物理3.1《重力-基本相互作用》(新人教版必修1)省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第三章相互作用學(xué)案1重力基本相互作用第1頁(yè)一個(gè)正在演出“爬云梯”體格健壯演員，他用雙肩頂著一架足有五、六米高梯子。另外五個(gè)演員陸續(xù)爬到梯子頂端，進(jìn)行各種演出。觀眾們無(wú)不為此提心吊膽：梯子頭重腳輕，是多么輕易翻倒呀！可是，梯子盡管有一些搖擺，到底還是穩(wěn)住了，這是什么緣故？梯子短一些是否會(huì)更安全？在此節(jié)目中，肩膀上頂著梯子演員，憑著他敏銳感覺(jué)，把梯子基本位置隨時(shí)加以靈活調(diào)整。當(dāng)梯子向前傾時(shí)，他肩膀馬上向前挺；當(dāng)梯子向后倒時(shí)，他肩膀也隨即向后退。這么，使重力作用一直經(jīng)過(guò)基底，梯子就倒不下來(lái)。由此可見(jiàn)，幾個(gè)演員在梯頂時(shí)正是梯子重心位置最高、梯子倒得最慢時(shí)候，頂梯子演員有足夠時(shí)間來(lái)調(diào)整梯子基底位置。所以，這個(gè)看上去好像是最擔(dān)心場(chǎng)面，實(shí)際上并非是最難演出。第2頁(yè)學(xué)點(diǎn)1力和力圖示

(1)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變：指物體速度改變。

速度改變是指大小改變或方向改變或大小和方向同時(shí)改變。

(2)力：

①定義：人們把改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、產(chǎn)生形變?cè)?，即物體與物體之間相互作用，稱做力。

②從力“四性”透析力

a.力物質(zhì)性：力不能脫離物體而存在，力是物體與物體之間相互作用，每一個(gè)力都能同時(shí)找到施力物體和受力物體（施力物體——產(chǎn)生力物體，受力物體——受到力物體）。說(shuō)明：找不到施力物體力是不存在，這也是判斷力是否存在一個(gè)主要方法。

b.力相互性：物體之間力作用是相互，甲物體作用于乙物體，乙物體也同時(shí)作用于甲物體，施力物體同時(shí)也是受力物體，物體間這一對(duì)相互作用力總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失和改變。說(shuō)明：物體之間相互作用能夠直接接觸，也能夠不直接接觸，經(jīng)過(guò)“場(chǎng)”來(lái)發(fā)生，如我們接下來(lái)要學(xué)習(xí)重力及后面要學(xué)習(xí)電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力。

c.力矢量性：力是矢量，現(xiàn)有大小，又有方向，力作用方向所在直線叫力作用線，力實(shí)際作用方向與物體運(yùn)動(dòng)方向不一定相同。

d.力獨(dú)立性：一個(gè)物體可能同時(shí)受多個(gè)力作用，每一個(gè)力都產(chǎn)生獨(dú)立作用效果。第3頁(yè)

（３）力分類力分類方法有兩種，按性質(zhì)和效果分。①依據(jù)力性質(zhì)命名：如重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等。②依據(jù)力效果命名：如拉力、壓力、動(dòng)力、阻力等。注意：①依據(jù)效果命名時(shí)，不一樣名稱力，性質(zhì)可能相同。如物體在上升過(guò)程中，重力是阻力；物體在下落過(guò)程中，重力為動(dòng)力。②同一性質(zhì)力，效果可能不一樣。如摩擦力能夠是動(dòng)力，也能夠是阻力。③所謂動(dòng)力，其效果是加緊物體運(yùn)動(dòng)；而妨礙物體運(yùn)動(dòng)力則叫阻力。

(4)力圖示為了更形象、直觀地表示力，我們可用一根帶箭頭線段來(lái)表示一個(gè)力大小、方向和作用點(diǎn)（即力三要素）。這種表示力方法，叫做力圖示。畫(huà)力圖示步驟：①選定標(biāo)度（用多少毫米線段表示多少牛力）；②從作用點(diǎn)沿力方向畫(huà)一線段，依據(jù)選定標(biāo)度和力大小按百分比確定線段長(zhǎng)度，并在線段上加上刻度；③在線段一端加箭頭表示力方向，箭尾在力作用點(diǎn)上，力方向所沿直線叫力作用線。說(shuō)明：

①不能用不一樣標(biāo)度畫(huà)同一物體所受不一樣力。②力圖示與力示意圖不一樣，力示意圖只表示物體受哪種力作用及力方向怎樣，并不需要按選定標(biāo)度嚴(yán)格畫(huà)出線段長(zhǎng)度。第4頁(yè)【例1】以下關(guān)于力說(shuō)法中正確有()A.力作用離不開(kāi)施力物體，但能夠沒(méi)有受力物體

B.有物體自己就有力，這個(gè)力不是另外物體施加

C.力是物體與物體間相互作用

D.沒(méi)有施力物體和受力物體，力照樣能夠獨(dú)立存在

【解析】力是物體與物體間相互作用。有力作用時(shí)必定要有兩個(gè)物體同時(shí)存在，且發(fā)生相互作用。而一個(gè)物體不能對(duì)自己產(chǎn)生力作用，有些人說(shuō)：拍手時(shí)不是自己對(duì)自己作用嗎？其實(shí)拍手時(shí)兩只手都受到力作用，這時(shí)也不是一個(gè)物體對(duì)自己作用，而是一個(gè)物體兩部分之間作用，故正確答案為Ｃ。以下說(shuō)法中正確是（

）A.射出槍口子彈，能打到很遠(yuǎn)地方，是因?yàn)樽訌楇x開(kāi)槍口后受到一

個(gè)推力作用B.甲用力把乙推倒，說(shuō)明只是甲對(duì)乙有力作用，乙對(duì)甲沒(méi)有力作用C.只有有生命或有動(dòng)力物體才會(huì)施力，無(wú)生命或無(wú)動(dòng)力物體只會(huì)受

到力，不會(huì)施力D.任何一個(gè)物體，一定既是受力物體，也是施力物體CD第5頁(yè)【例2】如圖3-1-1所表示，桌面上有質(zhì)量為

600g書(shū)，用圖示法表示出桌面對(duì)書(shū)支持力并作出這個(gè)力示意圖。（取g＝10N/kg）圖3-1-1

【解析】首先計(jì)算出書(shū)重力，再結(jié)合初中學(xué)過(guò)二力平衡條件，明確方向及標(biāo)度即可作圖。書(shū)重力為G=mg=6N，桌面對(duì)書(shū)支持力也為6N，作用在書(shū)上。取0.5cm長(zhǎng)線段表示2N，則沿力作用點(diǎn)向上作出1.5cm長(zhǎng)有向線段即可作出力圖示，如圖３－１－２甲所表示；這個(gè)支持力示意圖，如圖３－１－２乙所表示。圖３-１-２

【答案】如圖３-１-２所表示

2如圖３－１－３所表示，一放在水平面上物體Ａ受到大小為10N拉力作用，該拉力方向與水平方向成３０°角斜向上，畫(huà)出這個(gè)拉力圖示和示意圖。圖3-1-3【答案】如圖甲、乙所表示第6頁(yè)學(xué)點(diǎn)2重力

(1)重力：因?yàn)槭艿降厍蛭刮矬w受到力。

(2)對(duì)重力了解

①地球上一切物體都受到重力作用，重力施力物體是地球。

②重力是因?yàn)榈厍蛭a(chǎn)生，但不能說(shuō)重力就是地球?qū)ξ矬w吸引力。重力大小不一定等于地球吸引力。

③在地球兩極點(diǎn)時(shí)重力等于物體吸引力，在地球其它位置重力不等于地球吸引力。

④物體所受重力與它運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與物體速度大小也無(wú)關(guān)。第7頁(yè)

（３）重力大?、僦亓εc質(zhì)量關(guān)系為G=mg,其中g(shù)就是我們學(xué)過(guò)自由落體加速度。②重力大小能夠用測(cè)力計(jì)測(cè)出。

（４）從四點(diǎn)詮釋重力加速度①g是自由落體運(yùn)動(dòng)加速度，通常取g=9.8N/kg,表示質(zhì)量為1kg物體受到重力是9.8N。②g隨地球上緯度改變而改變，緯度越高，g值越大，在兩極處g值最大，在赤道處g值最小。g改變?cè)斐赏晃矬w在不一樣緯度處所受重力不一樣。③g值會(huì)隨海拔高度不一樣而改變。在同一緯度處，海拔高度越大，g值越小，致使同一物體重力隨海拔高度增加而減小。④g是由地球?qū)ξ矬w吸引而產(chǎn)生，其大小與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和其它受力情況無(wú)關(guān)，這也是重力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力無(wú)關(guān)原因。第8頁(yè)

(5)重力方向：豎直向下（即垂直于水平面），可利用鉛錘線確定其方向。

說(shuō)明：

①“豎直向下”不是“垂直向下”，“豎直向下”是指“垂直于水平面向下”。不一樣地方水平面不一樣，其“豎直向下”方向也不一樣，而“垂直向下”能夠是指垂直于任何一平面向下。②重力方向普通不指向地心，只有在兩極點(diǎn)和赤道時(shí)才指向地心。③重力方向與物體是否受其它力，與物體處于什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。

(6)重心

一個(gè)物體各部分都要受到重力作用，從效果上看能夠認(rèn)為各部分受到重力集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體重心。說(shuō)明：物體重心是一個(gè)等效概念，是物體各部分重力作用點(diǎn)。引入重心概念后，就能夠把整個(gè)物體各部分重力用作用于重心一個(gè)力表示，于是原來(lái)整個(gè)物體就能夠用一個(gè)有重力點(diǎn)代替，從而使研究問(wèn)題簡(jiǎn)化。第9頁(yè)

重心確實(shí)定：

①質(zhì)量分布均勻物體重心，只與物體形狀相關(guān)。形狀規(guī)則均勻物體，其重心位置就在幾何中心上。如均勻直棒重心，在棒中心。②質(zhì)量分布不均勻物體重心，與物體形狀、質(zhì)量分布相關(guān)。③薄板形物體重心確實(shí)定。薄板重心位置可用懸掛法確定，如圖3-1-4所表示，先在Ａ點(diǎn)把板懸掛起來(lái)，物體靜止時(shí)，物體所受重力與懸繩拉力在同一豎直線上，所以物體重心一定在經(jīng)過(guò)Ａ點(diǎn)豎直線ＡＢ上，然后在Ｃ點(diǎn)把物體懸掛起來(lái)，同理知，物體重心一定在經(jīng)過(guò)Ｃ點(diǎn)豎直線ＣＤ上，ＡＢ和ＣＤ交點(diǎn)Ｏ，就是薄板重心位置。

注意：①物體重心可在物體上，也可在物體外。如易拉罐重心位置并不在罐殼上。②重心位置與物體所處運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、是否受到其它外力作用、物體所處位置無(wú)關(guān)。③物體質(zhì)量發(fā)生改變時(shí)，其重心位置會(huì)發(fā)生改變。如用鐵桶盛水，隨水增多重心升高。④作力圖示時(shí)，重力作用點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在重心上。圖3-1-4第10頁(yè)關(guān)于重心敘述中正確是（

）A.物體所受重力作用點(diǎn)叫做物體重心B.只有物體重心處才受重力作用C.質(zhì)量分布均勻圓柱體重心在其軸線中點(diǎn)D.球體重心總在球心【例3】關(guān)于重力說(shuō)法中，正確是()A.重力就是地球?qū)ξ矬w吸引力

B.只有靜止物體才受到重力

C.同一物體在地球上不論怎樣運(yùn)動(dòng)都受到重力

D.重力是因?yàn)槲矬w受到地球吸引而產(chǎn)生【解析】重力是因?yàn)槲矬w受到地球吸引而產(chǎn)生，地球?qū)ξ矬w吸引力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一個(gè)效果是吸引力一部分使物體繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)；另一個(gè)效果即另一部分力才是重力，也就是說(shuō)重力通常只是吸引力一部分。重力只決定于地球?qū)ξ矬w作用，而與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，也與物體是否受到其它力作用無(wú)關(guān)。

ACCD第11頁(yè)學(xué)點(diǎn)3四種基本相互作用

(2).電磁相互作用電荷之間相互作用和磁體之間相互作用，本質(zhì)上是同一個(gè)相互作用不一樣表現(xiàn)，稱為電磁相互作用。

(1).萬(wàn)有引力一切物體間存在相互吸引作用。自然界中一個(gè)基本相互作用，地面物體所受重力只是萬(wàn)有引力在地球表面附近一個(gè)表現(xiàn)。

(4).弱相互作用放射現(xiàn)象中起作用是弱相互作用。弱相互作用范圍也約為10-15m，但強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用10-12倍。

(3).強(qiáng)相互作用使得原子核緊密保持在一起強(qiáng)大相互作用。距離增大，強(qiáng)相互作用急劇減小，作用范圍約10-15m。第12頁(yè)【例４】以下關(guān)于四種基本相互作用說(shuō)法正確是（）

A.萬(wàn)有引力把行星、恒星等聚在一起，形成太陽(yáng)系、銀河系和其它星系，故萬(wàn)有引力只存在于天體之間

B.四種基本相互作用是相互獨(dú)立存在，有一個(gè)相互作用存在時(shí)，就一定不存在其它相互作用

C.強(qiáng)相互作用和弱相互作用只存在于微觀粒子之間

D.四種基本相互作用規(guī)律有很多相同之處，所以，科學(xué)家可能建立一個(gè)“統(tǒng)一場(chǎng)論”將四者統(tǒng)一起來(lái)【解析】萬(wàn)有引力存在于一切物體之間，只不過(guò)在天體之間作用效果更顯著而已，故選項(xiàng)Ａ錯(cuò)誤。一個(gè)相互作用存在時(shí)，也可存在另一個(gè)相互作用，故選項(xiàng)Ｂ錯(cuò)誤。因?yàn)閺?qiáng)相互作用和弱相互作用作用范圍都約為１０－１５

m，故只有微觀粒子之間才可能發(fā)生這兩種相互作用，故選項(xiàng)Ｃ正確。四種基本相互作用“統(tǒng)一場(chǎng)論”正是當(dāng)前科學(xué)家努力方向，故選項(xiàng)Ｄ正確。CD【評(píng)析】記住四種相互作用特點(diǎn)，能區(qū)分四種相互作用各存在于什么樣物體之間。第13頁(yè)說(shuō)明了力是物體間相互作用，單個(gè)物體不能產(chǎn)生力作用。2.怎樣了解重力方向中豎直向下呢？

1.我國(guó)民間有句俗話是“一個(gè)巴掌拍不響”，成語(yǔ)也叫“孤掌難鳴”，試從物理角度分析其中道理。