人教版 高中物理必修1课件-第3章 第1节 重力 基本相互作用 36页

1．力是物体与物体之间的相互作用。力的 三要素：大小、方向、作用点。 2．重力是由于地球的吸引而使物体受到的 力。重心的位置与物体的形状和质量分 布有关，物体的重心不一定在物体上。 3．自然界有四种基本相互作用，分别是： 万有引力、电磁相互作用、强相互作 用、弱相互作用。 1．运动状态的变化 物体的运动状态用速度来描述。只要物体的速度变化了， 不管是 还是 改变了，都说这个物体的运动状态发 生了变化。 2．力 (1)定义：物理学中把物体与物体之间的相互作用称做力。 [自学教材] 大小 方向 (2)作用效果： ①使物体的运动状态发生变化 ②使物体产生形变 3．力的标矢性 力是矢量，既有 又有 ，力的大小可以 用测力计测量。国际单位制中，力的单位是 ，简称 牛，符号是N。 大小 方向 牛顿 4．力的三要素 、 和 。 5．力的表示 (1)力的图示：能表示出力的 、 和 。 (2)力的示意图：只表示出力的 和 。 大小 方向 作用点 大小 方向 作用点 作用点 方向 [重点诠释] 1．力的特性 (1)力的物质性： 力是物体间的相互作用，或者说力是物体对物体的作 用，没有脱离物体而独立存在的力。我们谈到一个力时， 一定同时具有受力物体和施力物体；不存在只有受力物体 而没有施力物体的力，也不存在只有施力物体而没有受力 物体的力。 (2)力的相互性： 物体之间力的作用是相互的。只要一个物体对另一个 物体施加了力，那么另一个物体一定同时对这个物体也施 加了反作用力，即力总是成对出现的。施力物体同时又是 受力物体，受力物体同时又是施力物体。 (3)力的矢量性： 力不仅有大小，而且有方向。力是矢量。 2．力的作用效果 力有两个作用效果，一是改变受力物体的运动状态(速度 的大小或方向发生变化或两者同时发生变化)；二是使受力物 体发生形变(形状和体积的变化)。力的作用效果除与力的大 小、方向有关外，还与力的作用点有关。根据力的作用效果， 判断物体是否受力，是判断物体受力的最基本方法。 3．力的图示和力的示意图的比较 作图 步骤 力的图示 力的示意图 1 选定标度(用某一长度表示一定的力的大 小) 无需选标度 2 从作用点开始沿力的方向画一线段，根 据选定的标度和力的大小按比例确定线 段长度 从作用点开始沿力的方向画一 适当长度线段即可 3 在线段的末端标出箭头，表示方向 在线段末端标出箭头，表示方 向 [特别提醒]　 (1)物体之间发生相互作用时并不一定相互接触。 (2)力直接产生于施力物体和受力物体之间，不需要 第三个物体传递。 (3)画出一物体受到的不同力时要用同一标度。 1．关于力的作用效果的叙述中，正确的是 (　　) A．物体的运动状态发生变化，一定受外力的作用 B．物体的运动状态不发生变化，一定不受外力的作用 C．物体受力作用后，一定同时出现形变和运动状态发 生变化的现象 D．力对物体的作用效果完全由力的大小决定 解析：物体运动状态发生改变，一定受到了力的作用， 但运动状态不变并不一定没有受到力的作用，力的作用 效果是使物体运动状态发生改变或者是使物体发生形变。 力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果。 答案：A 1．重力的产生 (1)由于 的吸引而使物体受到的力。 (2)重力的施力物体是 。 2．重力的大小 (1)重力的大小跟物体的 成正比，即G＝ 。 (2)测量：用测力计 悬挂被测物体，当处于 状 态时，测力计示数即为其重力大小。 [自学教材] 地球 地球 质量 mg 竖直 静止 3．重力的方向 总是 。 4．重心 物体的各部分都受重力作用，从 上看可认为各 部分所受到的重力作用 ，即为物体的重心。 5．决定物体重心位置的因素 (1)物体的 ； (2)物体的 。 竖直向下 效果 集中于一点 形状 质量分布 [重点诠释] 对重心的理解 (1)重心是重力的等效作用点，并非物体的全部重力都作 用于重心。 (2)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。如一个 圆形平板的重心在板上，而一个铜环的重心就不在环上。 (3)重心在物体上的位置与物体所处的位置、放置状态及 运动状态无关，但一个物体的质量分布或形状发生变化时， 其重心在物体上的位置也发生变化。 (4)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中 心上；对形状不规则的薄物体，可用支撑法或悬挂法来确 定其重心。 2．关于物体重心，下列说法不正确的是 (　　) A．物体的重心有可能不在物体上 B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过 重心 C．一砖块平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置 不变 D．舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位 置不变 解析：物体的重心不一定在物体上，故A对；用线悬挂物 体时，当物体静止时，悬线的方向一定通过重心，B正确； 重心在物体上的位置与物体所处的位置、放置状态及运 动状态无关，C正确；舞蹈演员在做各种动作时重心发生 变化，D错。 答案：D 1．万有引力 相互吸引的作用存在于一切物体之间，相互作用的强度 随距离增大而减弱。物理学中称其为 。重力是万 有引力在地球表面附近的一种表现。 2．电磁相互作用 间的相互作用， 间的相互作用，本质上是同一 种相互作用的不同表现，这种相互作用称为电磁相互作用。 [自学教材] 万有引力 电荷 磁体 3．强相互作用 这种作用发生在 的内部，距离增大时，强相 互作用急剧减小，它的作用范围只有约10－15 m，超过这 个界限，这种相互作用实际上已经不存在了。 4．弱相互作用 在 现象中起作用的基本相互作用，作用范围也很 小，强度只有强相互作用的10－12倍。 原子核 放射 [重点诠释] 引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用，这两种力是 长程力，但是电磁力要比引力强得多。强相互作用和弱相互 作用都是短程力，作用范围在原子核尺度内，在宏观世界里 不能觉察到它们的存在。 3．下列说法中错误的是 (　　) A．自然界中所有的相互作用力都可归纳为四种基本相互 作用 B．在四种基本相互作用中，万有引力是最弱的 C．四种基本相互作用的规律是完全独立的，不可能再 统一了 D．万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互 作用是短程力 解析：在当前的研究水平上，可以认为自然界所有的相 互作用归纳为四种，A正确；在四种基本相互作用中，万 有引力是最弱的，B正确；随着研究的深入，已经发现了 几种基本相互作用之间的统一关系，如“弱电统一”， 四种基本相互作用最终有可能统一为一种最基本的相互 作用，C错误；万有引力和电磁力是长程力，强相互作用 和弱相互作用是短程力，D正确。 答案：C 图3－1－1 [解析]　画力的图示，要严格按照以下步骤进行。 (1)选定标度：此题选2 mm长的线段表示2 N的力。 (2)从力的作用点沿力的方向画一线段，线段长短根 据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如图 甲所示，也可以如图乙所示，从O点(用O点代替B物体) 竖直向下画一段五倍于标度的线段； (3)在线段上加箭头表示力的方向。 画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的 方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明 FN＝10 N即可，如图丙所示。 [答案]　见解析 (1)在作力的图示时应恰当地找到力的作用点，同时所 选标度一定要适宜，线段不宜过长也不宜过短，线段上的刻 度不能过少也不能太多太密，一般取2～5段为宜。 (2)在画力的示意图时不能以为线段越长表示的力越大。 ［借题发挥］ 1．如图3－1－2所示，所画的重力示意图错误的是(物体均 静止，重力为G) (　　) 图3－1－2 解析：重力的方向应是竖直向下，故A错。 答案：A [例2]　如图3－1－3所示，一个空心均 匀球壳里面注满水，球的正下方有一 个小孔，在水由小孔慢慢流出的过程中， 空心球壳和水的共同重心将会 (　　) A．一直下降　 B．一直上升 C．先升高后降低 D．先降低后升高 [审题指导]　解答本题应把握以下几点： (1)装满水时和水流完时，重心均在球心。 (2)判断水流出后重心如何变化。 图3－1－3 [解析]　当注满水时，球壳和水的重心均在球心， 故它们共同的重心在球心。随着水的流出，球壳的重心 虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内， 球壳内剩余的水较多，随着水的重心的下降，球壳和水 共同的重心也下降；后来一段时间内，球壳内剩余的水 较少，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心却升 高；最后，水流完时，重心又回到球心。故球壳和水的 共同重心先降低后升高，选项D正确。 [答案]　D 重心作为物体重力的等效作用点并不是物体上最重的 点。重心与物体的质量分布有关，当质量分布发生变化时 其重心位置也要发生变化。 ［借题发挥］ 2．下列关于重力和重心的说法中正确的是 (　　) A．重力就是地球对物体的吸引力，重力的方向总是 垂直于支持面 B．重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出C．任 何形状规则的物体，它的重心都在其几何中心上 D．重心是重力的等效作用点，可以在物体上也可在物 体 外 解析：物体所受的重力是由于地球的吸引而产生的，一 般不等于地球对物体的吸引力，其方向也不一定垂直于 支持面，A项错；天平测的是物体的质量，B项错；重心 位置不仅与物体的几何形状有关，还与质量分布有关， C项错；由重心的性质及其特点可知D项正确。 答案：D