内容正文:
第三章 相互作用
第1节 力 重力
核心素养导学
物理观念
(1)知道力是物体间的相互作用,会画力的图示和示意图。
(2)知道重力产生的原因、大小和方向。
(3)知道重心的概念。
科学思维
(1)会测量物体重力的大小。
(2)会用等效替代的方法确定物体的重心。
(3)体会力的两种表示方法的区别与联系。
科学态度与责任
初步体会等效替代的思想,体会引入重心概念的意义;培养学习物理的兴趣,知道物理学渗透在日常生活的方方面面。
一、力
1.力的定义:力是物体与物体之间的一种相互作用。
2.力的作用效果:使物体的形状、运动状态发生变化。
3.力的单位:力的单位是牛顿,简称牛,用符号N表示。
4.力的矢量性:力是既有大小又有方向的矢量。
5.力的三要素:大小、方向和作用点。
6.力的表示方法
(1)力的图示:用一条带箭头的线段来表示力。
①线段的长短:力的大小。
②箭头指向:力的方向。
③箭尾(或箭头)的位置:力的作用点。
(2)力的示意图:只画出带箭头的线段来表示物体在这个方向上受到了力的作用,对线段的长度没有严格要求。
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发生变化。
二、重力及其大小和方向
1.重力的定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
2.重力的大小:可用公式G=mg计算得出,式中的比例系数g=9.8_N/kg。
3.重力的方向:竖直向下,与水平面垂直。
物体所受的重力与物体所处的运动状态以及是否受其他力无关。在同一地点,物体受到的重力与其质量成正比。
三、重心 重力的测量
1.重心:物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在某一点,这个点就是重力的作用点,叫作物体的重心。
2.重心位置的影响因素
(1)质量分布均匀物体:重心的位置只与物体的形状有关。如果物体的形状是规则的,重心就在它的几何中心。
(2)质量分布不均匀物体:重心的位置除跟物体的形状有关之外,还跟物体的质量分布情况有关。
重心是物体所受重力的等效作用点(等效思想),重心不是最重的一点,也不是只有这一点才受重力的作用。
3.重力的测量:重力的大小可以用弹簧测力计测量,测量时使物体保持静止,这样测力计的示数就等于物体所受重力的大小。
1.观察下列图片,分析力的作用产生什么效果。
提示:甲图中力使撑杆发生形变;乙图中力使足球的运动状态发生改变。
2.如图所示,树上的苹果会落向地面;建筑工地上工人常用重垂线来检测墙壁是否竖直。
(1)为什么树上的苹果总要落向地面?为什么使用重垂线能检测墙壁是否竖直呢?
(2)苹果落向地面的过程,其重心位置相对于自身是否变化?
提示:(1)苹果落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用;重垂线能检测墙壁是否竖直,是因为重力的方向是竖直向下的。
(2)物体的重心位置只与质量分布和形状有关。因此,苹果重心位置不变。
3.有一圆形的均匀薄板a,若将中央挖掉一个小圆板成一个圆环b,如图所示,请对以下说法做出判断:
(1)重心位置向外侧偏移,重力减小。(×)
(2)重力和重心位置都没有变。(×)
(3)重力减小,重心位置没有变。(√)
新知学习(一)|力的性质及作用效果
[任务驱动]
力是一个物体对另一个物体的作用。分析空中人所受的重力,需要弄清以下几个问题:
(1)谁受到的力,谁施加的力?
(2)怎样量度它的大小?
(3)它的方向如何?作用点在哪里?
提示:(1)空中人所受的重力的受力物体是人,施力物体是地球。
(2)可以用弹簧测力计测量重力。
(3)重力的方向竖直向下,作用点在人的重心。
[重点释解]
1.力的性质
物质性
力不能离开物体而独立存在,只要有力,就一定有施力物体和受力物体
相互性
力存在于施力物体和受力物体之间,力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体
矢量性
在研究力的时候,既要注意力的大小,又要注意力的方向。在计算时遵循矢量计算法则
独立性
几个力作用在同一物体上,每个力对物体的作用效果均不会因其他力的存在而改变
2.力的作用效果
(1)两个作用效果
(2)作用效果的应用:力的作用效果是分析物体受力的基本方法。若存在作用效果,说明该力存在;若不存在作用效果,说明该力不存在。
[针对训练]
1.(2022·临沂高一检测)下列关于力的说法中正确的是( )
A.甲用力把乙推倒,说明甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用
B.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受力,不会施力
C.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体
D.两个力的大小都是 5 N,则这两个力一定相同
解析:选C 甲推乙的同时,乙也在推甲,力的作用是相互的,A错;不论物体是否有生命或是否有动力,它们受到别的物体作用时都会施