内容正文:
第3章 相互作用
第1节 重力与重心
核心素养
知识导图
物理观念
了解重力的内涵,能用重力的概念和规律说明生活中的相关现象,解决一些相关的实际问题。
科学思维
能通过做图表示力的大小和方向;能对重力进行分析、测量和计算。
科学探究
探究影响重心的因素,会设计实验探究薄板的重心。
科学态度与责任
有学习物理的兴趣,知道实事求是和他人合作的重要性,知道物理学渗透在日常生活的方方面面。
一、力的描述
1.力的定义:物体与物体之间的相互作用, 力的作用效果使物体形状、运动状态发生变化。
2.力的单位:力的单位是牛顿,简称牛,符号N。
3.力的矢量性:力是既有大小又有方向的矢量。
4.力的图示:可以用一条带箭头的线段表示力。线段的长短表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭头(或箭尾)所在的位置表示力的作用点。
二、重力及其测量
1.重力的定义:由于地球吸引而使物体受到的力。
2.重力的测量:重力的大小可以用弹簧测力计测出,测量时物体必须保持静止,这样物体对测力计的拉力才等于物体受到的重力。
3.重力的大小:可用公式G=mg计算得出,式中g是比例系数,g=9.8 N/kg。
4.重力的方向:总是竖直向下。
三、物体的重心
1.重心:物体的各个组成部分都受重力的作用,从效果上看可认为重力作用在一个点上,这一点称为物体的重心。
2.决定物体重心位置的因素
(1)物体的形状;(2)物体的质量分布。
3.重心的高低会影响物体的稳定。
(1)只要两个力的大小、方向相同,这两个力的作用效果就相同。(×)
(2)重力的大小会随位置变化,方向总是竖直向下,所以方向不变。(×)
(3)重心的位置可以不在物体上。(√)
(4)物体的稳定程度与重心高低有关。(√)
(5)一个物体的重心是唯一确定的,与形状变化无关。(×)
力的作用效果可以使物体的形状或体积改变,也可以改变物体的运动状态。
在不同的地方,同一物体所受重力不同。
重心不是重力的真实作用点,重力作用于整个物体,重心是重力的等效作用点,物体的重心不是一定在物体上面。
探究点一 力和力的描述
如图甲、乙描述的是“三毛”拉车的情景。哪幅图画出的是拉力的图示?为什么?哪幅图是拉力的示意图?为什么?
提示: 甲图是拉力的图示,因为有标度;乙图是拉力的示意图,它没有标度。
1.力的四性的认识
物质性
(1)力是物体对物体的作用,没有脱离物体而独立存在的力
(2)对于一个指定的力,一定同时存在受力物体和施力物体
相互性
(1)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,那么另一个物体也一定同时对这个物体施加了力
(2)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
矢量性
力不仅有大小,而且有方向,是矢量
独立性
任何一个力都独立地产生作用效果,使物体发生形变或使物体运动状态改变
2.力的图示与力的示意图的画法
作图步骤
力的图示
力的示意图
选标度
选定标度(用某一长度的线段表示一定大小的力)
画线段
从作用点开始沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度
从作用点开始沿力的方向画一条适当长度的线段
标方向
在线段的末端标出箭头,表示方向
在线段的末端标出箭头,表示方向
角度1 力的性质
下列说法正确的是( )
A.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的
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,只是甲对乙有力,而乙对甲没有力
D.甲用力推乙,没有推动,乙的运动状态没有改变,但乙受到了甲的力的作用
D [力是物体对物体的作用,任何力都有它的施力物体和受力物体,风吹草动,施力物体是空气,A错误;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,B错误;由力的相互性可知,甲推乙的同时,乙也“推”甲,C错误;力的作用效果有两个,甲推乙没有推动,但乙在甲的作用下发生了形变,故乙受到了力的作用,D正确。]
[练1] (多选)关于力的概念,下列说法正确的是( )
A.力是使物体形状发生变化和运动状态改变的原因
B.一个力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体又是施力物体
C.只要两个力的大小相同,它们产生的效果一定相同
D.物体受到力的作用,其形状和运动状态一定同时改变
AB [力有两个作用效果,一是改变受力物体的运动状态,二是使受力物体形状发生变化,A正确;谈到一个力时,一定有受力物体,也一定有施力物体,同时力的作用是相互的,受力物体也对施力物体有作用力,即受力物体同时又是施力物体,B正确;力的作用效果与它的三要素有关,不只取决于力的大