīng)取2~5個整數(shù)段標(biāo)度的長度。(2)畫同一物體受到的不同力時要用同一標(biāo)度?！緫?yīng)用體驗(yàn)】

典例2

如圖所示,靜止木塊對桌面的壓力為6N,試畫出壓力的圖示,并說明施力物體和受力物體;畫出木塊所受重力和支持力的示意圖。解析

畫力的圖示時,要嚴(yán)格按照以下步驟進(jìn)行(1)選標(biāo)度:本題中選如圖所示的線段表示3

N的力。(2)從作用點(diǎn)沿力的方向畫一線段,線段上加上標(biāo)度。如圖甲所示,從O點(diǎn)豎直向下畫一條2倍于標(biāo)度的線段。(3)線段上加箭頭表示力的方向。(4)壓力的作用點(diǎn)應(yīng)畫于桌面上,且壓力符號用N表示。畫力的示意圖時,對線段的長短沒有嚴(yán)格要求,只需畫出力的作用點(diǎn)和方向。答案

壓力的圖示如圖甲所示,壓力的施力物體是木塊,受力物體是桌子;木塊所受重力和支持力的示意圖如圖乙或丙所示。規(guī)律方法

畫力的圖示應(yīng)注意選定標(biāo)度的科學(xué)性、作圖的正確性及規(guī)范性。注意:①不能用不同標(biāo)度畫同一物體所受的不同的力。②選標(biāo)度應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)。一般情況下,線段應(yīng)分為2~5段,不宜過多,過多使圖不清晰;也不可過少,不能少于2段。③對于規(guī)則物體,力的作用點(diǎn)一般畫在受力物體的幾何中心處。針對訓(xùn)練2如圖所示,一個放在水平面上的物體A受到大小為10N的拉力作用,該拉力方向與水平方向成30°角斜向右上。畫出這個拉力的圖示。解析

選如圖所示的線段表示5

N的力,從力F的作用點(diǎn)沿力的方向畫一條線段,線段的長度是所選標(biāo)度的2倍,在線段尾端加上箭頭表示力F的方向,如圖所示。答案

見解析圖

學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)1.下列說法正確的是(

)A.拳擊比賽時,甲打乙一拳,乙感到痛,而甲未感到痛,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(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球拍D解析

甲對乙施力的同時,乙對甲也施力,但甲的“拳頭”比乙“被打的部位”更能承受打擊,所以乙感到痛而甲未感到痛,A錯誤;“風(fēng)吹草動”的施力物體是空氣,B錯誤;力不可以離開物體而存在,磁鐵吸引鐵釘時,二者互為施力物體和受力物體,C錯誤;網(wǎng)球飛出后受重力和阻力,施力物體是地球和空氣,而不再是球拍,D正確。2.(2022江西階段練習(xí))如圖所示,均勻圓盤的重心在圓心O點(diǎn),如果將圓盤虛線圓之內(nèi)的部分挖去,剩下一個圓環(huán),下列說法正確的是(

)A.圓環(huán)沒有重心了B.圓環(huán)的重心還在O點(diǎn)C.圓環(huán)的重心一定在圓環(huán)上的某個位置D.圓環(huán)的重心取決于虛線部分的大小B解析

質(zhì)量分布均勻的規(guī)則幾何體,其重心在它的幾何中心上,當(dāng)將圓盤虛線圓之內(nèi)的部分挖去,剩下一個圓環(huán)時,其重心還在O點(diǎn)。故選B。3.有一質(zhì)量均勻分布的長方形薄板,若在以其對角線交點(diǎn)為圓心處挖掉一個小圓,則薄板的余下部分(

)A.重力和重心都不變B.重力減小,重心位置改變C.重力減小,重心位置不變D.重力減小,重心不存在了C解析

質(zhì)