内容正文:
“3.1力 重力”
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环节一:课堂引入
力是物体与物体之间的相互作用。
可以从哪些方面才能认识力?
力拔山兮气盖世,时不利兮骓不逝。
骓不逝兮可奈何!虞兮虞兮奈若何!
垓下歌
什么是力?
环节二:力及其表示方法
1.力
(1)定义:物体与物体之间的一种 。
(2)单位: ;简称: ;符号: 。
(3)矢量:力既有大小,又有 。
相互作用
牛顿
牛
方向
N
思考1:力能脱离物体而独立存在吗?“孤掌难鸣”的原因是什么?
思考2:两个物体必须接触才能产生力的作用吗?
重力、磁力为非接触力,弹力、摩擦力为接触力。
环节:
2.力的作用效果
(1)改变物体的 ,使物体的速度 或速度 发生变化。
(2)产生 。
运动状态
大小
方向
形变
观察思考:甲、乙两图分别说明了什么问题?发生如图所示现象的原因是什么?
甲图
乙图
力可以改变物体的运动状态。运动员对足球的力使球的速度大小或方向发生变化。
力可以改变物体的形状。熊猫对竹子的力使竹子的形状产生了变化。
力的作用效果与
哪些因素有关?
3.影响力作用效果的因素(力的三要素):力的 、
和 。
大小
方向
作用点
力的大小可用弹簧测力计(弹簧秤)测量。
环节二:力及其表示方法
关于力的下列说法中正确的是
A.有的力有施力物体,有的力没有施力物体
B.任何物体受到力的作用后形状都要发生改变
C.任何物体受到力的作用后运动状态、形状都要发生改变
D.影响力的作用效果的因素有力的大小、方向和作用点
例1
√
环节二:力及其表示方法
4.力的表示方法
(1)力的图示:用一根带箭头的 来表示力这个 量。线段按照一定的比例(标度)画出。
①线段的 表示力的大小;
②线段 表示力的方向;
③ 表示力的作用点,线段所在的直线叫作力的作用线。
(2)力的示意图:只表示出力的 和 。
线段
矢
长短
指向
箭尾(或箭头)
方向
作用点
力的作用点
用一根带箭头的线段(有向线段)来表示
力的大小
力的方向
长短(粗略)
箭尾(头)点
箭头方向
方法一:力的示意图
力的三要素
F=30N
环节二:力及其表示方法
作图步骤:
(1)选定合适的标度;
(2)从作用点开始沿力的方向画一线段,线段的长度由力的大小和所选标度确定。
(3)画上箭头(表示力的方向)
用一条有向线段来表示力的三要素
15N
F=30N
线段的长度—大小
箭头的方向—方向
起点(终点)—作用点
方法二:力的图示
环节二:力及其表示方法
请你用一个点代表受力物体,作出以下几个力的图示和示意图,并指出施力物体和受力物体。
(1)水平桌面对放在桌面上的书施加的5 N支持力;
例2
(2)人用20 N的力沿与水平方向成30°角斜向上拉行李箱。
注意:力的示意图只要从力的作用点沿力的方向画一线段标上箭头即可。
(大多数情况都画力的示意图)
环节二:力及其表示方法
5.力的性质
(1)物质性:力不能离开物体而独立存在,同时存在施力物体和受力物体。
(2)相互性: 物体间力的作用是相互的,即力总是成对出现。
(3)矢量性:力不仅有大小,而且有方向,是矢量。
(4)独立性:一个物体可能同时受多个力作用,每一个力都产生独立的作用效果。
环节二:力及其表示方法
我们初中学过的力有哪些?它们的性质和效果一样吗?
6.力的分类
性质力(力的产生来源命名):重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等.
效果力(力的作用效果命名):压力、支持力、拉力、推力、动力、阻力、吸引力、排斥力等.
思考: 不同性质的力产生的效果可以相同吗?
不同性质的力, 效果可以相同;同一性质的力也可以产生不同的效果。
环节三:重力
树叶落地
干枯的树叶能够飘落到地面;掷出的铅球落向地面;无论人以多大的速度跳起,最终总会落到地面上。你能对这些自然现象和现实情况作出合理的解释吗?
铅球落地
地面附近的一切物体都受到地球的吸引
环节三:重力
1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
说明:
(1)不能说重力就是地球对物体的吸引力(G≤F引);
(2)地球上一切物体都受重力作用,物体所受重力的施力物体是地球;
(3)物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小、是否接触无关。
2.单位:牛顿,简称牛,符号用N表示。
环节三:重力
3.重力的大小
重力的大小跟物体的质量m成正比,即:G = mg
其中g = 9.8 N/kg,粗略计算取10N/Kg
因为1 N/kg=1 m/s2 ,所以 9.8 N/kg = 9.8 m/s2 。
g与前面学过的自由落体加速度一样吗?
同一物体在不同地点的重力一样吗?
环节三:重力
4.重力的方向
竖直向下(或垂直于水平面向下)。
环节三:重力
说明:地球上不同地方重力方向不同,竖直向下≠指向地心,也不能说垂直地面向下,只有两极和赤道处指向地心。
4.重力的方向
G
G
环节三:重力
练一练:画出重力的方向
G
上升中的战机
G
G
飞行中的足球
一串葡萄
画一串葡萄受到的重力,是画出每一个葡萄受到的重力还是整体画一个重力?
环节四:重心
各部分都要受
到重力作用
等效
各部分受
到的重力
作用集中
于一点
等效思想
环节四:重心
5.重力的等效作用点——重心
(1)定义: 一个物体的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分所受的重力集中作用于一点,这一点叫做物体的重心。
(2)重心的位置:
A:形状规则,质量均匀分布的物体,它的重心在其几何中心处。
小活动:手指尖顶书,指尖放在哪个位置才能成功呢?
G
环节四:重心
B: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。
C:重心的位置是可以变化的,重心也不一定在物体上。
不规则物体的重心在哪?该怎么找?
环节四:重心
支撑法
悬挂法
对于薄板状物体的重心,可以应用二力平衡的知识通过支撑法或悬挂法确定.
G
G
环节四:重心
学以致用:跳高姿势的变化是不断刷新跳高成绩的关键之一,请你谈一谈背越式跳高与跨越式跳高相比有什么优点.
分析:运动员采用跨越式跳高上升到同样的高度重心升高的高度小。
优秀跳高运动员都采用“背越式”技术。
(2024·成都市高一期中)关于物体的重力和重心,下列说法正确的是
A.物体的重力就是地球对物体的吸引力
B.对某一物体而言,其重力的大小不会因为物体从赤道移到南极而改变
C.重心是物体各部分所受重力的合力的作用点
D.任何几何形状规则的物体的重心,必与其几何中心重合
例3
√
(2024·自贡市高一期末)如图为仰韶文化时期的尖底瓶,装水后的尖底瓶有“虚则欹、中则正、满则覆”的特点,下面说法正确的是
A.瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点
B.向瓶中缓慢注入水的过程中,瓶(包括水)的重心位置逐渐
升高
C.瓶的重心可能在瓶口
D.瓶的重心一定在瓶底
例4
√
【变式】如图所示为一辆洒水车及其剖面图,洒水车的水罐内装满了水,当洒水车在水平路面上进行洒水作业时,水罐和水的共同重心将( )
A.先上升后下降 B.一直上升
C.一直下降 D.先下降后上升
D
环节五:重力的测量
1.二力平衡法
举例:弹簧测力计测重力。
2.公式法
由G=mg,测量物体质量,
计算物体的重力。
举例:用托盘秤测重力。
环节六:课堂小结
概念
方向
作用点
大小
重心
竖直向下
等效作用点
G=mg
力的基本性质
力的图示和力的示意图
力
重
力
二、
重力和
重心
一、
力及其表
示方法
三、
重力的
测量
电子秤
弹簧测力计
托盘秤
课时对点练
考点一 力及其表示方法
1.(2024·德阳市高一期末)下列说法中正确的是
A.力是物体与物体之间的相互作用
B.只有直接接触的物体间才有力的作用
C.由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知,力可以离开物体而独立
存在
D.甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用
基础对点练
1
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答案
√
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2
3
4
5
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9
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答案
力是物体对物体的作用,力不可以离开物体而独立存在,不直接接触的物体间也有力的作用,如磁铁之间的力,故A正确,B、C错误;
甲用力把乙推倒时,甲对乙有力的作用,而同时乙对甲也有力的作用,故D错误。
2.小王同学用水平向右的拉力F拉小车,F的大小为200 N,下列关于拉力的图示正确的是
1
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9
10
答案
A选项图中没有画出力的作用点且没有标度;
B选项图中没有标度;
C选项图中画出了力的作用点和方向,且确定了标度;
D选项图中拉力的方向应该水平向右。故选C。
√
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答案
考点二 重力和重心
3.(多选)关于重力,以下说法正确的是
A.重力的方向总是竖直向下的
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
√
√
重力的方向总是竖直向下的,A正确;
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,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,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,D正确。
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答案
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答案
4.(2024·攀枝花市高一期中)关于重心,下列说法中正确的是
A.重心就是物体上最重的点
B.形状规则、质量均匀分布的物体,它的重心在其几何中心
C.形状规则的物体,其重心一定在物体上,不可能在物体以外
D.物体各部分都受重力,引入重心没必要,因为不存在重心
√
重心是物体所受重力的等效作用点,形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心,但重心不一定就在物体上,比如质量分布均匀的篮球,其重心在其几何中心,不在篮球上,故选B。
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答案
5. (2024·泸州市高一期末)如图,小明在秋季运动会上参加了立定跳远比赛。比赛过程中,关于小明重心的变化,下列说法正确的是
A.重心保持不变
B.重心先升高后降低
C.重心与其体形的变化无关
D.重心始终是身体上最重的点
√
重心是物体所受重力的等效作用点,与物体的形状及其质量分布均有关系。在立定跳远中,小明的重心先升高后降低,重心在身体上的位置也会随动作的改变而变化,B项正确。
6.把一个放在水平地面上、长为l的匀质链条竖直向上刚好拉直时,它的重心位置升高多少?把一个放在水平地面上、棱长为a的匀质正方体,绕其中一条棱翻转90°,该过程中其重心升高的最大高度是多少?
答案
质量分布均匀、形状规则的物体,其重心在几何中心,把匀质链条从
水平位置刚好拉直时,重心上升的高度为;匀质正方体的重心在其几何中心,绕底面上的棱翻转45°时,重心从
。
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答案
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答案
7.在足球比赛中,专业的足球运动员能够巧妙地踢出“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,足球的重心在足球中的
位置发生了变化
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
能力综合练
√
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答案
足球的重心在足球的几何中心,即足球的球心,足球离开脚后在空中运动过程中,足球仍然受到重力的作用,重心在足球中的位置不发生变化,足球所受的重力方向始终竖直向下,故D正确,A、B、C错误。
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10
答案
8.(2023·广安市邻水实验学校高一月考)如图所示,n块厚度为d的相同的砖块,靠在一起平放在地面上,现将它们一块一块向上叠起来,这堆砖的重心升高了
A.d B.d
C.d D.nd
√
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答案
当砖块平放在地面上时,重心高度为,将它们一块一块向上叠起来时,重心高度为,这堆砖的重心升高了Δh=d,故选B。
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10
答案
9.(2024·达州市高一期末)小明在参观科技馆时观察到有一个十分有趣的“锥体上滚”实验。如图所示,将一个双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的最低处,就会看到它似乎在向“上”滚去,关于锥体的运动,下列说法正确的是
A.双圆锥体的重心在锥体的外部,不在锥体上
B.在双圆锥体上滚的过程中,锥体的重心在向上运动
C.双圆锥体上滚实验中,虽然看到的现象好像是锥体在上
滚,但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的
D.当双圆锥体在轨道的最低处时,它的重心在最低处;当双圆锥体在轨道最
高处时,它的重心在最高处
√
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答案
双圆锥体上滚的原理是重心运动,虽然看到的现象好像是锥体在上滚,但是从侧面观察锥体重心其实是下移的,B错误,C正确。
双圆锥体的重心在锥体的内部几何中心上,不在锥体外面,重心的具体位置在锥体的中心轴的中间,A错误。
双圆锥体放在轨道的最低处时,放手后它会向轨道高处滚动,这是因为当双圆锥体在轨道的最低处时,它的重心在最高处;当双圆锥体在轨道最高处时,它的重心却在最低处,D错误。
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答案
10.如图所示,一探究小组欲通过悬挂法确定一边长为a的、质量分布不均匀的正方形薄板ABDC的重心位置。悬挂点C时,BD边中点E恰好在点C正下方;悬挂点D时,AC边中点F恰好在点D正下方。则薄板的重心与CD边的距离是
A.a B.a
C.a D.a
尖子生选练
√
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答案
由题意可知,根据二力平衡,薄板的重心应该在CE和DF的交点位置,则由几何关系可知,重心与CD边的距离为a,故选C。
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