3.1 重力与重心 课件 -2025-2026学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

该高中物理课件聚焦“重力与重心”核心内容，通过重垂线检测墙壁、“马踏飞燕”稳定性等生活实例导入，衔接力的概念辨析、图示规范及重心位置分析，构建从生活现象到物理规律的学习支架。 其亮点在于典例解析融入科学思维（如立方体翻转用几何知识推理重心变化），生活情境渗透科学态度与责任（如欹器、自动冲水装置设计），分层练习覆盖基础到培优。助力学生深化相互作用观念，提升模型建构与科学推理能力，教师可高效开展概念教学与应用训练。

第3章　相互作用 第1节　重力与重心 学思用 典例详解 例1-1 下列关于力的说法正确的是( ) C A.力是物体对物体的作用，所以只有直接接触的物体间才有力的作用 B.只要两个力的大小相同，它们产生的效果一定相同 C.力是改变物体运动状态的原因 D.力的大小可以用天平测量 【解析】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，如磁铁之间的作用力，故A错误；两个力的大小相同，它们产 生的效果不一定相同，因为力的作用效果除了看力的大小之外，还要看力的作用点 和方向，故B错误；力是使物体发生形变和改变物体运动状态的原因，故C正确；力 的大小可以用弹簧测力计测量，天平测量物体质量，故D错误. 2 例1-2 下列说法正确的是( ) D A.射出枪口的子弹，能打到很远的地方，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用 B.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 C.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到力，不会施力 D.任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体 【解析】子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没受到所谓的推力作用， A错误；物体间力的作用总是相互的，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物 体，甲推乙的同时乙也推甲，B错误，D正确；无论物体是否有生命或是否有动力， 物体受到力的同时，都会施力，如马拉车的同时,车也拉马，C错误. 3 例1-3 小王同学用水平向右的拉力拉小车，的大小为 ，下列关于拉力的图 示正确的是( ) C A. B. C. D. 点拨 【解析】A图中没有画出力的作用点，且没有标度，故A错误；B图中没有标度，故 B错误；C图中画出了力的作用点和方向，且确定了标度，故C正确；拉力的方向应 该向右，作用点在小车上，故D错误. 4 点评 （1）力的图示中，力的作用点、大小和方向缺一不可. （2）画同一物体受到的几个力的图示时，各力要用同一标度. 5 学思用 典例详解 【想一想丨问题辨析】 建筑工人在施工时会用如图3-1-1所示的装置检测墙壁，该装置我们称之为“重垂线”. 为什么使用重垂线能检测墙壁是否竖直？ 图3-1-1 提示 重垂线检测墙壁是否竖直是利用重力的方向总是竖直向下的原理，所以悬挂重 锤的细线一定沿竖直方向，若墙壁与细线平行，则墙壁竖直. 6 例2-4 关于重力，以下说法正确的是( ) D A.重力的方向总是垂直于支持面向下的 B.重力的方向总是指向地心的 C.同一物体在地球各处所受的重力相同 D.重力的大小不总等于弹簧测力计下面竖直悬挂的物体受到的弹簧测力计的拉力的大小 【解析】重力的方向总是竖直向下的，与支持面无关，并不总是指向地心，只有在 赤道和两极时，重力的方向才指向地心，A、B错误；由于重力加速度随纬度的增大 而增大，故同一物体在地球各处所受的重力是不同的，C错误；重力的大小不总等于 弹簧测力计下面竖直悬挂的物体受到的弹簧测力计的拉力的大小，只有在物体处于 静止或匀速直线运动状态时，二者大小才相等，D正确. 7 学思用 典例详解 例3-5 如图3-1-4所示，一根质量均匀分布的直铁丝的重心位置在其中点 ，把它弯 成一个圆环,其重心位置在圆心 .下列说法正确的是( ) A 图3-1-4 A.直铁丝变成圆环,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 ，说明重心一定在物体上 C.除了 点,直铁丝其他部分不受重力 D.圆环所受的重力方向总是垂直于地面向下 8 【解析】直铁丝变成圆环,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 ，说明重心也 可以在物体外面，故B错误；重心是重力的等效作用点，除了 点,直铁丝其他部分也 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的，不一定垂直于地面 向下，故D错误. 9 【想一想丨问题辨析】 “马踏飞燕”是汉代艺术家高超艺术的结晶，如图3-1-5所示，飞奔的骏马将一只马蹄 稳稳地踏在飞燕上.骏马的重心是否一定在与飞燕接触点所在的竖直线上？ 图3-1-5 提示 骏马的重心一定在与飞燕接触点所在的竖直线上，否则不会如此稳定. 10 例3-6 如图3-1-6所示，不倒翁不倒的原因是它的重心设计巧妙.下列说法正确的是 ( ) C 图3-1-6 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.不倒翁的重心不在不倒翁上 【解析】在其他条件不变的情况下，重心越低，物体的稳定性越好，由此可知，不 倒翁的重心一定做得很低，C正确，A、B、D错误. 11 方法帮 解题课丨关键能力构建 题型1 力的描述 图3-1-7 例7 如图3-1-7所示，甲中在木箱的 点，用一与水平 方向成 角斜向上的 的力拉木箱；乙中在木 块的点施加一与竖直方向成 角斜向上的 的 推力，把木块抵在墙壁上．试作出甲、乙两图中所给 思路点拨 根据力的图示的画法，正确选取标度画出力的图示． 力的图示，并作出丙中电灯所受重力和拉力的示意图． 12 图3-1-8 【解析】（1）此题可按以下步骤对 点的拉力进行作 图：①选用一定长度的线段表示 的力;②从作用点 沿力的作用方向画一线段，根据选定的标度与力的 大小确定线段的长度，并在线段上加刻度，如图3-1-8 甲;③在线段的尾端加上箭头表示力的方向．（2）可按同样的步骤画出 点推力的 图示如图乙，作图时，注意 点推力的方向．（3）画丙图中力的示意图时，可按以 下步骤进行：①选定电灯为研究对象;②从作用点沿拉力方向（沿绳的方向）画出一 适当长度的线段，在线段的末端标出箭头表示拉力的方向，这就是绳对电灯拉力的 示意图．同样沿重力方向（竖直向下）画出一适当长度的线段，在线段的末端标出 箭头表示重力的方向，这就是电灯所受重力的示意图，注意表示拉力与重力的线段 长度应该相等，且在一条直线上，如图丙 所示． 13 画力的图示和力的示意图的流程 14 【学会了吗丨变式题】 1.如图3-1-9所示，表示的是小车所受外力 的图示，所选标度都相同，则对小车的运 动作用效果相同的是( ) 图3-1-9 B A.和 B.和 C.、和 D.都不相同 【解析】由题图可知和的大小方向都相同，比小，的方向与 的 方向不同，故和 的作用效果相同，B正确. 15 题型2 重心位置的确定 图3-1-10 例8 ［教材第76页“节练习”第5题改编］ 如图3-1-10所示，把一个 平放着的棱长为的均质立方体绕棱顺时针翻转，使对角面 处于竖直平面内，则它的重心位置升高了( ) C A. B. C. D. 16 【解析】 17 素养 考查途径 物理观念 考查质量分布均匀且形状规则的立方体的重心. 科学思维 将问题从立方体中转化为平面内，再利用几何知识来寻找重心的 位置变化. 重心的确定方法 质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心处.形状不规则的物体,可以利用 二力平衡确定重心.（详见本节知识点3） 18 【学会了吗丨变式题】 2.新 传统文化 （2025·江苏镇江期中）欹 器是我国古代一种倾斜易覆的盛水器， 其特点是“水少则倾，中则正，满则覆”，如图3-1-11甲所示为仿制欹器的空桶，桶可 绕水平轴转动，图乙为其截面图， 为桶的对称轴，下列说法正确的是( ) D A.空桶静止时其重心高于水平轴 B.空桶静止时其重心不在水平轴下方 C.注水的过程中桶与水整体的重心远离 D.桶装满水后重心位于水平轴上方 19 【解析】 选项 分析 正误 A 空桶静止时，若重心在水平轴正上方，则不会倾斜，若空桶略有 倾斜，空桶即刻倾倒，所以空桶静止时重心必在水平轴下方. B C 注水的过程中整体的重心位置先降低然后逐渐升高，不是远离 . D 由题意知，当盛满水时，桶翻倒，据此可知，盛满水时，桶和水 整体的重心在水平轴上方. √ 20 高考帮 考试课丨核心素养聚焦 考情揭秘 素养点击 基本考查点 重力、重心. ____________________________________________________________________________________________________ 热点及难点 重心位置的确定. 题型及难度 选择题，难度偏易. 高考中地位 一般不单独命题. 21 考向 考查影响重心位置的因素 图3-1-12 例9 （2022·浙江1月选考科目试题）如图3-1-12所示，公园里有一 仿制我国古代欹器的 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 ( ) D A.水桶自身重力的大小 B.水管口每秒出水量的大小 C.水流对桶的撞击力的大小 D.水桶与水整体的重心高低 本题主要考查影响物体重心位置的因素，要求考生理解物体的形状和质量分布 都会影响物体重心的位置.试题从日常生活中常见的现象引入，引导考生从物理学角 度分析生活实际现象，提升物理观念这一学科素养. 22 【解析】桶中水增多时，水桶和水的重心先下移后上移，当重心上移到某一高度时， 水桶会翻转，所以决定桶能否翻转的主要因素是重心的高低，与自身重力、出水量 和撞击力等无必然联系，故D正确，A、B、C错误. 23 练习帮 习题课丨学业质量测评 A 基础练丨知识测评 建议时间:15分钟 1.我们生活在地球上，重力无处不在，下列没有利用到重力的是( ) D A.砌墙时用铅垂线检验墙身是否竖直 B.农业生产中的抛秧 C.人起跳后落回地面 D.拉弓射箭 【解析】用铅垂线检验墙身是否竖直利用了重力的方向总是竖直向下，A错误；抛 出去的物体最终要落回地面，人起跳后落回地面，是因为都受到了重力的作用且重 力的方向竖直向下,B、C错误；拉弓射箭，由于弓身发生形变，通过弓弦对箭产生了 弹力作用，使箭射出去，没有利用重力，D正确. 24 2.新 自然环境 帝企鹅是南极常见的一种动物，如图所示的是一只处在南极极点的 帝企鹅.如果把地球看作一个均匀的球体，关于此帝企鹅与重力有关的问题，下列说 法正确的是( ) C A.帝企鹅的重心一定在其体外 B.帝企鹅受到的重力不一定等于地球对它的吸引力 C.帝企鹅受到的重力的方向一定指向地心 D.帝企鹅对地面的压力就是其受到的重力 【解析】帝企鹅正常站立时，重心在其体内，A选项错误；在南极极点帝企鹅受到 的重力等于地球对它的吸引力，B选项错误；在南极极点，重力的方向是指向地心的, C选项正确；帝企鹅对地面的压力与其受到的重力是两种不同性质的力，D选项错误. 25 3.把一个月牙状的薄板悬挂起来，静止时如图所示．则薄板的重心可能是 图中的( ) D A.点 B.点 C.点 D. 点 【解析】根据悬挂法测量重心位置的原理，结合二力平衡条件分析可得， 重心位置可能是 点． 26 4.在图示几何体或物品中符合重心一定在几何体内部且位于中心的是( ) A A.如图甲所示的均匀材质的实心铁球 B.如图乙所示的煎好的麦饼 C.如图丙所示的实心球 D.如图丁所示的对称的马蹄形磁铁 【解析】 选项 分析 正误 A 甲为均匀材质的实心铁球，重心一定在其几何中心. √ B 煎好的麦饼质地不一定均匀、形状不一定规则. C 实心球质地不一定均匀. D 马蹄形磁铁的重心在几何体外部. 27 5.如图所示，把一个质量分布均匀的圆盘挖去一部分，与挖去前相比,圆盘重力大小 及重心位置的变化情况是( ) A A.重力变小，重心位置改变 B.重力变大，重心位置改变 C.重力变小，重心位置不变 D.重力变大，重心位置不变 【解析】挖去一部分后，圆盘的质量变小，重力变小；圆盘的质量分布发生了变化， 则圆盘的重心位置改变，故A正确，B、C、D错误. 28 6.用图示法画出力，并指出施力物体和受力物体. （1）在水平桌面上重 的书的重力； 【解析】在水平桌面上重 的书的重力，施力物体是地球，受力物体是书，力的 图示如图甲所示. 29 （2）空气对气球的 的浮力； 【解析】空气对气球的 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 的方向用 的力拉小车. 【解析】小孩以向东偏北 的方向用 的力拉小车，施力物体是小孩，受力物 体是小车，力的图示如图丙所示. 30 B 综合练丨选考通关 建议时间:15分钟 7.关于图示的两个力和 ，下列说法正确的是( ) D A. ，因为表示两个力的线段一样长 B.，因为表示 的标度大 C.，因为只有两个标度的长度，而 有三个标度的长度 D.无法比较，因为两个力的标度的大小未知 【解析】在力的图示中，所表示力的大小取决于图中标度的大小和线段的长度，离 开了标度的大小仅由线段的长度无法比较和 的大小. 31 8.下列说法正确的是( ) C A.物体重力的大小等于它对竖直悬绳拉力的大小或等于它对水平支持面压力的大小 B.地球各处的重力方向都是相同的 C.重心是重力的等效作用点 D.对某一物体而言，其重力的大小总是一个恒量，与物体所处位置无关 【解析】物体重力的大小与它对竖直悬绳的拉力或它对水平支持面压力的大小并不 一定相等，A选项错误.在地球上各处的重力都是竖直向下的，但各个地方的竖直向 下并不是指向同一方向，例如南极和北极的重力方向恰好相反，同一物体在不同纬 度处的重力大小也是不同的，所以B、D错误.重心是重力的等效作用点，所以C正确. 32 9.新 学习探索情境 （2025·山东淄博质检）如图所示，小齐同学做实验 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，下列说法正确的是( ) D A.空烧杯的重心在烧杯上 B.烧杯与水组成的整体的重心将一直上升 C.烧杯与水组成的整体的重心将先上升后降低 D.烧杯与水组成的整体的重心将先降低后上升 33 【解析】 故A、B、C错误，D正确. 34 10.［教材第76页“节练习”第5题改编］（多选）如图所示，一条质量分布 均匀的 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（未触地），以下说法正确的是( ) BD A.链子重心下移了 B.链子重心下移了 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】初始时链子的重心在距圆环下端 处,刚离开圆环时链子的重心在距圆 环下端处,链子的重心下移了 ,故A错误，B正确；下滑过程，可看作将左 侧链子下端移到右侧链子下端，则链子重心一直下移,故C错误，D正确. 35 11.如图所示，一探究小组欲通过悬挂法确定一边 长为的、质量分布不均匀的正方形薄板 的 重心位置.悬挂点时，边中点恰好在点 正 下方；悬挂点时，边中点恰好在点 正下方. 则薄板的重心到 边的距离是( ) C A. B. C. D. 【解析】由题意可知，根据二力平衡，薄板的重心应该在和 的交点位置，如图所示，则由几何关系可知，重心到 边的距离 为 .故C正确. 36 C 培优练丨能力提升 建议时间:10分钟 12.新 设问创新 小发明——设计一个自动冲水装置. 有一个排污沟，需要每隔十多分钟用水冲洗一次.为 此，请你应用重心的知识设计一个自动冲水装置.设 计的思路：用一个可以转动的容器接住从水龙头细 细流出的水，容器中的水装到一定体积时，由于重心位置的变化，容器失去平衡而 翻倒，容器中的水被全部倒出冲洗排污沟，倒完水的容器又能自动恢复到原来的位 置重新接水，如此往复.调节水龙头的流量，还可以控制两次冲水的时间间隔.请你在 如图的圆圈中画出你构思的这个装置的图示. 37 【解析】如图所示，让容器重心位于转轴的左方，拧开水龙头，水不断注入容器， 容器中的水位逐渐上升，容器（容器和水组成的整体）的重心向右上方移动.当重心 超过转轴向右一定距离后，容器就会翻倒，容器中的水倒出.倒完水后容器的重心回 到转轴左方，又能自动恢复到原来位置重新接水，如此往复.调节水龙头的流量，可 以控制两次冲水的时间间隔. 38 $