第三章1重力基本相互作用

1重力基本相互作用1．理解力的概念及力的兩種作用效果．2．學(xué)會(huì)用力的圖示表示力．3．知道什么是重力、重心，掌握重力的計(jì)算方法及方向．4．了解自然界中的四種基本相互作用.1．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化：物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用速度來描述，只要物體的______變化了，不管是______還是______改變了，都說這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化．2．力：物體與物體之間的__________稱做力．力和力的圖示大小方向相互作用速度3．力的矢量性：力是______，既有大小又有方向，力的大小可以用__________________測(cè)量．在國際單位制中，力的單位是______，簡稱____，符號(hào)____．4．力的三要素：力產(chǎn)生的效果是由力的大小、方向、作用點(diǎn)共同決定的．5．力的圖示和力的示意圖：力可以用一________的線段來表示，它的長短表示力的________，它的指向表示力的______，箭尾(或箭頭)表示力的________，這叫做力的圖示．若只畫出力的方向和作用點(diǎn)，這叫____________．測(cè)力計(jì)(彈簧秤)牛頓牛N帶箭頭大小方向作用點(diǎn)力的示意圖矢量1．關(guān)于力，下列說法正確的是 (

)． A．沒有施力物體的力是不存在的 B．只有直接接觸的物體之間才有力的作用 C．人推物體時(shí)，人只是施力物體而不是受力物體 D．一個(gè)施力物體同時(shí)也是受力物體

解析力是物體間的相互作用，力離不開施力物體和受力物體，A項(xiàng)對(duì)；力有多種形式，如電荷間相互作用，卻不必接觸，所以B項(xiàng)錯(cuò)；人推物體時(shí)，反過來物體對(duì)人體有推力作用，因此C項(xiàng)錯(cuò)誤，而D項(xiàng)正確．

答案

AD1．定義：由于地球的______而使物體受到的力．2．大?。篏＝____．3．方向：總是__________．

說明

(1)重力的施力物體是地球，地球周圍的物體都受重力作用． (2)重力的方向豎直向下，不能理解成垂直于地面向下．重力吸引mg豎直向下4．重心：物體的各部分都受到_____的作用，從效果上看，可認(rèn)為各個(gè)部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，即為物體的重心． (1)形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體的重心在其__________上． (2)質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置除了與物體的______有關(guān)外，還跟物體的______分布有關(guān)．幾何中心形狀質(zhì)量重力2.關(guān)于物體所受的重力，以下說法正確的是 (

)． A．物體只有在地面上靜止時(shí)才受到重力作用 B．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 C．物體在向上拋出時(shí)受到的重力小于它靜止時(shí)所受到的重力 D．同一物體在同一地點(diǎn)，不論其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，它所受到的

重力都是一樣大的

解析物體所受的重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，重力的大小為G＝mg.可見對(duì)同一物體(m一定)，在同一地點(diǎn)(g一定)，重力大小是相同的，而與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，因此選項(xiàng)A、B、C均錯(cuò)誤，只有選項(xiàng)D是正確的．

答案

D1．萬有引力：任何兩物體間都普遍存在的一種相互吸引作用．2．電磁相互作用：電荷和電荷，磁體和磁體間的相互作用，其______相同．3．強(qiáng)相互作用：組成原子核的核子間的相互作用，作用范圍小，受______變化的影響大．4．弱相互作用：發(fā)生在放射現(xiàn)象中，作用范圍與強(qiáng)相互作用相同，但強(qiáng)度很弱．四種相互作用本質(zhì)距離3.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

用是短程力解析在當(dāng)前的研究水平上，可以認(rèn)為自然界所有的相互作用歸納為四種，A正確；在四種基本相互作用中，萬有引力是最弱的，B錯(cuò)誤；隨著研究的深入，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾種基本相互作用之間的統(tǒng)一關(guān)系，如“弱電統(tǒng)一”，四種基本相互作用最終有可能統(tǒng)一為一種最基本的相互作用，C錯(cuò)誤；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，D正確．答案

AD1．力的特征 (1)力的物質(zhì)性：力是物體對(duì)物體的作用，力不能離開物體而獨(dú)立出現(xiàn)． (2)力的相互性：只要一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，那么同時(shí)另一個(gè)物體一定會(huì)對(duì)這個(gè)物體施加一個(gè)反作用力． (3)力的矢量性：力不僅有大小，而且有方向．對(duì)力的概念的理解2．力的作用效果 (1)靜力效果——使物體的形狀發(fā)生改變(形變)． (2)動(dòng)力效果——改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．3．力的表示方法 (1)力的圖示

①表示方法：用一條有向線段表示力，線段的長度表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭頭(或箭尾)表示力的作用點(diǎn)．

②作法：a．選定標(biāo)度，即用多少毫米表示幾牛的力．選標(biāo)度應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)，一般情況下線段分段應(yīng)在2～5段．b．從力的作用點(diǎn)沿力的作用方向畫一條線段，并在線段上加上刻度．c．在線段上按力的方向加上箭頭．(2)力的示意圖法在力的大小標(biāo)度上不很嚴(yán)格，側(cè)重于力的方向和作用點(diǎn)．【典例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(dòng)員將壘球拋出后，壘球的運(yùn)動(dòng)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(dòng)員 C．施力物體對(duì)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，也一定是受力物體解析力的作用是相互的，所以施力物體也一定受到力的作用，故C錯(cuò)誤、D正確；物體間的相互作用力是同時(shí)存在、同時(shí)消失的，無作用的先后之分，所以A錯(cuò)誤；壘球被拋出后，在空中受重力作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)仍在變化，但施力物體是地球，不是運(yùn)動(dòng)員，所以B正確．答案

BD

力的物質(zhì)性表明力離不開施力物體或受力物體，力的相互性表明力總是成對(duì)出現(xiàn)的，一個(gè)物體對(duì)其他物體施加力的同時(shí)，也一定受到其他物體的作用力．【跟蹤1】關(guān)于力，下列說法正確的是 (

)． A．有的物體自己就有力，如爆炸的手榴彈，所以有的

力沒有施力物體 B．力不能離開物體而存在 C．有的物體只是施力物體而不是受力物體 D．不接觸的物體間一定沒有力的作用

解析手榴彈爆炸時(shí)是火藥燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體與彈片發(fā)生的相互作用，A錯(cuò)；根據(jù)力的定義，力是物體與物體間的相互作用，B對(duì)、C錯(cuò)；物體間有力作用時(shí)不一定直接接觸，如重力，D錯(cuò)．故正確答案為B.

答案

B1．對(duì)重力的理解 (1)概念：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，但由于地球自轉(zhuǎn)的影響，重力一般不等于地球?qū)ξ矬w的吸引力(以后會(huì)學(xué)到)． (2)大?。河捎贕＝mg，在同一地點(diǎn)，重力的大小與質(zhì)量成正比；在不同地點(diǎn)，重力也有所不同；物體的重力與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)． (3)重力的測(cè)量對(duì)重力和重心的理解①物體靜止時(shí)測(cè)力計(jì)的拉力(如圖3－1－1甲所示)或支持力(如圖3－1－1乙所示)的大小等于物體受到的重力．②用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量時(shí)，物體必須保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)．(4)方向：重力的方向始終豎直向下．不能表述為“垂直向下、指向地心”．圖3－1－12．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． (3)重心在物體上的位置與物體的位置、放置狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(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也發(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)于薄物體，可用支撐法或懸掛法來確定其重心．【典例2】關(guān)于重力的大小及重心的位置，以下說法中正確的是 (

)． A．重力是物體本身具有的力，大小與物體的質(zhì)量成正比 B．靜止在水平面上的物體對(duì)水平面的壓力一定小于其所

受的重力 C．重力只作用在物體的重心上，重心的位置總在物體的

幾何中心 D．重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，重力的施力

物體是地球解析重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力，而不是物體本身具有的力．物體重力的計(jì)算式G＝mg，其中g(shù)的值與物體所處的地理位置有關(guān)，同一地點(diǎn)，g值相同，物體的重力與物體的質(zhì)量成正比，不同地點(diǎn)，不同高度，g值一般不同，因此，不能說物體的重力大小與物體的質(zhì)量成正比，A錯(cuò)誤；靜止在水平面上的物體，對(duì)水平面的壓力大小等于物體的重力，B錯(cuò)誤；重心是物體所受重力的等效作用點(diǎn)，重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布均有關(guān)，只有形狀規(guī)則、質(zhì)量均勻分布時(shí)，重心的位置才總在物體的幾何中心，故C也錯(cuò)誤；由重力的產(chǎn)生可知，D項(xiàng)正確．答案

D

物體只有處在靜止或勻速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，它對(duì)水平支持物的壓力或?qū)ωQ直懸掛繩的拉力等于自身的重力．故在用測(cè)力計(jì)來稱量物體的重力時(shí)，必須使它處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．【跟蹤2】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(cè)量

時(shí)其所受重力大小是不同的，當(dāng)用同一彈簧秤測(cè)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等效

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(cè)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．答案

C物體重力的作用線落在物體的支持面里，物體就不會(huì)翻倒，落在物體的支持面外，物體就翻倒，從而物體的穩(wěn)定情況與物體的支持面的大小和物體重心的高低有關(guān)．重心的高低與物體的穩(wěn)定【典例3】運(yùn)輸貨車的制造標(biāo)準(zhǔn)是：當(dāng)汽車側(cè)立在傾角為30°的斜坡上時(shí)，如圖3－1－2所示，仍不致翻倒．也就是說，貨車受到的重力的作用線仍落在貨車的支持面(地面上，以車輪為頂點(diǎn)構(gòu)成的平面)以內(nèi)，如果車輪間的距離為2m，車身的重心不能高出地面多少米？圖3－1－2解析重力的作用線在豎直方向，由題意，要求重力的作用線落在貨車的支持面內(nèi)，即要求重力作用線與斜坡的交點(diǎn)應(yīng)在車輪與中軸線之間，當(dāng)交點(diǎn)位于車輪與斜坡的接觸點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)重心的位置即為滿足條件的最高重心位置，作出示意圖，利用幾何關(guān)系可求解．答案

1.7m把一個(gè)棱長為l的勻質(zhì)正方體繞C′D′棱翻轉(zhuǎn)，使對(duì)角面ABC′D′處于豎直方向，如圖3－1－3所示，重心的位置升高了多少？【我來沖關(guān)】圖3－1－3力的圖示法口訣

若要表示力，辦法很簡單．選好比例尺，再畫一段線，

長短表大小，方向箭頭看，注意線尾巴，放在作用點(diǎn)．【狀元微博】1．下列關(guān)于力的作用效果的敘述中，錯(cuò)誤的是 (

)． A．物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，則物體必定受到力的作用 B．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有發(fā)生改變，物體也可能受到力的作用 C．力的作用效果不僅取決于力的大小和方向，還與力的作

用點(diǎn)有關(guān) D．力作用在物體上，必定同時(shí)出現(xiàn)形變和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變對(duì)力的概念的理解解析由力的作用效果和力的三要素來判斷．力的作用效果有兩個(gè)，一個(gè)是使物體發(fā)生形變，另一個(gè)是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，且作用效果由力的三要素共同決定，故A、B、C均正確，D錯(cuò)誤．答案

D2．在圖3－1－4甲中木箱P點(diǎn)，用與水平方向成30°角斜向上的150N的力拉木箱；在圖乙中木塊的Q點(diǎn)，用與豎直方向成60°角斜向上的20N的力把木塊抵在墻壁上，試作出甲、乙兩圖中所給力的圖示，并作出圖丙中電燈所受重力和拉力的示意圖．畫力的圖示或示意圖圖3－1－4答案如下圖所示3．如圖3－1－5所示，物體A對(duì)物體B的壓力大小是10N，試畫出這個(gè)力的圖示和示意圖．圖3－1－5解析畫力的圖示：①選定標(biāo)度：此題選2mm長的線段表示2N的力．②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)度和力的大小成正比，線段上加刻度，如答案圖甲所示．③在線段上加箭頭表示力的方向．(2)畫力的示意圖：從作用點(diǎn)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，如答案圖乙所示．答案4．以下關(guān)于重心及重力的說法中，正確的是 (

)． A．一個(gè)物體放于水中稱量時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于物

體在空氣中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，因此，物體在水中

時(shí)的重力小于在空氣中的重力 B．據(jù)G＝mg可知