第3章 第1节 重力与重心 （Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第一册（鲁科版）福建专版

　　　　　第3章　相互作用 第1节　重力与重心(强基课——逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 　　认识重力。 学考 层级 1.了解重力的概念。 2.能对比较简单的力、重力进行分析和推理。 选考 层级 1.能用力、重力的概念描述和解释自然现象。 2.能对实际过程的力、重力进行分析和推理。 逐点清(一)　力的描述 [多维度理解] 1.力的定义:力是物体和物体之间的相互作用。 2.力的作用效果:使物体的形状、运动状态发生改变。 3.力的单位:力的单位是牛顿,简称牛,用符号N表示。 4.力的矢量性:力是既有大小又有方向的矢量。 5.力的三要素:力的大小、方向和作用点。 6.力的表示方法 (1)力的图示:用一条带箭头的线段来表示力。 ①线段的长短:力的大小。 ②箭头指向:力的方向。 ③箭尾(或箭头)所在位置:力的作用点。 (2)力的示意图:只画出带箭头的线段来表示物体在这个方向上受到了力的作用,对线段的长度没有严格要求。 7.力的图示与力的示意图的比较 步骤 力的图示 力的示意图 1 选定标度(某一长度表示多少牛的力) 无需选标度 2 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条适当长度的线段即可 3 在线段的末端标上箭头,表示方向 在线段的末端标上箭头,表示方向 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)在画力的图示时,力的作用点可不画在受力物体上。 (×) (2)只要确定了力的大小和方向,这个力就完全确定了。 (×) (3)在画力的图示时,选定的标度不同,表示这个力的线段的长度也不同,但箭头的指向是相同的。 (√) 2.关于如图所示的两个力F1、F2的图示,下列说法正确的是 (　 ) A.F1=F2,因为表示两个力的线段一样长 B.F1>F2,因为表示F1的标度大 C.F1<F2,因为F1只有两个标度,而F2具有三个标度 D.无法比较,因为两图标度的大小未知 解析:选D　因为两个图示中的比例尺的大小不确定,所以两个力的大小也不能够确定,故两个力的大小无法进行比较。故选D。 3.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。 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。 答案:见解析 逐点清(二)　重力及其测量 [多维度理解] 1.重力的定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。 2.重力的测量:重力的大小可以用弹簧测力计测出,测量时使物体保持静止,这样测力计的示数就等于物体所受重力的大小。 3.重力的大小:可用公式G=mg计算得出,式中的比例系数g=9.8 N/kg。  4.重力的方向:总是竖直向下。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)重力就是地球对物体的引力。 (×) (2)重力的方向总是垂直向下。 (×) (3)同一物体在地球不同位置重力的大小相同。 (×) 2.关于重力的大小,下列说法正确的是 (　 ) A.物体的重力大小总是恒定的 B.重力的方向总是竖直向下的 C.物体落向地面时,它受到的重力大于它静止时所受的重力 D.物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力 解析:选B　物体的重力大小在同一地点是恒定的,不同地点可能是变化的,比如在地球上不同的高度或不同的纬度同一物体的重力不同,故A错误;根据重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的方向总是竖直向下的,故B正确;物体落向地面时,它受到的重力等于它静止时所受的重力,物体重力的大小为G=mg,与物体的运动状态无关,故C错误;只有当物体处于平衡状态时,物体的重力才等于它对竖直测力计的拉力,若物体具有竖直方向的加速度,重力与拉力不再相等,故D错误。 3.(双选)歼-20S是世界上第一款双座型的隐身五代机,它以具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊。关于歼-20S战机的重力,下列说法正确的是 (　 ) A.战机受到重力的施力物体是地球 B.战机受到重力是由于受到地球的吸引 C.战机受到的重力指向地心 D.战机匀速飞行时,它不受重力作用 解析:选AB　由于地球对战机的引力而产生重力,战机受到重力的施力物体是地球,故A、B正确;重力的方向竖直向下,但不一定指向地心,故C错误;任何在地球附近的物体都受重力作用,故D错误。 逐点清(三)　物体的重心 [多维度理解] 1.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集中作用于一点,这个点是重力的等效作用点,称为物体的重心。 2.重心位置的影响因素 (1)质量分布均匀物体:重心的位置只与物体的形状有关。如果物体的形状是规则的,重心就在它的几何中心。 (2)质量分布不均匀物体:重心的位置除跟物体的形状有关之外,还跟物体的质量分布情况有关。 3.物体重心与稳定性的关系:重心越高,物体的稳定性越差;重心越低,物体的稳定性越好。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)重心是物体重力的作用点,重心在物体的几何中心。 (×) (2)重心的位置与物体的质量分布有关。 (√) (3)物体的重心一定在物体上,不可能在物体之外。 (×) 2.(双选)中国结是中国特有的手工编织工艺品,它所显示的情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.细线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mg 解析:选AD　中国结受力平衡,则细线OA的拉力与重力等大反向,因重力竖直向下,则细线OA一定竖直,且重心一定在通过OA的直线上,A正确,C错误;中国结形状不规则,质量分布不一定是均匀的,则其重心不一定在它的几何中心,B错误;中国结受到的重力大小为mg,D正确。 3.(2025·山东淄博期末)如图所示,小齐同学做化学实验时, 将一空烧杯水平静止放置在带有石棉网的三脚架上, 向空烧杯内缓慢加水直至加满的过程中, 杯与水的共同重心将先　　　　后　　　　。(选填“上升”或“下降”)。  解析:空烧杯的重心在杯子中心偏下方位置,不在烧杯上,对空烧杯缓慢加水的过程中,杯与水的共同重心先下降,随着水的不断增加,整个重心又要上升,故重心的位置先下降后上升。 答案:下降　上升 [课时跟踪检测] 1.关于力的概念,下列说法正确的是 (　 ) A.拳击手一拳击出,没有击中对方,这时只有施力物体,没有受力物体 B.运动员将足球踢出,球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力 C.甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,而乙对甲没有力的作用 D.两个物体发生相互作用时不一定相互接触 解析:选D　物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,A错误;运动员将足球踢出,球在空中飞行时不再受到向前的推力,B错误;物体间力的作用是相互的,甲用力推乙时,甲对乙有力的作用,乙对甲也有力的作用,C错误;两个物体发生相互作用时可以不相互接触,如磁铁吸引铁钉,D正确。 2.关于力与重力,下列说法正确的是 (　 ) A.力可以离开受力物体而单独存在 B.只有相互接触的物体才有力的作用 C.一个人从赤道到北极,他受到的重力是不变的 D.舞蹈演员在跳舞过程中,其重心可能改变 解析:选D　力是物体间的相互作用,力不能离开物体单独存在,不相互接触的物体间也可能产生力的作用,故A、B错误;从赤道到北极,由于重力加速度增大,故该人的重力也会变化,C错误;舞蹈演员在跳舞过程中,由于其形体的变化,可使其重心改变,D正确。 3.重心位置在工程上有重要意义,例如,起重机要正常工作,其重心位置应满足一定条件;舰船的浮升稳定性也与重心的位置有关;高速旋转机械,若其重心不在轴线上,就会引起剧烈的振动等,关于重心,下列说法正确的是 (　 ) A.重心可能在物体的外部 B.重心一定在物体的几何中心 C.重心不会随物体几何形状的改变而改变 D.物体除重心受重力之外,其他部分不受重力作用 解析:选A　物体的任何部分都受到重力,重心为物体各部分所受重力作用的集中点,重心的位置与物体的质量分布和几何形状均有关,重心既可能在物体的内部,也可能在物体的外部。故选A。 4.如图是一个质量分布均匀的铁球的重力的图示,下列说法正确的是 (　 ) A.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 B.力的图示中重力的方向垂直平面向下,当放在斜面上则垂直斜面向下 C.根据力的图示可读得铁球重力的大小为50 N D.力的图示中标度是唯一的,必须是25 N 解析:选C　重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是其他部分不受重力,物体的各个部分都要受到重力,A错误;重力方向竖直向下,当放在斜面上也是竖直向下,B错误;根据力的图示可读得铁球重力的大小为50 N,C正确;力的图示中标度是任意的,D错误。 5.在足球比赛中,专业的足球运动员能够巧妙地踢出“香蕉球”“落叶球”。如图所示,某运动员主罚任意球时踢出了快速旋转的“落叶球”。关于该足球,下列说法正确的是 (　 ) A.足球的重心在足球的外皮上 B.在空中运动的过程中,足球的重心发生了变化 C.足球离开脚后不再受重力的作用 D.足球所受重力的方向始终竖直向下 解析:选D　足球的重心在足球的几何中心,即足球的球心,在空中运动过程中,足球仍然受到重力的作用,重心的位置不发生变化,足球所受的重力方向始终竖直向下,故D正确,A、B、C错误。 6.(2024·东山高一检测)如图所示,正方形网格框中有一个质量均匀分布的薄板。若用一细线穿过其边缘附近任意一点将它悬挂在空中,则细线的延长线一定通过图中的 (　 ) A.a B.b C.c D.O 解析:选D　薄板质量分布均匀,由题图可知当吊起B点时,沿着OB这条线,两边图形等底等高,面积相同,则质量相同,即重心在沿OB直线上;同理,当吊起C点时,沿着OC这条线两边图形面积相同,质量相同,重心在沿OC直线上;所以可知O点为该薄板的重心,细线的延长线一定通过图中的O点。 7.如图所示,一根质量均匀分布的直铁丝的重心位置在其中点O,把它弯成一个圆环其重心位置在圆心O1。下列说法正确的是 (　 ) A.铁丝变成圆环重心位置发生变化,说明重心与物体的形状有关 B.直铁丝的重心在其中点O,说明重心一定在物体上 C.直铁丝除了O点其他部分不受重力 D.圆环所受的重力方向总是垂直于地面向下 解析:选A　铁丝变成圆环重心位置发生变化,说明重心与物体的形状有关,故A正确;把一根质量均匀分布的直铁丝弯成一个圆环其重心位置在圆心O1,说明重心也可以在物体外面,故B错误;重心是重力的作用点,所以直铁丝除了O点其他部分仍受重力作用,故C错误;圆环所受的重力的方向总是竖直向下,不一定垂直于地面向下,故D错误。 8.(2025·大田高一检测)(双选)如图所示,一条40 cm长的链子对称地挂在光滑圆环上,若稍有扰动,链子从右侧滑下,至链子刚离开圆环的过程,以下说法正确的是 (　 ) A.链子重心下移了20 cm B.链子重心下移了10 cm C.下滑过程中链子重心先上移再下移 D.下滑过程中链子重心一直下移 解析:选BD　初始时链子重心距圆环下端10 cm,刚离开圆环时链子重心距圆环下端20 cm,链子重心下移了10 cm,故A错误,B正确;下滑过程中,可看作将链子左侧下端移到链子右侧下端,则重心一直下移,故C错误,D正确。 9.在空易拉罐中注入适量的水后,将易拉罐倾斜放置在水平桌面上,结果易拉罐“倾而不倒”,如图所示。下列说法正确的是 (　 ) A.注水后,易拉罐的重心位置升高了 B.易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上 C.若将注水后的易拉罐水平放置,则其重心位置不变 D.若将空易拉罐压瘪,则其重心位置不变 解析:选B　注水后,易拉罐下部的质量变大,重心下移,故A错误;易拉罐受到的重力(方向竖直向下)与桌面对它的支持力大小相等、方向相反,因此易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上,故B正确;将注水后的易拉罐水平放置,易拉罐里的水质量分布改变,其重心位置改变,故C错误;将空易拉罐压瘪后,易拉罐的形状改变,其重心位置改变,故D错误。 10.(双选)在下列四幅图片对应的情境中,人或物体的重心位置将会下降的是 (　 ) 解析:选AB　向“上”滚的圆锥重心是向下移动的,所以圆锥才会滚动,A正确;我国古代的汲水瓶未装水时,重心较高,它会倾倒使水自动流进去,汲水后汲水瓶重心将会下降,提绳时瓶会被直立着提上来,B正确;用一根手指顶稳盘子,盘子的重心相对地面不变,C错误;跳高运动员起跳过程中重心升高,D错误。 11.(12分)一个质量为 60 kg的人,在地球上的重力为 588 N,在月球上的重力为 98 N。该人做摸高运动时,在地球上的触摸高度为 2.5 m。那么,在月球上的触摸高度为多少? 解析:人在地球和月球上的质量相等,由G=mg得,地球表面的重力加速度g== m/s2=9.8 m/s2,月球表面的重力加速度g'== m/s2= m/s2。设人在地球上的触摸高度为h,在月球上的触摸高度为h',由v2-=2ah得2gh=2g'h',即=,解得h'=h=15.0 m。 答案:15.0 m 12.(14分)运输货车的制造标准是当货车侧立在倾角为 30° 的斜坡上时,如图所示,货车仍不至于翻倒。也就是说,货车受到的重力的作用线仍落在货车的支持面(以车轮为顶点构成的平面范围)以内。如果车轮间的距离为2.0 m,则车身的重心与路面之间的最大距离(水平路面上车身的重心的最大高度)是多少?(设车的重心在如图所示的中轴线上) 解析: 设O点为货车的重心,过O点作两车轮连线的垂线,交点为A,如图所示。过O点作重力作用线OB,此线不能超过B车轮,否则车将翻倒,取临界点B,在直角三角形OAB中,由几何关系可知:∠AOB=30°,AB=BC=1 m,OA=AB ≈ 1.73 m。 答案:1.73 m 学科网（北京）股份有限公司 $$