第三章 1.力 重力-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（教科版2019）

1．力　重力 课程标准 核心素养 1．认识重力，知道重力的产生原因 2．区分力的图示和力的示意图 3．知道重力的大小和方向 4．会分析重心的位置 物理观念：力、重力、重心 科学思维：力的图示与力的示意图 科学探究：“悬挂法”寻找重心 科学态度与责任：重力、重心在生产生活中的应用 一、力 1．力 定义 物体与物体之间的相互作用 作用效果 (1)使物体的运动状态发生变化，即物体的速度(大小或方向)发生变化 (2)使物体产生形变 标矢性 力是矢量，既有大小，又有方向。力的大小可用弹簧测力计测量 三要素 大小、方向、作用点 表示方法 (1)力的图示：能表示出力的大小、方向和作用点 (2)力的示意图：只能表示出力的作用点和方向 2．力的分类 (1)按力的性质分：可分为重力、弹力、摩擦力、电磁力等。 (2)按力的作用效果分：可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。 (3)按力的作用方式分：可分为接触力和非接触力。重力、电磁力等属于非接触力。弹力、摩擦力为接触力。 二、重力及其大小和方向 1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。 2．大小：G＝mg。 3．方向：竖直向下。 三、重心和重力的测量 1．物体的重心 物体的各部分都受重力作用，从效果上看可认为各部分所受到的重力作用集中作用在某一点，即为物体的重心。 2．决定物体重心位置的因素 (1)物体的形状； (2)物体质量的分布。 3．重心位置的确定方法 (1)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上。 (2)形状不规则的薄形板物体，可用支撑法或悬挂法来确定重心。 4．重力的测量 (1)测量工具：弹簧测力计。 (2)测量原理：二力平衡时，两个力大小相等。 (3)测量方法：用弹簧测力计将待测物体悬挂起来处于静止状态，或将物体放在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数在数值上等于重力的大小。 把一个薄板状物体悬挂起来，静止时如图所示，则对于此薄板状物体所受重力的理解，下列说法中正确的是(　　) A．重力就是地球对物体的引力 B．重力大小和物体的运动状态有关 C．重力的方向总是指向地心的 D．薄板的重心一定在直线AB上 D　[重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，不是地球对物体的引力，A错误；重力的大小与物体的运动状态无关，B错误；重力的方向总是竖直向下的，并不一定指向地心，C错误；因为绳对板的拉力与板受的重力为一对平衡力，必在一条直线上，所以薄板的重心一定在直线AB上，D正确。] 知识点一　力的性质和作用效果 如图甲所示，足球比赛中，一球员将足球踢出去，另一球员用头将足球顶向球门，对方守门员将球接住。如图乙所示，熊猫将竹子拉弯了。 请结合两图分析力会产生什么效果？ 提示：　题图甲说明力可以使物体的运动状态发生变化。题图乙说明力可以使物体发生形变。 1．力的三个性质 性质 理解 物质性 力是物体对物体的作用，脱离物体而独立存在的力是不存在的，一个力一定同时具有受力物体和施力物体 相互性 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作用力，另一个物体也一定会对这个物体施加反作用力 矢量性 力是矢量，不仅有大小，而且有方向 2．力的作用效果 (1)力的作用效果 (2)影响作用效果的要素：力的大小、方向和作用点。 下列说法中正确的是(　　) A．射出枪口的子弹，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用 B．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用 C．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到力，不会施力 D．任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体 D　[子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，离开枪口时有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没有一个所谓的推力，A错误；物体间力的作用总是相互的，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，甲推乙的同时乙也推甲，B错误，D正确；无论物体是否有生命或是否有动力，它们受到力的同时，都会施力，如马拉车的同时车也拉马，C错误。] 针对练1：拳击比赛中，当选手甲用拳头击中选手乙时，下列说法正确的是(　　) A．选手甲没有受到力的作用 B．选手甲先对选手乙施加力的作用，后受到选手乙对他的作用力 C．双方既是受力者，也是施力者 D．对方只能是受力者 C　[力是相互的，相互作用的两个物体判断谁为施力物体，谁为受力物体时，是由研究对象决定的，即研究对象为受力物体，另一个就是施力物体，在没有确定研究对象的情况下，双方既是施力物体，同时也是受力物体，选项A、D错误，选项C正确。选手甲对选手乙的力与选手乙对选手甲的力是同时出现的，选项B错误。] 针对练2：(多选)下列关于力的作用效果的叙述正确的是(　　) A．物体的运动状态发生了改变，则物体必定受到了力的作用 B．物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用 C．力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关 D．力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变 ABC　[力的作用效果是使物体的运动状态发生改变或者使物体发生形变，如果物体的运动状态没有发生改变而物体发生了形变，则物体同样也受到力的作用。力的作用效果除了和力的大小与方向有关外，还和力的作用点有关，同时力的两种作用效果可能同时存在，也可能单独存在。因此，选项A、B、C正确。] 知识点二　重力的大小、方向和重心 1．如图所示，为什么树上的苹果总要落向地面？ 提示：　苹果落向地面是因为受到地球的吸引而产生的重力作用。 2．如图所示，为什么使用重垂线可以检测墙壁是否竖直？ 提示：　重垂线能检测墙壁是否竖直的原理是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。 1．重力的大小 (1)同一地点，不同物体重力的大小与其质量成正比，即G＝mg。 (2)不同地点，同一物体的重力随所处纬度的升高而增大，随海拔高度的增大而减小。 2．重力的方向 (1)重力的方向总是竖直向下，可利用铅垂线确定其方向。 (2)只有在两极或赤道时，重力的方向才指向地心，其他位置并不指向地心。 3．重力 (1)重心只是一个等效点，除重心位置外，物体其他各部分均受重力作用。 (2)重心的确定：重心的位置要根据物体质量的分布情况而定，影响重心位置的因素有两个：质量分布和几何形状。 (3)重心相对物体的位置与物体所在的位置和放置状态以及运动状态无关。 关于重力，以下说法正确的是(　　) A．重力的方向总是垂直于支持面向下的 B．重力的方向总是指向地心的 C．同一物体在地球上各处所受的重力相同 D．重力的大小不总等于弹簧测力计下面竖直悬挂的物体受到的弹簧测力计的拉力的大小 D　[重力的方向总是竖直向下的，与支持面无关，并不总是指向地心，只有在赤道和两极时，重力的方向才指向地心，A、B错误；由于重力加速度随纬度的增大而增大，故同一物体在地球上各处所受的重力是不同的，C错误；重力的大小不总等于弹簧测力计下面竖直悬挂的物体受到的弹簧测力计的拉力的大小，只有在物体静止或匀速运动时二者大小才相等，D正确。] 针对练1：关于重心及重力，下列说法中正确的是(　　) A．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力 B．据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力不一定较大 C．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下；当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下 D．物体的形状改变后，其重心位置不会改变 B　[由于物体浸没于水中时，受到向上的浮力，弹簧测力计的拉力减小了，但物体的重力并不改变，选项A错误；当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球上，由于月球上g值较小，而使质量较大的物体的重力不一定较大，选项B正确；重力的方向是竖直向下的，而不是垂直向下的，选项C错误；物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，当物体的形状改变时，其重心可能发生改变，故选项D错误。] 针对练2： 把一个月牙状的薄板悬挂起来，静止时如图所示，则薄板的重心可能是图中的 (　　) A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 D　[根据悬挂法测量重心位置的原理，结合二力平衡条件分析可得，重心可能是图中的D点。] 知识点三　力的图示和力的示意图 如图所示，物体A对物体B的压力为20 N。 (1)怎样画出A对B的压力的图示？ (2)怎样画出A对B的压力的示意图？ 提示：　 (1)①选取标度。选取5 mm长的线段表示5 N的力，如图所示。 ②从力的作用点O沿竖直方向画一线段，线段的长度为标度的4倍，即取20 mm 长，并在线段上加上刻度。 ③在线段端点处加上箭头，表示力的方向，如图所示。 (2)沿力的方向画一条适当长度的带箭头的线段，如图所示，主要表示出力的作用点和方向，线段的长度与力的大小不存在严格的比例关系。 　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(用某一长度表示一定大小的力) － 画线段 从作用点开始沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度 从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段 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 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，并指出受力物体与施力物体。 解析：　依题意知，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，以5 mm长 的线段表示10 N的力，则拉力F共长25 mm，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。 答案：　见解析 针对练： 推铅球是中考体育选考项目之一，如图所示，某同学推出的铅球在空中飞行时，所受的重力为40 N，方向竖直向下。 (1)画出重力的图示。 (2)画出重力的示意图，并说明施力物体和受力物体。 解析：　(1)画力的图示： ①选定标度。例如，选4 mm长的线段表示10 N的力。 ②用一个圆表示铅球，从圆心沿竖直方向向下画一条线段，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。 ③在线段末端加上箭头表示力的方向。 (2)画力的示意图：如图乙所示，用一个圆表示铅球，从圆心沿竖直方向向下画一条线段。并加上箭头，表示方向。 重力的施力物体是地球，受力物体是铅球。 答案：　见解析 1．(多选)以下关于四种基本相互作用的说法正确的是(　　) A．万有引力把行星、恒星等聚在一起，形成银河系和其他星系，故万有引力只存在于天体之间 B．四种基本相互作用是相互独立存在的，有一种相互作用存在时，就一定不存在其他相互作用 C．强相互作用和弱相互作用只存在于微观粒子之间 D．四种基本相互作用的规律有很多相似之处，因此，科学家可能建立一种“统一场论”将四者统一起来 CD　[万有引力存在于一切物体之间，只不过在天体之间的作用效果更明显而已，故A错误；一种相互作用存在时，另一种相互作用也可能存在，故B错误；由于强相互作用和弱相互作用的作用范围都约10－15 m，故只有微观粒子之间才可能发生这两种相互作用，C正确；四种基本相互作用的“统一场论”正是当前科学家的努力方向，故D正确。] 2． 不倒翁是儿童喜爱的玩具，不倒翁之所以不倒，是因为它的重心设计巧妙，关于不倒翁的重心，下列说法中正确的是(　　) A．重心在不倒翁的几何中心上 B．不倒翁的重心很高 C．不倒翁的重心很低 D．不倒翁的重心不在物体上 C 3．(多选)下列有关力的作用效果的叙述中正确的是(　　) A．物体的运动状态发生变化说明物体一定受到力的作用 B．物体的形状发生变化说明物体一定受到力的作用 C．如果物体受到力的作用，其运动状态一定发生变化 D．如果物体受到力的作用，必定同时出现形变和运动状态的改变 AB　[力的作用效果有两个：使物体发生形变；使物体的运动状态发生改变。因此，物体的运动状态发 生变化或者物体发生形变说明物体一定受到了力的作用，A、B正确；物体受到力的作用，其运动状态不一定变化，有力作用在物体上，物体可能仅有形变而没有运动状态的改变，C、D错误。] 4．足球运动员已将足球踢向空中，如图所示，下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中，正确的是(G为重力，F为脚对球的作用力，f为空气阻力)(　　) B　[足球在斜向上飞行的过程中受到重力G和空气阻力f作用，不再受脚的作用力F作用，故B正确，A、C、D错误。] 5．一个重20 N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，选项中的四个图中正确的是(　　) A　[根据力的图示的定义，将重力的三要素即大小、方向、作用点表示出来即可。物体的重力为20 N，标度设为5 N，方向竖直向下，作用点在重心，因此物体所受重力的图示不正确的是B、C、D选项，只有A选项正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $$