内容正文:
第三章 相互作用——力
第1节 重力与弹力
第1课时 重力 (强基课—逐点理清物理观念)
课标要求
层级达标
认识重力
学考层级
1.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,知道重心的概念。
选考层级
1.会测量物体重力的大小。
2.初步体会等效替代的思想,体会引入重心概念的意义。
逐点清(一) 力与力的表示方法
[多维度理解]
1.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。
2.力的表示方法
(1)力的图示:用有向线段表示力的方法。
①有向线段的长短表示力的大小;
②箭头表示力的方向;
③箭尾(或箭头)表示力的作用点。
(2)力的示意图:在不需要准确标度力的大小时,通常只需画出力的作用点和方向,这种表示力的方法叫作力的示意图。
[全方位练明]
1.如图表示小车所受外力F的图示,则对小车的运动,作用效果相同的是( )
a
A.F1和F2 B.F1和F4
C.F1和F3、F4 D.都不相同
解析:选B 由于F1和F4的大小、方向均相同,都使物体受到向右的作用力。而F2比F1(F4)小,F3的方向与F1(F4)的方向不同,故F1和F4的作用效果相同。故A、C、D错误,B正确。
2.如图所示,一人通过细绳用大小为50 N的力F沿与水平方向成30°角斜向上拉物块A,试画出拉力F的图示和物块重力G的示意图,并指出受力物体与施力物体。
解析:由题意知,细绳拉物块A,受力物体是物块A,施力物体是细绳。画力的图示时,先选好标度,用点A代表物块A,即力的作用点,最后标上箭头指明拉力的方向,即得力F的图示,如图甲所示。为了准确无误地表示拉力的方向,图中的虚线是必要的补充。力的示意图只需把力的方向和作用点表示出来。
从物块A的重心作一条竖直向下的线段,标上箭头,即得重力G的示意图,如图乙所示。施力物体是地球,受力物体是物块A。
答案:见解析
3.如图所示,物体A、B叠放在一起静置于水平地面上,物体A对物体B的压力是10 N,试画出这个力的图示和示意图,并说明施力物体和受力物体。
解析:(1)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长度的线段表示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来定,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)竖直向下画一条长五倍于标度的线段。
③在线段上加箭头表示力的方向,并标明F压=10 N。
(2)画力的示意图:从作用点或从B的中心沿力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向,然后标明压力F压即可,如图丙所示。
(3)物体A对物体B的压力的施力物体是物体A,受力物体是物体B。
答案:见解析
逐点清(二) 重 力
[多维度理解]
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。
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。
(3)确定方法——悬挂法
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。
1.通常情况下,重力不等于地球对物体的吸引力,但二者差异很小,在近似计算中,一般认为重力等于吸引力。
2.重力的大小与物体所处的运动状态及是否受其他力无关。
3.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。
[全方位练明]
1.如图甲所示,有一圆形的均匀薄板,在其中央挖掉一个小圆板变为如图乙所示的圆环,请对以下结论作出判断:
(1)挖掉一个小圆板后,薄板受到的重力减小了。(√)
(2)挖掉一个小圆板后,薄板的重心位置向外侧偏移了。(×)
(3)挖掉一个小圆板后,圆板的重心位置没有改变。(√)
(4)该小圆板的重心在圆心位置。(√)
2.关于重力和重心,下列说法正确的是( )
A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
B.重力的方向总是指向地心
C.重力的大小可用天平测量
D.物体的重心一定在物体上
解析:选A 重力的产生原因是受到地球的吸引,故A正确;重力的方向竖直向下,在赤道和两极点指向地心,故B错误;重力一般用弹簧测力计测量