3.1 重力 课件-2026-2027学年高一上学期物理粤教版必修第一册

该高中物理课件围绕重力展开，涵盖概念、方向、大小、力的表示及重心等核心知识。以苹果落地情境导入，引导学生思考重力的施力物体、大小等问题，衔接前章重力加速度，通过图解课标、要点解读搭建学习支架。 其亮点是结合生活实例如塔吊配重、重力探矿，渗透物理观念与科学思维，用表格对比力的图示与示意图，变式题强化理解。助力学生提升应用能力，为教师提供系统教学资源，提升教学效率。

第三章 相互作用 第一节 重力 1 图解课标要点 1.了解重力的内涵并能 用重力的概念解释生 产生活中的相关现 象，能解决一些有关 重力的实际问题. 2.形成与重力相关的相 互作用观念. 成熟的苹果最终会落到地上，这是因为苹果受到重力的作用，那么重力是谁施 加的呢？怎样量度重力的大小呢？重力的方向如何？作用点在哪里？学完本节知识， 同学们将会找到这些问题的答案. 2 必备知识解读 知识点1 重力 1 重力的概念 由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力. . . 3 要点解读 对重力的理解要点 1.在地球附近的一切物体，不管质量大小，也无论有无生命，皆受重力作用. 2.重力是由地球的吸引而产生的，由于地球自转的影响，在通常情况下我们所 说的重力不等于地球对物体的吸引力. 3.重力是非接触力. 4.重力的施力物体是地球. 5.物体所受的重力与物体所处的运动状态以及物体是否受其他力无关. . . . . 4 2 重力的方向 重力的方向总是竖直向下（不能说“垂直接触面向下”.）的. 特别提醒 关于重力方向的两点提醒 图3-1-1 . . 5 1.“竖直向下”既不能说成“垂直向下”，也不能说成“指向地心”.“竖直向下”是垂直 于当地的水平面向下，因此地球上各处的重力方向并不相同，如图3-1-1所示.而“垂 直向下”可以是垂直于任何支持面向下；只有在地球两极或赤道时，重力的方向才指 向地心，其他位置并不指向地心. 2.重力的方向不受其他力的影响，与物体的运动状态也没有关系，在任何情况 下均竖直向下. 6 3 重力的大小 （1）重力的单位 重力的单位是牛顿，简称牛，用符号 表示. （2）测量：在实验室里，重力的大小可以用弹簧测力计测出.物体静止时弹簧 测力计的拉力的大小等于物体受到的重力. （3）计算：物体受到的重力与物体的质量的关系是 . 是比例系数，实际上就是我们上一章学习的重力加速度. 的数值随地理纬度的 增加而增大，随离地面高度的增加而减小.通常情况下取（ 的单位既可以 是,又可以是,而且.），表示质量为 的物体受到的重力 是 . . . 7 图3-1-2 特别提醒 计算重力大小的注意事项 1.在同一地点，物体的重力与质量 成正比，比例系数就是 当地的重力加速度,在坐标系中， 图线是一条过坐标 原点 的射线，如图3-1-2所示，图线的斜率在数值上等于当地的重 力加速度 . 2.物体所受重力的大小与物体所处位置的纬度有关，当物体离地面的高度一定 时，在纬度越高的位置，其所受重力越大；重力的大小还与物体所处位置的高度有 关，位于同一纬度的物体，其位置越高，所受重力越小. 8 4 力的表示方法 在物理学中，通常用力的图示和力的示意图来简明地表示某个力，它们的对比 和区别如下.#1 项目 力的图示 力的示意图 画图 步骤 （1）选定标度：用某一长度的线段表示某 一大小的力. （2）确定线段：从作用点沿力的方向画一 线段，根据选定的标度和力的大小按比例确 定线段的长度，并在线段上加刻度. （3）标注方向：在线段的一端加箭头表示 力的方向，箭头或箭尾所在位置表示力的作 用点，线段所在的直线表示力的作用线. （1）无需选定标度. （2）确定线段：从作用点开始 沿力的方向画一条适当长度的 线段即可. （3）标注方向：在线段的末端 画出箭头，表示方向. 9 项目 力的图示 力的示意图 示例 续表 10 项目 力的图示 力的示意图 区别 （1）需要画出力的作用点、方向和大小. （2）标明标度，表示力的有向线段的长度 要严格按比例确定. （3）力的三要素（大小、方向、作用点） 俱全，可准确表示一个力. （1）只画力的作用点和方向. （2）无标度，表示力的有向线 段的长度无严格规定. （3）突出了力的方向和作用 点，仅表示物体在该方向上受 到力的作用. 续表 学思用·典例详解 例1-1 关于重力，以下说法正确的是( ) B A.重力是由地球对物体的吸引而产生的，其方向一定指向地心 B.重力的方向就是物体自由下落的方向 C.重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出 D.在不同的地点，质量大的物体一定比质量小的物体的重力大 【解析】重力是由地球对物体的吸引而产生的，重力的方向并不总是指向地心，只 有在地球两极和赤道处，重力的方向才指向地心，A错误；重力的方向竖直向下， 其方向就是物体自由下落的方向，B正确；重力的大小可以用弹簧测力计直接测出， 天平是测量质量的工具，C错误；在不同地点，不一定相同，由 可知在不 同的地点，质量大的物体不一定比质量小的物体的重力大，D错误. 12 【想一想丨问题辨析】 一部分棉花，在上海称量时重力为，在赤道上称量时重力仍为 ，试问棉 花是受潮了，还是变干了？你能根据教材第二章中给出的一些城市或地区的重力加 速度计算出相差多少千克的水分吗？并将你的结果和同学们交流. 提示 根据教材第二章中一些城市或地区的重力加速度可知，上海的重力加速度 大于赤道的重力加速度 ，因此，相同质量的棉花在赤道上 称量时会变轻，而实际称量时重力仍为 ，说明棉花受潮了，相差的水分的质量 为 . 13 核心点击 力的概念及力的表示 1.力的定义 力是物体和物体间的相互作用. 2.力的性质 （1）力的相互性：任何两个物体之间力的作用总是相互的，施力物体同时也一定是 受力物体. （2）力的物质性：力是物体对物体的作用，力不能离开物体而独立存在. （3）力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向.它可以用一条带有箭头的线段 来表示.#1.1.2.3 14 （4）力的独立性：任何一个力都独立产生作用效果，使物体发生形变或使物体的运 动状态发生变化. 3.力的三要素 力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关.力的大小、方向和作用点称为力的三 要素.#1.1.3.1 15 图3-1-3 例1-2 如图3-1-3所示，重 的木块浮在水面上，请在图中画出木块 所受浮力的图示和重力的示意图. 【答案】如图3-1-4甲、乙所示 图3-1-4 【解析】木块受重力和浮力作用，根据二力平衡可知浮力 的方向竖直向上，大小和重力相等，浮力的图示和重力的 示意图分别如图3-1-4甲、乙所示. 16 知识点2 重心 1 重心的概念 一个物体的各个部分都受到地球的吸引，从效果上看，可以认为各部分受到的 重力作用集中于一点，这一作用点就叫作物体的重心（重心是重力的等效作用点， 重心概念的建立体现了等效替代的思想方法.）. . . 17 2 重心的确定 图3-1-5 影响重心位置的因素：物体重心的位置由物体的形状与质量 分布情况决定，对于形状与质量分布固定的物体，其重心与放置 状态无关，与运动状态也无关. （1）质量分布均匀的物体，重心位置只跟物体的形状有关. 若物体的形状是中心对称的，对称中心就是重心.如铅球、魔方等物体，以及篮 球、排球等空心物体，它们的重心都在其几何中心上（物体的重心可以不在物体 上.），如图3-1-5所示. . . . . . . . . . . . . 18 （2）质量分布不均匀的物体，重心位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质 量分布情况有关,其重心可利用二力平衡的方法确定. （支撑法） 如细棒（忽略粗细）（不一定均匀）的重心位置可用二力平衡的方法找到.用一个 支点支撑细棒，不断改变支点的位置，待细棒可保持平衡时，即可找到重心的位置. . . . . . . . . 19 图3-1-6 （悬挂法） 对于不规则的均匀薄板状物体（忽略厚度），可以用 悬挂法确定其重心的位置，依据的原理是二力平衡.如图3- 1-6所示，先在 点把物体悬挂起来，物体静止时,其所受的 重力与悬绳对其的拉力在同一竖直线上，所以物体的重心 一定在通过点的竖直线上.然后再在 点把物体悬挂起来，同理知，物体的重心 一定在通过点的竖直线上，和的交点 处就是物体的重心位置. . . 20 学思用·典例详解 例2-3 如图3-1-7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3-1-7 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 ，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 【解析】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； 圆环的重心位置在圆心 ，说明重心可以不在物体上，故B错误；重心是重力的等 效作用点， 点以外的其他部分仍受重力，故C错误；圆环所受的重力方向总是竖直 向下的，不一定垂直于地面向下，故D错误. 21 【学会了吗丨变式题】 1.［链接教材第63页“讨论与交流”］图3-1-8为一均匀薄板状物体，先后在、 点将 其悬挂起来，静止时分别通过、点画竖直线、，和的交点为 .下列说 法正确的是( ) C 图3-1-8 A.物体所受重力就是悬绳的拉力 B.物体上只有 点受到重力作用 C.重力的方向与物体的悬挂方式无关 D.物体的重心可能在点，也可能在 点 22 【解析】拉力和重力是两个不同性质的力，悬绳的拉力大小等于物体的重力大小， 但两者不相同，故A错误；重力的方向与物体的悬挂方式无关，总是竖直向下，故C 正确；因重力与悬绳的拉力等大反向，则物体重力的作用线一定与悬绳的拉力的作 用线共线，所以物体的重心一定在和的交点位置，即在点，不可能在 点， 也不可能在点，但是并非物体上只有 点受到重力作用，故B、D错误. 23 知识点3 重力的应用 1 重力的应用——重垂线（利用了重力的方向总是竖直向下的特点.） 一条细绳一端系重物，在相对于地面静止时，这条绳所在直线就是重垂线，又 称铅垂线.重垂线多用于建筑工程中，用来测量墙壁是否竖直. 重垂线和三角尺结合，还能检查桌面是否水平，具体做法是：将三角尺竖直放 在被测桌面上，使一直角边与桌面重合，观察重垂线是否与另一直角边平行.请同学 们尝试动手做一做. 2 重力大小的应用——重力探矿（利用了重力的大小与重力加速度有关.） 如果某地区有密度较大的矿石，其重力加速度就会比周边地区稍大些，利用重 力的差异可以探矿，这种方法叫重力探矿. . . . . 24 3 重心的应用 （1）重心与稳定程度的关系：物体重心的高低影响物体的稳定程度，重心越低， 稳定程度越大. （2）物体不发生倾倒的条件：重心的作用线落在支持面之内. （3）应用实例 ①不倒翁下部有较重的配重，而上部基本上是空的，因此它的重心很低，不容 易扳倒. ②杂技演员在走钢丝时拿一根长杆，杆的两端下弯，使人和杆整体的重心较低， 以保持平衡. ③汽车可以通过增加下部（底盘）质量和底部面积来增大其稳定性. . . . . . . 25 学思用·典例详解 拓展学习 重力感应是指对重力的感知，目前许多移动存储器上都安装有重力感应芯片，一旦 侦测到意外，就能在摔落的瞬间将磁头撤至安全停泊区，使移动存储器的安全性能 提升 以上. 26 图3-1-9 例3-4 新 生产劳动 在城市楼房的建筑工地上经常能看到塔吊，工 人师傅在安装塔吊时，常在塔吊臂未装滑轮的一端安装一个大的铁 箱，并在铁箱内装入沙子（如图 3-1-9），其主要目的是( ) D A.左右对称，美观 B.增加塔吊重量，防止塔吊被风吹得左右摇摆 C.防止沙子不够用，做临时补充 D.使塔吊吊起建材时重心落在竖直固定架上，工作起来更加平衡、安全 【解析】物体的重心位置与物体的形状和质量分布有关，故塔吊臂未装滑轮一端安 装铁箱并配重后，当吊起重物时，可以使重心落在竖直固定架上，增强稳定性，所 以选项D正确. 27 关键能力构建 题型1 力的图示和力的示意图的应用 例5 如图3-1-10所示，物体、叠放在一起静置于水平地面上，物体对物体 的压 力是 ，试画出这个力的图示和示意图，并说明施力物体和受力物体. 图3-1-10 【答案】见解析 28 【解析】 （1）画力的图示 ［第1步：选定标度］ 此题选长度的线段表示 的力. ［第2步：画线段，确定力的大小］ 从力的作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小来定，线 段上加刻度，如图3-1-11甲所示，也可以如图乙所示，从点（用点代替 物体） 竖直向下画一条五倍于标度的线段. 29 图3-1-11 ［第3步：标箭头，确定力的方向］ 在线段上加箭头表示力的方向. （2）画力的示意图：从作用点或从 的中心处沿 力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然 后标明 即可，如图丙所示. （3）物体对物体的压力的施力物体是物体 ， 受力物体是物体 . 30 画力的图示和示意图的要点 1.力的图示的“四定一标”：一定作用点，二定作用线，三定标度，四定线段长度；标 力的方向. （1）标度应根据力的大小合理设置，一般情况下，线段应取 段整数段标度的长度. （2）要用同一标度画同一物体受到的不同的力.表示力的线段的始端一般在物体的 重心位置. 2.画力的示意图便于对物体进行受力分析，不需要设置标度，侧重于画力的作用点 和方向.在进行物体的受力分析时，一般只需画出力的示意图.一个物体同时受几个力 时，力的作用点可以都画在重心处. 31 【学会了吗丨变式题】 2.（多选）一个重 的物体沿斜面下滑，关于物体重力的图示，下列四个图中正 确的是( ) AD A. B. C. D. 【解析】根据重力方向竖直向下和力的大小可知选项A、D正确. 32 题型2 重心位置的确定 图3-1-12 例6 如图3-1-12所示，矩形均匀薄板的边长为， 边长为 ，过点用细线挂起并使其处于平衡状态，其中段长为 ， 则细线与 边的夹角为_____. 思路点拨 由于本题中的薄板是均匀的，故其重心在几何中心上.由于 薄板受拉力和重力而处于平衡状态，所以二力一定在同一直线上，即 拉力的作用线的延长线一定经过重心. 33 【解析】均匀矩形薄板的重心在对角线的交点 处，由于此时薄板处于平衡状态， 悬挂时细线的延长线应过重心.应注意点不是的中点，取的中点为 .根据几何 关系求出及的长度，再根据与互相垂直来计算夹角 .如图3-1-13所 示，,所以.由可得 .由此可 知，又因为与互相垂直，所以 . 图3-1-13 34 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.形状不规则的物体的重心可 以通过下面的方法来确定. 1.利用二力平衡确定重心 方法一：（支撑法） 轴对称的碗、碟等，它们的重心在中垂线上，可用二力平衡的方法确定. 方法二：（悬挂法） 对于不规则的薄板状物体，可以用悬挂法确定其重心的位置，依据的原理是二力平衡. 35 2.当要确定一个由几个规则形状物体（质量分布均匀）组成的系统的重心时，可以 先把这几个规则形状部分的重心都找出来（由于质量分布均匀、形状规则的物体的 重心在其几何中心处，因此很容易找到）,再确定整个系统重心的位置. 36 【学会了吗丨变式题】 3.如图3-1-14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 大小及重心位置变化情况是( ) A 图3-1-14 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， 圆盘的重心位置改变，故A正确，B、C、D错误. 37 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. 38 考向 考查影响重心位置的因素 图3-1-15 例7 ［易错题］ (浙江高考题)如图3-1-15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 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,从而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. 39 【解析】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 是水桶和水整体重心的高低，故D正确，A、B、C错误. 易混易错 判断重心变化时出错 1.对于某一确定的物体，它的重心相对于物体是固定不变的，重心位置与物体的形 状和质量分布均有关，物体的重心不一定在物体上.2.当物体的质量分布发生变化时， 其重心位置一般也会发生变化. 40 $