3.1 力 重力 课件 -2024-2025学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

力 重力 第三章 相互作用 第1节 力 重力 第三章 相互作用 第1节 引入 运动员站在跳板上，跳板会发生弯曲 运动员举杠铃，杠铃由静止向上开始运动 力的概念 物体 相互作用 施力物体 受力物体 力是物体与物体之间的一种相互作用 力 物体 力的作用效果 力有怎样的作用效果呢？ 力可以改变物体的运动状态 力可以使物体发生形变 运动状态 形变 运动方向 运动快慢 形状或体积发生改变 5 力的三要素 影响力作用效果的因素有哪些呢？ 力的大小 力的方向 力的作用点 力的三要素 打台球时，击球用力的大小和方向都会影响球能否入袋 用同样大小的力推网，手的作用点不推门的难易程度不同 大小 方向 作用点 大小、方向、作用点不同，力的作用效果也会不同 6 力的性质 力具备哪些性质呢？ 施力物体给予受力物体作用力的同时必然受到受力物体的反作用力 力总是成对出现的 力是矢量 有大小有方向 有力发生则一定存在着施力物体和受力物体 施力物体和受力物体总是同时存在的 物质性 相互性 矢量性 7 力的测量 可以用什么工具去测量一个力的大小呢？ 可用测力计（弹簧秤）测量 单位：牛顿 符号： N 力的符号： F 例如：F=50N 8 力的表示方法 用什么方法可以去把一个抽象的力表示出来呢 力的示意图 方向 作用点 F . 从力的作用点开始，沿力的方向画出一条长度合适的线段，并在末端画出箭头 作用点 方向 力的表示方法 用什么方法可以去把一个抽象的力表示出来呢 力的图示 方向 作用点 大小 3 N . F=9N 作用点 方向 大小 用一根带有箭头的线段来表示力 力的分类 按是否接触分： 非接触力、接触力 按作用效果分： 拉力、动力、压力、阻力等 按性质分： 重力 弹力 摩擦力 电场力 磁场力等 按照作用效果命名的力，有些仅仅是名称上的不同，可以是性质相同的力。例如：拉力，支持力 在对物体进行受力分析时，力的名称两种分类标准同时用，注意不要重复分析。例如，某物块放在桌面上除受重力之外还受到支持力，但是绝不能再画一个弹力 应该养成良好的受力分析的习惯，以免漏掉某个力 （一重二弹三摩擦四其他） 注意 在物理学的学习中，我们会遇到各种力，比如重力、弹力、摩擦力、拉力、动力、压力、阻力等，那么各种力该怎么分类呢？物理学上，按性质分：重力、弹力、摩擦力、（电场力、磁场力等） 按作用效果分：拉力、动力、压力、阻力等 11 1、定义：由于 而使物体受到的力。 地球的吸引 施力物体 受力物体 注意： （1）重力不是吸引力 （2）运动、静止、地面或空中都受重力 2、单位：是牛顿，简称牛，符号用N表示。 3、产生原因：地球的吸引。 新知讲解 重力的概念 地球 相互作用 施力物体 受力物体 由于地球的吸引而使物体受到的力 力 物体 单位：是牛顿，简称牛，符号用N表示 重力的施力物体是地球 初中时我们已经知道，物体所受的重力G与物体的质量m的关系是 G = mg g就是前面学过的自由落体加速度，由此你想到了什么? g就是前面学过的自由落体加速度，由此你想到了什么? 地点 纬 度 g 赤道 00°00' 9.780 广州 23°06' 9.788 武汉 30°33' 9.794 上海 31°12' 9.794 东京 35°43' 9.798 北京 39°56' 9.801 纽约 40°40' 9.803 莫斯科 55°45' 9.816 北极 90°00' 9.832 g的影响因素 同一地点不同高度，g值有所不同 高度越高，g值越小 g低 > g高 地球表面不同地点，g值有所不同 纬度越高，g值越大 g极地 > g赤道 纬度 高度 1 N/kg＝ m/s2 自由落体加速度是由重力引起的? 力和描述运动的物理量之间是否存在定量关系? g就是前面学过的自由落体加速度，由此你想到了什么? 3、方向：重力的方向竖直向下，与水平面成垂直关系。 1）不总是垂直支持面 2） 不一定指向地心 重力三要素——方向 重力的方向竖直向下，与水平面成垂直关系 重力的方向是竖直向下的。用细线把物体悬挂起来，物体静止时，线的方向跟物体所受重力的方向一致，这个方向就是我们常说的“竖直向下”的方向。我们常利用重力的方向来检查物体是否竖直。比如，悬挂相框时，用铅垂线来检测线框是否挂正，建筑工人砌墙时常常也利用铅垂线来确定竖直的方向，以此来确保所砌的墙是竖直的。 重力三要素——作用点 做一做：请你尝试用手指尖把质量分布均匀的矩形薄板顶起来，看看指尖放在哪个位置才能成功呢？ 在初中的学习中，我们知道重力的作用点叫做重心，对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在重心这一点上。下面我们通过一个小实验来体会一下重心的作用。请你尝试用手指尖把质量分布均匀的矩形薄板顶起来，看看指尖放在哪些位置才能成功呢？我们要成功把矩形薄板顶起来，就一定要在中心处施加支持力。在其他位置施加支持力，矩形薄板就会掉下来，这是为什么呢？ 重力三要素——作用点 一个物体的各部分都要受到重力作用，从效果上看，可以把物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心 等效 G 其实，矩形薄板的各部分都受到重力的作用，这些重力的作用点并不在一处。当我们用手指把薄板支撑起来时，薄板处于平衡状态，此时，所有部分重力的合力与支持力等大、反向。从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用都集中于这一点上，这一点叫作物体的重心。这样我们一个作用点等效替代了多个多用点，使得研究问题变得简单易行。 重力三要素——作用点 形状规则、质量均匀分布的物体 重心的位置在其几何中心处 质量分布不均匀的物体 重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体质量的分布有关 可见，质量分布均匀的矩形薄板的重心就在它的几何中心处。所以我们要成功地把矩形薄板顶起来，就一定要在中心处施加支持力。对于其他形状规则的均匀物体，比如均匀细杆、均匀球体、均匀圆柱体的重心也都在其几何中心处。同学们课后可以想办法进行验证。 重力三要素——作用点 做一做：支撑法找重心 其实，矩形薄板的各部分都受到重力的作用，这些重力的作用点并不在一处。当我们用手指把薄板支撑起来时，薄板处于平衡状态，此时，所有部分重力的合力与支持力等大、反向。从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用都集中于这一点上，这一点叫作物体的重心。这样我们一个作用点等效替代了多个多用点，使得研究问题变得简单易行。 重力三要素——作用点 做一做：悬挂法找重心 除了用支撑的方法确定重心，你还有其他办法确定不规则薄板的重心吗？它的原理是什么呢。我们还可以利用悬挂法确定重心的位置，（展示板面）在板的边缘上的一点扎一个小孔（手指小孔），穿上一根细线（手拉细线），用手拉着细线，吊起薄板，根据二力平衡的条件可知，当薄板静止时细线的拉力与薄板的重力，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，所以沿着细线的方向，可以做出一条重力作用线；在板的边缘上再找一个点，扎一个小孔，穿上细线，同样拉着细线，吊起薄板，在薄板静止时沿着细线方向再做一条重力作用线。两条直线交点的位置就是薄板重心的位置。 重力三要素——作用点 小结：重心的决定因素 质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关 前面我们研究的都是质量均匀分布的物体。质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。这是我国古代驱兽器的模型，它会发出不间断地敲击声来驱赶毁坏庄家的动物。你能说一说它的工作原理吗？开始杆的重心是在杆的右侧，向竹筒中不断地注水，当竹筒中水量较多时，杆的重心就移动到杆的左侧，由于重心位置的变化，杆发生翻转，使得水被倒出，此时重心再次回到右侧，在杆翻回时，鼓锤就会敲击鼓面，发出声响，山间小溪连续地流水，使得鼓受到连续的敲击，从而达到驱赶动物的目的。 1．下列关于重力的图示，正确的是（　　） A. B. C. D. 2.下图分别是四位同学画的重力G的示意图,其中正确的是的（　） A. B. C. D. A B 3.做一做：一辆小车受到重力为400N，分别画出重力的示意图和图示； 100N 力的图示 G=400N 力的示意图 G=400N Lavf58.12.100 $$