第3章 第1节 力 重力-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用Word(教科版)

第1节　力　重力 1．知道力的概念及矢量性，会作力的图示。 2．了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向。 3．理解重心的概念。 一、力 1．定义：物体与物体之间的一种_____________________________。 2．作用效果 (1)力可以改变物体的____________。 (2)力可使物体产生______________。 3．力的三要素：力的__________、__________和__________。 4．力的单位：国际单位制中，力的单位是________，简称________，符号________。 5．力的图示：用一根带箭头的线段表示力，线段是按一定的比例(标度)画出的，它的长短表示力的________，它的指向表示力的______，箭头(或箭尾)表示力的________，线段所在的直线叫作____________，这种表示力的方法叫作力的图示。 6．力的示意图：用一根带箭头的有向线段表示力的方向和作用点，线段的长短不严格表示力的大小。 7．按命名方式的不同分类 (1)按性质命名的力有：重力、________、摩擦力、电场力、分子力等。 (2)按效果命名的力有：压力、__________、拉力、推力、动力、__________、浮力等。 8．按相互作用的物体是否接触分类 (1)接触力：弹力、摩擦力。 (2)非接触力：重力、电场力、分子力等。 二、重力及其大小和方向 1．产生：地球表面的一切物体都会受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。 2．方向：竖直向下。 3．大小：重力的大小又称为物重，可用弹簧测力计测量，公式为G＝mg。 三、重心 1．定义：物体的各部分都受到重力的作用，从________上看，可以把物体各部分受到的重力视为________________，这个点就是重力的作用点，叫作物体的重心。 2．重心位置的决定因素 (1)物体的________。 (2)物体内质量的分布情况。 四、重力的测量 1．在实验室里用____________测量重力的大小。 2．市场上普遍使用的电子秤测量的也是物体所受的重力。 判断下列说法是否正确。 (1)只有接触的物体间才会有力的作用。(　　) (2)只要两个力的大小、方向相同，这两个力的作用效果就相同。(　　) (3)要想描述清楚一个力需要指明力的大小、方向和作用点。(　　) (4)重力是由于地球的吸引而产生的，但它的方向不一定指向地心。(　　) (5)质量大的物体受到的重力一定比质量小的物体受到的重力大。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)× [答案自填] 相互作用　运动状态　形变　大小　方向　作用点　牛顿　牛　N 大小　方向　作用点　力的作用线　弹力　支持力　阻力　效果　集中作用在某一点　形状　弹簧测力计 知识点一　对力的理解 1．对力的四性的认识 物质性 力是物体对物体的作用，力不能离开物体而独立存在，每个力的产生必须同时联系两个物体，即施力物体和受力物体 相互性 物体之间力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体，力总是成对出现的，且物体间的这一对力总是同时产生，同时消失，同时变化 矢量性 力是矢量，不仅有大小，而且有方向 独立性 一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其他力的作用无关 2.力的作用效果 (1) (2)大小、作用点相同，方向不同的力作用效果不同。 (3)力的作用效果除与力的大小、方向有关外，还与力的作用点有关。 (4)分析力的作用效果是判断物体是否受力的最基本方法。 　关于力的描述，下列说法正确的是(　　) A．“秋风扫落叶”，叶子受到力的作用，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也会存在 B．乒乓球运动员用力拍打乒乓球，乒乓球受力后飞出，对乒乓球施力的物体是人 C．只要两个力的大小相等，它们产生的效果一定相同 D．物体间力的作用是相互的，物体在施力的同时也在受力 [解析]　叶子受到力的作用，施力物体是风，任何力都有它的施力物体，故A错误；乒乓球受力后飞出，对乒乓球施加力的作用的物体是球拍，相互作用力不需要其他物体来传递，故B错误；力的作用效果由力的三要素决定，大小相等的力，若作用点不同、作用力的方向不同，则产生的效果也不同，故C错误；由于力是物体间的作用，其作用是相互的，施力物体同时也是受力物体，故D正确。 [答案]　D 知识点二　力的表示方法 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点。 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小。 　如图是一个质量分布均匀的铁球所受重力的图示，下列说法正确的是(　　) A.力的图示中标度是唯一的，必须是25 N B．根据力的图示可读得铅球所受重力的大小为50 N C．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 D．力的图示中重力的方向垂直于平面向下，当放在斜面上则垂直于斜面向下 [解析]　力的图示中标度不是唯一的，可以是5 N、10 N等，A错误；根据力的图示可读得铅球所受重 力的大小为50 N，B正确；力的图示中重力的作用点在重心上，可以认为各部分受到的重力作用集中于重心上，其他部分也受重力，C错误；力的图示中重力的方向总是竖直向下的，无论放在什么位置，重力的方向都是竖直向下的，D错误。 [答案]　B 　(1)在图甲中木箱的P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱，木箱所受重力为200 N，作出重力和拉力的图示。 (2)作出图乙中电灯所受重力和拉力的示意图。 [答案]　(1)　(2) 知识点三　重力和重心 如图所示，树上的苹果会落向地面；建筑工地上工人常用重垂线来检测墙壁是否竖直。为什么树上的苹果总要落向地面？为什么使用重垂线能检测墙壁是否竖直呢？ 提示：苹果落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用；重垂线能检测墙壁是否竖直，也是因为重力的方向是竖直向下的，重锤静止时，悬挂重锤的细线方向一定是沿竖直方向的，如果墙壁与细线平行，就说明墙壁是竖直的，没有倾斜。 1．重力的大小 (1)重力的大小G＝mg，只与物体的质量m和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关。 (2)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。 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。 3．重力的作用点——重心 (1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用。重心的位置跟物体的形状和质量分布有关。质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心。重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。 (2)重心位置的确定方法：对于薄板状物体的重心，可以应用二力平衡的知识通过悬挂法确定。 角度1　对重力的理解 　关于重力，下列说法正确的是(　　) A．重力没有施力物体 B．在空中飞行的物体不受到重力作用 C．重力的方向总是垂直于接触面向下的 D．同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等 [解析]　任何力都有施力物体，重力的施力物体是地球，A错误；在地球上或地球周围的物体都会受到重力的作用，B错误；重力的方向总是竖直向下，不一定垂直于接触面，C错误；地球各处的重力加速度大小不一定相等，故同一物体在地球各处所受重力大小也不一定相等，D正确。 [答案]　D 角度2　对重心的理解 　(2023·浙江绍兴统考)关于物体的重心，以下说法正确的是(　　) A．重心就是物体上最重的一点 B．任何形状规则的物体，它的重心一定在其几何中心 C.重心是物体所受重力的作用点，所以重心总是在物体上，不可能在物体外 D．悬挂在细线下的薄木板处于平衡状态，则物体的重心一定在沿细线方向的竖直线上 [解析]　重心是物体各部分所受重力的等效作用点，不是物体上最重的一点，故A错误；物体的重心不仅与形状有关，还与物体的质量分布有关，所以形状规则的物体，它的重心不一定在其几何中心，故B错误；重心是物体所受重力的作用点，可能在物体上，也可能在物体外，故C错误；用细线将物体悬挂起来，静止时物体所受的重力与细线的拉力平衡，作用在同一直线上，所以重心一定在沿细线方向的竖直线上，故D正确。 [答案]　D 　(2024·广东深圳校考期中)如图，《荀子·宥坐》记录孔子曰“虚则欹、中则正、满则覆”的尖底瓶，它是古人们对重心知识的巧妙应用。由虚到满过程中，关于瓶与液体共同重心(　　) A．一直下降　　　　　 B．一直上升 C．先下降后上升 D．先上升后下降 [解析]　瓶本身的重心位置不变，水比较少时随着水的增加，整体的重心位置先降低然后再随着水的增加逐渐升高，C正确。 [答案]　C 1．(对力的理解)下列说法正确的是(　　) A．甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感觉到痛，说明甲对乙施加了力，而乙未对甲施加力 B．地球对苹果有引力作用，苹果对地球没有引力作用，所以苹果才落到地面上 C．磁铁吸引铁钉时，磁铁不需要与铁钉接触，说明力可以脱离物体而存在 D．网球运动员用力击球，网球受力飞出后，网球受力的施力物体不再是人 解析：选D。甲对乙施力的同时，乙对甲也施力，只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、胸部，更能承受打击罢了，所以乙感到痛而甲未感到痛，故A错误；地球对苹果有引力作用，使苹果落到地面，由于力的作用是相互的，苹果对地球也有引力作用，故B错误；力不可以离开物体而存在，磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场产生的，磁场离不开磁铁，故C错误；网球飞出后受重力和阻力，施力物体是地球和空气，而不再是人，故D正确。 2．(对重力的理解)(多选)在绳下吊一个小球保持静止状态，下列说法正确的是(　　) A．小球对绳的拉力就是小球所受的重力 B．小球对绳的拉力大小等于小球所受的重力，但拉力不是重力 C．由于小球吊在空中，所以小球所受的重力没有施力物体 D．小球所受重力的施力物体是地球 解析：选BD。由小球保持静止状态可知，小球对绳的拉力大小等于小球所受的重力，但拉力与小球所受的重力是两种不同性质的力，A错误，B正确；地球附近的物体都受重力的作用，施力物体是地球，C错误，D正确。 3．(对重心的理解)如图所示，一容器内盛有水，容器的下方有一阀门S，打开阀门让水从小孔中慢慢流出，在水流出的过程中，水和容器的共同重心将(　　) A．一直下降　　　　　　 B．一直上升 C．先升高，后降低 D．先降低，后升高 解析：选D。首先，水面的下降将导致水和容器这个共同体的质量分布发生变化。即开始一段时间内，水面下降，重心下降；但又由于容器自身质量的影响，水面下降到一定程度后，重心又开始上升了，直至水流完，重心又回到空容器的重心位置，故D正确。 4．(力的图示)如图所示，绳对物体竖直向上的拉力大小为150 N，试用力的图示法表示出该拉力。 解析：画力的图示要严格按照以下步骤进行：(1)选定标度。(2)从作用点沿力的方向画一线段，线段长短按选定的标度和力的大小画。线段上加刻度，如图甲所示，从O点竖直向上画一段3倍于标度的线段。(3)在线段终点加箭头表示力的方向。为了简便，也可以照图乙那样不画物体，而用质点来表示物体，画出力F的图示。 答案：见解析 学科网（北京）股份有限公司 $