第三章 1．力 重力-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理必修第一册创新导学案课件PPT（教科版2019）

第三章　相互作用 1．力　重力 目录 1 2 3 课前自主学习 课后课时作业 课堂探究评价 1．理解力与力的三要素，会作力的示意图和力的图示。2.了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向。3.理解重心的概念及其影响因素，会用二力平衡知识确定重心。4.了解重力的测量。 3 课前自主学习 一　力 1．定义：物体与物体之间的一种____________。 2．单位：在国际单位制中，力的单位是_______，简称_____，符号是____。 3．矢量性：力是________，有大小，还有______。 4．力的作用效果 (1)改变物体的____________，使物体的速度______或速度______发生改变。 (2)使物体产生______。 相互作用 牛顿 牛 N 矢量 方向 运动状态 大小 方向 形变 课前自主学习 5 5．力的表示 (1)通常把力的_______、 _______、 _______称为力的三要素。 (2)力的图示：用一根带箭头的线段表示力时，线段按照一定的比例(标度)画出，它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点，线段所在的直线叫作力的作用线，这种力的表示方法叫作力的图示。 (3)力的示意图：用一根带箭头的线段表示力时，只表示出力的________和________的方法，叫作力的示意图。 6．常见的力： _______、弹力、摩擦力，其中_______为非接触力，弹力、摩擦力为接触力。 大小 方向 作用点 方向 作用点 重力 重力 课前自主学习 6 二　重力及其大小和方向 1．定义：由于______________而使物体受到的力。 2．施力物体：________。 3．大小：G＝________，其中g是自由落体加速度。 4．方向：_____________。 三　重心 1．定义：一个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。 地球的吸引 地球 mg 竖直向下 课前自主学习 7 2．重心位置的决定因素：(1)物体的______；(2)物体内_______________。 3．重心位置的确定方法：具有中心对称的均匀物体，重心位于其___________处；对质量分布不均匀或形状不规则的物体，可以应用二力平衡的知识通过实验确定其重心位置，如可用________确定薄板的重心。 四　重力的测量 1．在实验室里，重力的大小可以用______________测量。 2．市场上普遍使用的电子秤测量的也是物体所受的________。 形状 质量的分布 对称中心 悬挂法 弹簧测力计 重力 课前自主学习 8 提示 1．判一判 (1)力是物体与物体之间的一种相互作用，相互作用的两物体必须接触。(　　) (2)地球上所有物体所受的重力的施力物体都是地球。(　　) (3)重力的方向总是垂直于地面。(　　) (4)重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上。(　　) (5)市场上普遍使用的电子秤，从其显示器上读到的是质量，所以测量的是物体的质量，而非重力。(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3) ×　(4) ×　(5) × 课前自主学习 9 提示 2．想一想 如图所示，对于身体素质和技术相当高的跳高运动员，为什么采用“背越式”一般比采用“跨越式”成绩好呢？ 提示：在越过相同高度的横杆时，采用“背越式”时运动员的重心比采用“跨越式”时升高的高度小，因此运动员越过相同高度的横杆，“背越式”跳法要比“跨越式”容易些，所以采用“背越式”一般比采用“跨越式”成绩好。　 课前自主学习 10 课堂探究评价 探究　重力 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 课堂探究评价 12 提示 活动1：回顾初中物理，请回答什么是力？如何形象地描绘力？ 活动2：我们在初中已经学过有关重力的一些知识，图甲表示在地球表面上用弹簧测力计测定物体所受重力的情形。观察并思考什么是重力？重力是如何测定的？重力的方向又如何？ 提示：力是物体与物体之间的相互作用。可以用力的图示或力的示意图形象地描绘力。　 提示：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力；物体静止时弹簧测力计对悬挂物的拉力大小等于物体的重力；重力的方向竖直向下。 课堂探究评价 13 提示 活动3：根据初中物理，物体受到的重力G与物体的质量m有什么关系？比例系数与第二章学过的自由落体加速度g的大小有什么关系？ 活动4：如图乙所示，质量分布均匀的棒的每一小部分都有 质量，所以每一部分都受到竖直向下的重力，如右图所示。但在 分析棒的受力时，我们常说棒受到重力和绳子的拉力两个力作用， 这就要求将棒的各部分受到的重力简化在一个等效作用点上，这 个等效作用点应在什么位置？ 提示：G＝mg，其中g＝9.8 N/kg，而自由落体加速度g＝9.8 m/s2，可见二者数值相等。 提示：棒在重力和绳子的拉力作用下静止，根据二力平衡，棒的各部分受到的重力的等效作用点应在棒的中心。 课堂探究评价 14 提示 活动5：上述等效作用点叫作物体的重心。如图丙，随着装货多少和装载位置的变化，载重汽车的重心变吗？ 活动6：一般物体的质量分布不一定均匀，形状也不一定规则，如何确定如图丁所示薄板的重心？ 提示：变。　 提示：要确定如图丙所示薄板的重心位置，如图1，可以先在A点把薄板悬挂起来，通过A点画一条竖直线AB，由于A点悬线的拉力跟薄板的重力平衡，薄板的重心必定在AB连线上；然后，再选另一处D点把薄板悬挂起来，如图2，过D点画一条竖直线DE，薄板的重心必定在DE连线上。因此，AB和DE的交点C，就是薄板的重心。 课堂探究评价 15 1．力的三性 (1)物质性：力是物体与物体之间的一种相互作用，没有脱离物体而独立存在的力。一个力同时具有受力物体和施力物体。 (2)相互性：物体之间力的作用是相互的。力总是成对出现，施力物体同时又是受力物体，受力物体同时又是施力物体。 (3)矢量性：力既有大小，又有方向，是矢量。 课堂探究评价 16 2．力的图示和力的示意图 注意：有时箭头表示力的作用点。 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 课堂探究评价 17 3．重力的产生 重力是由于地球的吸引而产生的力，施力物体是地球。在地球表面附近的任何物体都受重力。 4．重力的大小 (1)同一地点，不同物体的重力大小与其质量成正比。即G＝mg，其中g是自由落体加速度。g的单位既可以是N/kg，又可以是m/s2，而且1 N/kg＝1 m/s2(在第四章我们将会证明这两个单位是相同的)。 (2)纬度越高，g值越大，同一物体所受重力越大；海拔越高，g值越小，同一物体所受重力越小。 (3)重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关。 课堂探究评价 18 5．重力的方向 重力的方向总是竖直向下，竖直向下不是垂直于支撑面向下，也不是指向地心。 6．重力的作用点——重心 (1)重心是重力的等效作用点，并非物体的全部重力都作用于重心。 (2)重心的位置 ①重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。例如一个圆形平板的重心在板上，而一个铜环的重心不在环上。 ②质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上；对质量分布不均匀或形状不规则的物体，可以应用二力平衡的知识通过支撑法或悬挂法来确定其重心位置。 ③重心的位置跟物体的位置、放置状态及运动状态无关，但跟物体的形状及物体内质量的分布有关。 课堂探究评价 19 拓展：基本相互作用 现代物理学认为，自然界中所有的作用力，从本质上来说都可以归结为4种基本的相互作用：万有引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。物体的重力、天体之间的吸引力等都属于万有引力；我们平常所说的弹力、摩擦力、分子力、电荷之间的作用力、磁体间的作用力本质上都是电磁相互作用；原子核内部各质子、中子之间以核力紧紧地结合在一起，这种相互作用就是强相互作用；弱相互作用也是在原子核内部存在的一种相互作用。 课堂探究评价 20 例　关于重力及重心，下列说法中正确的是(　　) A．一个物体放在水中称量时弹簧测力计的示数小于物体放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．根据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，重力的方向垂直于水平面向下，物体静止于斜面上时，重力的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 答案 课堂探究评价 21 提示 (1)重力的大小与什么有关？ (2)重心的位置与什么有关？ 提示：与物体的质量、所在处的自由落体加速度有关。　 提示：与物体的形状和质量分布情况有关。 课堂探究评价 22 规范解答 规范解答　由于物体放在水中时，受到向上的浮力，故弹簧测力计的拉力比放在空气中称量时小，但物体的重力并不改变，A错误；当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量较大的物体的重力必定较大，但当两物体所处的地理位置不同时，g值不同，故质量较大的物体的重力不一定较大，B正确；重力的方向总是竖直向下的，C错误；物体重心的位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，物体的形状改变后，其重心的位置可能发生改变，故D错误。 课堂探究评价 理解重力和重心时的注意事项 (1)重力是物体由于地球的吸引而受到的力，但并不是地球的吸引力。重力G＝mg，故其大小只与m、g有关，方向与g相同，总是竖直向下。 (2)重心不是重力的真实作用点，重力的作用点遍布整个物体，只是为了研究问题的方便，把物体所受的重力看成都集中在重心这一 点。重心的位置与物体的形状和质量分布情况有关，但并不一定在物体上。 课堂探究评价 [变式训练1]　关于物体的重心，下列说法中正确的是(　　) A．物体升高或降低时，重心在物体上的位置也相应升高或降低 B．物体改变形状时，重心位置一定发生变化 C．物体的重心可能位于物体之外 D．重心是物体上最重的一点 答案 解析 解析：对于一个确定的物体，它的重心的位置相对于物体是固定不变的，不随物体的上升、下降而发生变化，A错误；物体重心的位置与物体的形状和质量分布均有关，形状改变，重心位置不一定改变，B错误；物体的重心不一定在物体上，如环形绳子的重心就不在绳子上，C正确；重心是物体各部分所受重力的等效作用点，重心并非集中了物体的全部重力，也不是物体上最重的点，D错误。 课堂探究评价 25 [变式训练2]　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；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的力推木块使木块静止在墙壁上；在图丙中电灯静止悬挂。 (1)作出甲、乙两图中所给力的图示。 (2)作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图。 课堂探究评价 26 解析 解析：作力的图示时要注意选定标度；图丙中作力的示意图时要注意重力和拉力大小相等，所画力的长度应相等。 　 答案：如图所示 答案 课堂探究评价 27 课后课时作业 1．(重力)(多选)一个物体所受的重力在下列哪些情况下会发生变化(　　) A．把它从赤道拿到南极 B．把它送到月球上去 C．把它放到水里 D．改变它的运动状态 解析：从赤道拿到南极，重力加速度变大，由G＝mg知重力变大，A正确；拿到月球上去，重力加速度变小，则重力变小，B正确；把它放到水里，物体所在位置的重力加速度不变，则重力不变，C错误；重力与物体的运动状态无关，D错误。　 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 答案 2．(重力的图示)(多选)一个重20 N的物体沿斜面下滑，关于该物体所受重力的图示，下列四个图中正确的是(　　) 解析 解析：物体的重力为20 N，方向竖直向下，作用点在重心，故所画重力的图示正确的是A、D。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 3．(重力、重心的理解)下列关于重力和重心的说法正确的是(　　) A．重力的方向总是垂直地面向下 B．把同一重物从广州移到北京，重力大小不变 C．“重心”的提出，体现的是等效的思想 D．有规则形状的物体的重心一定与它的几何中心重合 解析：物体所受重力的方向总是竖直向下，不一定垂直地面向下，故A错误；由于自由落体加速度g随纬度的升高而增大，故B错误；一个物体上各个部分都受到地球的吸引，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，体现的是等效的思想，故C正确；重心的位置不仅与物体的形状有关，还与物体内质量的分布有关，所以有规则形状的物体，它的重心不一定与它的几何中心重合，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，故D错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 4．(重心)如图所示，玻璃杯内装有新榨的果汁，随着果汁饮用完毕这一过程，杯和果汁的共同重心将(　　) A．一直降低 B．一直升高 C．先升高后降低 D．先降低后升高 解析：杯子的重心近似在其几何重心，果汁的重心也近似在其几何重心。没有饮用时杯和果汁整体的重心有一定的高度，饮用过程果汁的重心逐渐降低，所以杯和果汁整体的重心也逐渐降低；全部饮用完毕，杯和果汁整体的重心又升高到杯子重心所在位置，故杯和果汁整体的重心是先降低后升高，D正确。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 解析 解析：对中国结受力分析，受到绳OA向上的拉力作用与重力作用，二力平衡，可知OA一定竖直，中国结的重心一定在通过OA的直线上，故A正确，C错误；质量分布均匀、形状规则的物体的重心在它的几何中心上，中国结质量分布不均匀，则它的重心不一定在它的几何中心，故B错误；中国结受到的重力大小为mg，故D 错误。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 答案 6．(重心的确定)如图所示的ABC是木匠用的曲尺，它是用粗细不同、质量分布均匀、AB和BC质量相等的木料做成的。D是AC连线的中点，E是AB的中点F和BC的中点G连线的中点，则曲尺的重心在(　　) A．B点 B．D点 C．E点 D．G点 解析 解析：把曲尺看成由两部分形状规划的物体组成，则其各自的重心在其中点F、G上，故公共重心应在F、G连线的中点E，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 7．(重力、重心的理解)关于重力与重心，下列说法正确的是(　　) A．舞蹈演员在跳舞过程中，其重心可能改变 B．登珠穆朗玛峰时，运动员在山底和山顶受到的重力相同 C．蚂蚁太小，故蚂蚁不受重力的作用 D．质量分布均匀的物体，其重心一定在该物体上 解析：重力的等效作用点叫作重心，物体重心的位置与物体的质量分布及物体形状有关，舞蹈演员在跳舞过程中，其重心可能改变，A正确；因为G＝mg，g的大小与海拔高度有关，故重力的大小与海拔高度有关，登珠穆朗玛峰时，运动员在山底和山顶受到的重力不同，B错误；地球上的任何物体均受到重力作用，C错误；质量分布均匀的物体，其重心不一定在物体上，D错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 答案 8．(力的图示)用力的图示表示下列所述的力，并指出施力物体和受力物体。 (1)在水平桌面上重50 N的书所受的重力； (2)空气对气球的20 N的浮力； (3)小孩以向东偏北30°的方向拉小车，拉力为200 N。 答案：见解析 解析 解析：(1)在水平桌面上重50 N的 书所受的重力，施力物体是地球，受力 物体是书。力的图示如图甲所示。 (2)空气对气球的20 N的浮力，施 力物体是空气，受力物体是气球。力的图示如图乙所示。 (3)小孩以向东偏北30°的方向用200 N的拉力拉小车，施力物体是小孩，受力物体是小车。力的图示如图丙所示。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 9．(力的示意图)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示意图中，正确的是(G为足球所受的重力，F为脚对球的作用力，f为空气阻力)(　　) 答案 解析 解析：足球在空中飞行过程中不再受脚施加给它的力，故球只受重力G和空气阻力f两个力的作用，阻力与运动方向相反。所以B正确。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 10．(重心的应用)不倒翁之所以“不倒”，是因为它的重心设计巧妙，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 解析：由于物体在其他条件不变的情况下，重心越低，物体的稳定程度越大，故不倒翁的重心一定很低，C正确，A、B、D均错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 答案 11．(重心的确定)如图所示，有一等边△ABC，在B、C两点各放一个质量为m的小球，在A处放一个质量为2m的小球，则这个球组的重心在何处？ 答案：重心位于B、C两点中点与A点连线的中点E处 解析 解析：要求一个系统的重心位置，可先把这个系统分成几部分，从最方便处着手，逐步找出重心的位置。根据题意可以先求出B、C两球的重心，即在B、C连线的中点处。可以等效为在B、C连线的中点上有一质量为2m的小球D，如图所示，接着求A、D两球的重心，因为A、D两球质量相等，所以其重心位于A、D两点连线的中点E处。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R 5．(重力、重心的理解)中国结是一种中国特有的手工编织工艺品，它身上所显示的精致与智慧正是中华古老文明中的一个侧面。如图所示，一质量为m的中国结悬挂于O点且处于静止状态，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A．OA一定竖直 B．中国结的重心一定在它的几何中心 C．中国结的重心可能不在通过OA的直线上 D．中国结受到的重力大小为eq \f(m,g) $$