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【教师整理】高中物理(人教版)必修一:第三章+第一节+重力 基本相互作用(共19张PPT)


第三章 第一节 重力 基本相互作用
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力是物体对物体的作用 古希腊有一个科学家叫阿基米德,他有一句名言: “给 我一个支点,我就可以撬动地球。”

我国东汉时期有一个著名唯物主义思想家王充,他在 《论衡· 效力篇》中说:“古之多力者,身能负荷千钧,手能 决角引钩,使之自举,不能离地。”(大意是力气再大的人, 自己也不能把自己举起来)



西楚霸王项羽“力拔山兮气盖世”,真不知道是他双手
拔山的力大,还是他双脚蹬地的力大. 缺少支点就撬不起地球;大力士不能自举;若双手拔山, 必“脚踏实地”,这些都向我们显示了一个道理:力是物体 与物体间的相互作用,施力物体和受力物体必同时存在.

请你思考:

1.力的实质是什么?
2.力能离开物体而存在吗?

3.施力物体与受力物体一定同时存在吗?

基础梳理

知识精析
一、相互作用的特点 1.力的产生离不开物体 (施力物体 ——产生力的物体, 受力物体——受到力的物体),而且有两个物体同时存在才能 产生力. 2 .物体之间的力是相互的,甲物体作用于乙物体,乙 物体也同时作用于甲物体,施力物体必然也是受力物体,受 力物体必然也是施力物体,物体间的这一对相互作用力总是 同时产生,同时消失,不存在先后和因果关系. 3 .物体间发生相互作用有两种情况:一是两个物体直 接接触时可能发生相互作用.如:用手压桌子时产生的压力 就是直接接触产生的;二是两个物体并未直接接触而发生相 互作用.例如:两块磁铁相隔一定距离时虽未直接接触,但 它们之间存在磁场力.

4.力的作用效果有时表现为形变 (如:物体被拉伸、压
缩、扭转、剪切等 ),有时表现为物体运动状态的改变 ( 如: 物体运动速度的大小改变、方向改变或大小和方向同时改变),

有时两者同时出现.
二、力的图示和力的示意图 1.用力的图示来表示力的三要素的具体步骤.

(1)选定标度,选某一长度表示多少牛顿的力.
(2)沿力的方向并从力的作用点开始,按一定比例画出一 线段. (3)在线段的末端标出箭头,表示方向. 2.选标度时,注意根据力的大小做恰当的选择,能在 图中非常直观、方便地看到这个力,还要使画图匀称美观, 还要注意不能用不同标度画同一物体受到的力.

3 .力的图示是用作图法直观形象地表示力,力的三要 素均能在力的图示中找到,力的示意图则不同,它可以表示 出力的作用点和方向,但线段的长短并不表示力的大小. 三、探究重力 1.对重力的认识 (1)重力的产生:重力是由于物体受到地球的吸引而产生 的.即重力的施力物体是地球,但不能说重力就是地球对物 体的吸引力,由于地球自转的影响,重力一般不等于地球对 物体的吸引力.重力是非接触力,它与物体的运动情况和接 触面的情况无关. (2)重力的大小:重力的大小是由物体的质量和所处的地 理位置共同决定的,即G=mg.在同一地点,重力大小与质量 成正比,在不同地点,如:在地球上的不同纬度,离地面的 高度不同,g有微小改变,则同一物体的重力也有所不同.

(3)重力的方向:重力的方向是竖直向下,不能说成“垂
直向下”,也不能说成“指向地心”.“竖直向下”是垂直 于当地的水平面向下,而“垂直向下”可以垂直于任何支持 面向下;物体只有在赤道或两极上时,重力的方向才指向地 心,其他位置并不能指向地心.重力的方向也不受其他作用 力的影响,与物体的运动状态也没有关系. 2.对重心的理解 (1)重心概念的提出,采用了“等效”的观点,“等效”

意味着作用效果相同.
(2)重心是重力的“等效”作用点,认为物体各部分受到 的重力集中于一点,可以使研究的问题大大简化.它不是物

体上实际存在的特殊点,也不是物体上最重的点.

(3)物体重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.例 如:一个圆形平板的重心在板上,而一个质量分布均匀的铁 环的重心就不在环上. (4)重心的位置与物体所在的位置及放置状态和运动状态 无关.但一个物体的质量分布发生变化时,其重心的位置也 将发生变化.

方法指导
一、正确理解力的概念 例1 下列说法正确的是( ) A.拳击手一拳击出,没有击中对方,这时只有施力物 体,没有受力物体 B.运动员将足球踢出,球在空中飞行是因为球受到一 个向前的推力 C.甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力,而乙对甲 没有力 D.两个物体发生相互作用不一定相互接触

分析 力是物体对物体的作用,有力的产生必定同时有 施力物体和受力物体,利用力的相互性和物质性可以判断一 个力是否存在. 解析
选项 A 内容指向,联系分析 结论 错误

拳击手未击中对方,说明拳击手与对方之间没有相互作用, 因为没有受力物体的力是不存在的,所以此时也不存在 拳击手是施力物体的问题.
踢出去的球向前运动,并没有受到向前的推力,因为找不到 这个力的施力物体,而没有施力物体的力是不存在的. 由力作用的相互性可知,甲推乙的同时,乙也推甲. 物体间发生相互作用时,可以直接接触也可以不相互接 触.如磁铁之间的相互作用.

B C

错误 错误

D

正确

误区 警示

本题易误选B.误认为运动的物体一定受到力的作用,如果一个物体 力,则一定能找到施加这个力的施力物体.据此可判断B是错误 的.

二、力的图示 例2 一个铁球在空中飞行,所受重力为120 N,方向竖 直向下,试画出重力的图示和示意图,并说明施力物体和受 力物体. 解析 要严格按以下步骤画力的图示. (1)选定标度:选1 cm长的线段表示30 N的力; (2)用一矩形表示物体,从作用点沿力的方向画一线段, 线段的长度按选定的标度和力的大小画,线段上加上刻度, 如图甲所示,从O点竖直向下画一条4倍于标度(1 cm)的线段; (3)在线段上加上箭头表示力的方向. 也可以按照如图乙所示那样,不画物体,而用 O点表示 物体,画出力F的图示. 画力的示意图.如图丙所示,用一矩形表示物体,从物 体上向力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向.然后标 明F=120 N即可.这个重力的施力物体是地球,受力物体是 铁球.

点评 (1)画力的图示时一定要先选定合适的标度,并且 同一个图中只能选定一个标度,力的图示一定要把力的三要 素充分体现出来. (2)力的示意图只是粗略地分析物体受到的某个力或几个 力.只注重力的方向和作用点,对力的大小表示没有严格要 求,在以后对物体进行受力分析时,只画力的示意图就可以 了.注意要把各力的作用点画在物体上.

变式训练1
在图甲中木箱的 P 点,用与水平方向成 30°角斜向上的 150 N 的力拉木箱;在图乙中木块的 Q 点,用与竖直方向成 60°角斜向上的20 N的力把木块抵在墙壁上.试作出甲、乙 两图中所给力的图示,并作出图丙中电灯所受重力和拉力的 示意图.

解析

甲图:选6 mm线段表示50 N的力.

乙图:选1 cm线段表示10 N的力.

丙图:

三、重力与重心 例 3 关于重力的大小及重心的位置,下列说法正确的 是( ) A.重力是物体本身具有的力,大小与物体的质量成正 比 B.静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其 所受的重力 C.重力只作用在物体的重心上,重心的位置总在物体 的几何中心 D.重力是由于地球对物体的吸引而产生的,重力的施 力物体是地球 解析 解答此类问题必须弄清楚两点: (1)重力的大小由 m、g共同决定,而g的值又与物体所处 的地理位置有关.

(2)物体重心的位置与物体的形状和质量分布均有关系.
重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,而不 是物体本身具有的力.物体的重力的计算式 G = mg ,其中 g 的值与物体所处的地理位置有关,同一地点, g 值相同,物 体的重力与物体的质量成正比,不同地点,不同高度, g 值 一般不同,因此,不能说物体的重力大小与物体的质量成正 比,选项 A错误;静止在水平面上的物体,对水平面的压力 大小等于物体的重力,选项 B 错误;重心是物体所受重力的

等效作用点,重心的位置与物体的形状和质量分布均有关,
只有质量均匀分布时,重心的位置才总在物体的几何中心, 故选项C也错误;由重力的产生可知,选项D正确. 答案 D

变式训练2
(1)用测力计如何测出物体的重力? (2) 如果知道当地的重力加速度的值为 g,能否借助测力 计测出物体的质量?

解析

(1)将物体竖直悬挂在测力计上,保持物体和测力

计静止,则测力计的示数即为物体重力的大小.

(2)先用上述方法测出物体的重力大小 G,再由 G= G mg 算出 m= 即可. g

互动平台
育才老师和细心同学关于力是物体对物体的作用的对话 细心:力是不能够脱离物体而存在的,有受力物体必有 施力物体,有施力物体的同时也有受力物体.我原来总以为 飞出去的标枪会受到一个向前的推动力,现在明白了,根本

不存在施加推动力的施力物体,当然对标枪的推动力就不存
在. 育才:有个成语叫 “鬼使神差”,人们常用来形容事情

出现得荒唐,其实说的就是当不存在施力物体时,所有的作
用都是虚无缥缈的.因此,在分析物体受力时,一定要找到 哪个是受力物体,哪个是施力物体,这样,才不致产生人为 地增加力或丢掉力的错误.

细心同学和粗心同学关于力的图示的对话 粗心:由力的图示的作图方法可知,画一个力的图示就 是用一条有方向的线段把力的三要素 (大小、方向和作用点 ) 表示出来,随便画一条线段表示力的大小,箭头指向表示力 的方向,箭头或箭尾表示力的作用点就可以了. 细心:你怎么确定你所画的那一条线段的长短就表示那 个力的大小呢?那一条线段我也可以认为表示任意一个大小 的力.例如,你说它表示8 N,我也可说它表示3 N、5 N、10 N等等. 粗心:我知道了,要使某一线段表示某个力的大小,应 选取一个标准长度 (明确多长线段表示多大力 ) ,然后按选好 的标度画出来的线段才可以唯一地表示某个力的大小. 细心:力的图示是把数字的力用几何语言表达,为以后 应用几何知识解决力学问题奠定了基础. 粗心:看起来以后的物理学习中肯定少不了与几何知识 打交道了.


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