3.1.1 重力(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025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1节　重力与弹力 （见学生用书P50） 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）. 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. 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　几何形状　；②物体的　质量分布　. 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，它受到的重力大小是　20　N，水平地面对物体支持力的大小是　20　N（g取10 N/ kg）. 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线来检测墙壁是否竖直.为什么树上的苹果总要落向地面？为什么使用重锤线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. 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几何形状有关外，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. 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500 N的力推汽车，如何简洁明了地表示出这两个力呢？ 答案　可以用带箭头的线段来表示，线段的长度表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，箭尾或者箭头表示力的作用点. 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 【例题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. 思维导引：画力的图示和示意图，注意它们的要素，不要漏掉或者错画. 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，如图所示.施力物体是地球，受力物体是物块A. 答案　见解析 【变式2】（1）在图甲中木箱的P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱，木箱所受重力为200 N，作出重力和拉力的图示. （2）作出图乙中电灯所受重力和拉力的示意图. 答案　（1） 　（2） 1.（对重心概念的理解）下列关于重心的说法正确的是（　　） A.任何有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合 B.用一条绳子把一个物体悬挂起来，物体处于完全静止状态，该物体的重心不一定在绳子的延长线上 C.任何物体的重心都在物体内，不可能在物体外 D.重心与物体的形状和物体的质量分布有关 答案　D　 解析　重心的位置与物体的形状和质量分布有关，只有形状规则、质量分布均匀的物体的重心才在物体的几何中心，选项A错误，D正确；用一条绳子把一个物体悬挂起来，物体处于完全静止状态时，物体的重力与绳子的拉力平衡，由二力平衡的知识可知，物体的重心一定在绳子的延长线上，选项B错误；重心是物体各部分所受重力的等效作用点，可以在物体上，也可以不在物体上，选项C错误. 2.（力的图示和示意图）如图所示是一个质量分布均匀的铁球所受重力的图示，下列说法正确的是（　　） A.力的图示中标度是唯一的，必须是25 N B.根据力的图示可读得铅球所受重力的大小为50 N C.力的图示中重力的作用点在重心上，表示其他部分不受重力 D.力的图示中重力的方向垂直于平面向下，当放在斜面上则垂直于斜面向下 答案　B　 解析　力的图示中标度不是唯一的，可以是5 N、10 N等，选项A错误；根据力的图示可读得铅球所受重力的大小为50 N，选项B正确；力的图示中重力的作用点在重心上，可以认为各部分受到的重力作用集中于重心上，其他部分也受重力，选项C错误；力的图示中重力的方向总是竖直向下的，无论放在什么位置，重力的方向都是竖直向下的，选项D错误. 3.（力的图示和示意图）在图甲中木箱P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向左上方的20 N的力使木块静止在墙壁上；图丙中物体沿着斜面下滑，作出甲、乙两图中所施加的力的图示；以及图丙中物体所受重力的示意图. 答案　 学科网（北京）股份有限公司 $$