第3章 第1节 力 重力（Word教参）-【优化指导】2025-2026学年高中物理必修第一册（教科版2019）

第1节　力　重力 物理观念 科学探究 科学态度与责任 1.了解力的概念，知道力是物体对物体的作用。 2．知道力的三要素。 3．了解重力的概念。 4．知道重心的概念。 1.体会利用带箭头的线段描述一个力的数学方法。 2．通过探究活动体验力的作用效果与哪些因素有关。 3．探究重心概念建立的物理思想，能够利用重心的概念解释实际问题。 4．掌握测量重力的基本方法。 1.通过理论学习与实践，感受力是我们所处世界最基本的作用之一，是影响物体平衡和运动的最主要的因素之一。 2．感受数学在描述物理概念时的作用，学习研究物理的基本方法。 3．体会等效替代的物理思想。 4．通过本节课的学习初步了解物理的学习方法和科研方法。 [对应学生用书P63] 一、力的概念 1．力是物体与物体之间的一种相互作用。 2．力的作用效果：①改变物体的运动状态； ②使物体发生形变。 3．力是矢量。力的三要素：大小、方向、作用点。 4．力的表示法：用一根带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头指向表示力的方向。 二、重力 1．重力的概念：物体由于地球的吸引而受到的力。 2．重力的大小：G＝mg，重力的方向：竖直向下。 3．重心：从重力的作用效果上看，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，叫作重心。 4．重心的位置与物体的形状和质量分布有关。 判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)子弹从枪口射出，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用。 (　　×　　) (2)甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有作用，乙对甲没有力的作用。 (　　×　　) (3)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力不会施力。 (　　×　　) (4)任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体。 (　　√　　) (5)重力的方向一定指向地心。 (　　×　　) (6)重力和支持力一定大小相等，方向相反。 (　　×　　) (7)物体的重力只与质量有关。 (　　×　　) (8)冬天我们经常见到厚厚的积雪将树枝压弯，这是因为积雪在重力作用下，对树枝产生向下的作用力使树枝发生弯曲。 (　　√　　) [对应学生用书P64] 探究点一__力的概念 足球运动员在发角球时，将放置在边角处的足球由静止踢出，足球在空中飞行一段距离后落地或者被守门员接住，也可能被攻方球员或守方球员踢中而改变飞行轨迹。 [问题设计] 一个静止的足球被球员踢出后，在飞行的过程中是否还受到球员的作用力？我们发现有些球员踢出的球在空中划出一道优美的曲线，这是为什么？ 提示：足球被球员踢出后，不再受球员的作用力。足球在空中划出一道优美的曲线，是因为重力和空气的作用力共同作用而改变了足球的运动轨迹。即力是改变物体运动状态的原因。 1．力的性质 (1)力的物质性：力发生在两个相互作用的物体之间，没有物体或者单独一个物体不可能发生力的作用。 (2)力的相互性：两个物体之间的作用力是相互的，互为受力物体和施力物体，描述一个力的作用必须明确哪个物体是施力物体，哪个物体是受力物体。 (3)力的矢量性：力是矢量，描述一个力必须说明力的大小、方向和作用点。 2．力的表示方法 (1)力的图示：严格按照一定的比例画线段的长度。作图时应该先画出标度，然后根据力的大小作出力的图示。 (2)力的示意图：不需要准确标度力的大小，只需画出力的作用点和方向。 (3)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1] 如图所示，一个人通过细绳用大小为50 N的力F沿与水平方向成30°角的方向斜向上拉物块A，分别画出物体受拉力F的图示和物块受重力G的示意图，并指出受力物体与施力物体。 答案：见解析 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。 [练1] 当某架战斗机以速度v斜向上飞行时，其发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff。下列力的示意图可能正确的是 (　　) C　解析：由题意可知，飞机的升力F2应与速度方向垂直，B、D错误；由题意可知，空气阻力Ff应与速度方向相反，A错误，C正确。 [练2] 水平面上放一个物体M，物体所受重力为30 N，受到一个拉力为20 N，拉力方向与水平面成30°角斜向右上方，且作用点在物体右上角，请在图甲中作出重力的图示，在图乙中作出拉力的图示。 答案：见解析 解析：重力的方向是竖直向下的，作用点在重心，拉力的方向与水平面成30°角斜向右上方，作用点在物体的右上角上，力的图示如图所示。 探究点二__重力 牛顿和朋友聊天时，曾谈起一件事，有一天晚饭后，天气仍然暖和，牛顿和朋友决定到花园里散步，他回忆道我们走进花园，在一些苹果树下喝茶。当时我在思考为什么苹果会直接掉到地上，这时正巧有一个苹果掉了下来。为什么苹果会垂直地掉到地上？一定是有什么在拉它。这种力量必定是成比例的。这是地球在拉它们的结果。 甲 　 乙 [问题设计] (1)牛顿所说的“这是地球在拉它们的结果”指的是什么？ (2)在图乙中，建筑工人利用铅垂线的原理是什么？ 提示：(1)牛顿所说的地球在拉它们的结果是指地球施加给物体的重力。 (2)在图乙中，利用了重力的方向竖直向下的原理。 一、重力 1．重力的大小和方向 (1)重力的大小：G＝mg。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)；海拔越高，g越小，海拔越低，g越大。(在具体运算中的取值要注意题目的要求) (2)重力的方向：竖直向下。竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心。 2．地球上任何物体受到的重力的施力物体均为地球。 二、重心 1．重心的概念是建立在“等效替代”的物理思想上的。即用一个具有和物体等重力的点代替整个物体受到的重力效果。不是一个实际的点，更不是最重的一个点。 2．重心位置的确定方法：从物体平衡的角度确定重心的位置。如图所示，利用悬挂法测物体(薄板)的重心。 3．重心的位置与物体的形状和质量分布有关，形状规则且质量分布均匀的物体的重心在几何中心上。重心可以在物体上，也可以在物体之外。如： 三、重力的测量 使用弹簧测力计利用二力平衡测量重力的大小。 如图所示，弹簧测力计的读数等于对物体的拉力，在静止状态下，物体所受的重力和弹簧测力计对物体的拉力是一对平衡力，根据二力平衡，拉力的大小等于重力的大小，因此弹簧测力计的读数就是重力的大小。 [例2] 如图所示，把一边长为L的匀质立方体，绕bc棱翻转，当AbcD平面处于竖直位置时，它的重心位置升高了 (　　) A． B． C． D．L C　解析：abcd平面处于水平面时，物体的重心高度为h1＝L，当AbcD平面处于竖直位置时，物体的重心高度为h2＝L，重心升高的高度为Δh＝h2－h1＝，C正确。 [练3] 如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是 (　　) A．水桶自身重力的大小 B．水管每秒出水量的大小 C．水流对桶撞击力的大小 D．水桶与水整体的重心高低 D　解析：水管口持续有水流出而过一段时间桶会翻转一次，说明主要原因是装的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转，D正确。 [练4] 如图甲、乙所示，应用弹簧测力计或台秤测量物体的重力大小。 (1)重力大小与物体的质量有什么关系？ (2)分别在北京和上海用测力计测量同一物体的重力，结果是否相同？ 答案：(1)G＝mg　(2)不同 解析：(1)重力与质量的关系式为G＝mg。 (2)因为北京和上海的重力加速度g不相同，所以分别在北京和上海用测力计测量的同一物体的重力不相同。 [对应学生用书P67] 1．下列说法正确的是 (　　) A．重力的方向垂直于支持物体的支持面向下 B．重力不随地理位置变化 C．物体的重心可以不在物体上 D．物体重心位置仅由物体的形状决定，改变物体的形状，就可以改变物体的重心位置 C　解析：重力的方向是竖直向下，A错误；在不同的纬度和高度，重力加速度不同，故物体的重力大小不同，B错误；物体的重心可以不在物体上，如篮球，C正确；物体重心位置跟物体质量分布、形状有关，D错误。 2．下面关于力的说法正确的是 (　　) A．单个孤立的物体有时也能产生力的作用 B．力在某些情况下可能不成对出现 C．知道力的大小和方向就完全知道了一个力 D．两个相互作用的物体中，任何一个物体既是施力物体，同时也是受力物体 D　解析：力的产生需要施力物体和受力物体同时存在，单个孤立物体是不可能产生力的，A错误；力是物体间的相互作用，施力物体和受力物体一定是成对出现的，B错误；力有三要素，大小、方向和作用点，C错误；物体间的作用是相互的，施力物体给受力物体施加作用力的同时也在承受着受力物体的反作用力，此时施力物体自己本身也是受力物体，D正确。 3．下列关于重力和重心的说法正确的是 (　　) A．重力的方向垂直向下 B．重力的施力物体是物体本身 C．物体的重心都在物体上 D．只有形状规则，质量分布均匀的物体的重心才位于几何中心 D　解析：重力的方向竖直向下，A错误；重力的施力物体是地球，B错误；物体的重心不一定在物体上，如均匀的圆环，C错误；只有形状规则，质量分布均匀的物体的重心才位于几何中心，D正确。 4．(多选)国产运­20运输机最大起飞重量达200吨级，最大载荷达66吨，这体现了中国空军强大的战略运输能力，如图所示。关于运­20运输机受到的重力，下列说法正确的是 (　　) A．运­20在广州和上海受到的重力大小相等 B．运­20受重力的同时，它也对地球产生吸引力 C．运­20受到的重力的施力物体是地球 D.运­20匀速飞行时，它不受重力作用 BC　解析：运­20的质量一定，由于广州和上海纬度不同，上海纬度更高，重力加速度更大，所以运­20在上海受到的重力大于在广州受到的重力，A错误；运­20受重力的同时，根据力的相互性可知，它对地球也产生吸引力，B正确；运­20受到的重力的施力物体是地球，C正确；运­20匀速飞行时，仍然受到重力，D错误。 5．如图所示，请在下列两幅图中分别画出物体A受到重力G的示意图。 答案：见解析 解析：重力的方向总是竖直向下的，物体A受到的重力如图所示。 　 6．一只热气球整体所受重力为G＝2 000 N，沿与水平面成45°角的方向斜向上匀速飞行，如图所示。若只考虑热气球受到空气浮力和重力，不考虑空气阻力，请画出热气球受力的图示。 答案：见解析 解析：热气球做匀速直线运动，处于平衡状态，根据二力平衡有G＝F浮＝2 000 N，所以热气球受力的图示如图所示。 学科网（北京）股份有限公司 $$