第3章 第1节 第1课时 重力（教师用书Word）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（人教版 2019）

第三章　相互作用——力第三章　相互作用——力 第1节　重力与弹力 第1课时　重力 [学习目标] 1.理解重力及重心的概念，会用二力平衡知识确定重心(物理观念).2.会用力的图示和力的示意图表示力(科学思维)． 知识点一　力 1．定义：一个物体对另一个物体的作用． 2．力的三要素：大小、方向和作用点. 3．单位：牛顿，简称牛，符号：N. 知识点二　重力 1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力． 2．方向：竖直向下. 3．大小：G＝mg，g是自由落体加速度(或重力加速度)． 4．作用点——重心 (1)重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心． (2)决定因素：①物体的形状；②物体的质量分布. 知识点三　力的表示方法 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点. 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 1．判断下列说法的正误． (1)重力的方向总是垂直于地面．(×) (2)重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上．(×) (3)力的图示能准确地表示力的大小、作用点和方向．(√) (4)力的示意图也能准确表示力的大小和方向．(×) 2．一个质量为2 kg的物体静止在水平地面上，它的重力大小是20N，水平地面对物体支持力的大小是20N(g取10 N/ kg)． 考点一　重力 【情境导学】 如图所示，树上的苹果会落向地面；建筑工地上工人常用重锤来检测墙壁是否竖直．为什么树上的苹果总要落向地面？为什么使用重锤能检测墙壁是否竖直呢？ 答案　苹果落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用；重锤能检测墙壁是否竖直，是因为重力的方向是竖直向下的，重锤静止时，悬挂重锤的细线方向一定是沿竖直方向的，如果墙壁与细线平行，就说明墙壁是竖直的，没有倾斜． 【知识拓展】 1．重力的大小 (1)重力的大小G＝mg，只与物体的质量m和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关． (2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)；同一纬度，海拔越高，g越小，海拔越低，g越大． 2．重力的方向：竖直向下．竖直向下是指垂直于水平面向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心． 3．重力的作用点——重心 (1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用． (2)重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关，如图甲所示．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心，如图乙所示．重心的位置可以在物体上，也可以在物体外． (3)悬挂法确定薄板状物体的重心． ①原理：二力平衡时，两个力等大反向． ②方法：薄板状物体的重心位置可用悬挂法确定，如图所示，先在A点把薄板状物体悬挂起来，物体静止时，物体所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上，所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上．然后在C点把物体悬挂起来，同理知，物体的重心一定在通过C点的竖直线CD上，AB和CD的交点O就是薄板状物体的重心位置． 【例题1】 关于重力，下列说法正确的是(　　) A．重力的方向总是垂直于接触面向下 B．把处在空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小 C．挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力 D．同一物体在地球各处所受重力的大小不一定相等 思维导引：理解重力的概念，决定因素及其方向． 答案　D 解析　重力的方向总是竖直向下的，但不一定是垂直于接触面向下的，比如在斜面上的物体所受的重力方向并不是垂直于斜面向下的，选项A错误；重力G＝mg，其大小只与物体质量、自由落体加速度g有关，与其他因素无关，选项B错误；绳子拉力的施力物体是绳子，重力的施力物体是地球，两者的施力物体不同，不是同一个力，选项C错误；由于自由落体加速度随着纬度、高度的变化而变化，所以同一物体在地球各处所受重力的大小不一定相等，选项D正确． 【变式1】 关于重心，下列说法正确的是(　　) A．重心就是物体内最重的一点 B．物体发生形变时，其重心位置一定不变 C．重心一定在物体的几何中心 D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，重心位置可能在横杆之下 答案　D 解析　重心在效果上可以看作物体各部分所受重力作用集中于一点，而不是最重的点，选项A错误；物体发生形变时，物体的形状发生改变，所以其重心位置可能改变，选项B错误；重心的位置与物体的形状和物体内质量的分布有关，重心不一定在物体的几何中心，选项C错误；采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下，选项D正确． 考点二　力的图示与力的示意图 【情境导学】 如图所示，用10 N的力托着一本书，用5