第3章 第1节 重力与重心-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第一册教师用书word（鲁科版）

本高中物理讲义聚焦“重力与重心”核心知识点，系统梳理力的描述（定义、单位、矢量性、图示与示意图）、重力（地球吸引产生、G=mg计算、竖直向下方向）及重心（等效作用点、形状与质量分布影响、稳定性关系），构建从力的基本概念到重力应用再到重心等效替代的递进式学习支架。 该资料以情境思辨（如踢足球受力判断）和生活实例（亚运会滑板、不倒翁、尖底瓶）为特色，通过科学思维中的等效替代法（重心概念建立）深化物理观念，配合图示步骤、实例图片等视觉材料辅助理解。课中助力教师引导探究，课后通过典例解析和练习题帮助学生巩固知识，培养联系生活的科学态度与责任。

第1节　重力与重心 素养目标 物理观念：（1）知道力是物体间的相互作用，会画力的图示和示意图。（2）知道重力产生的原因、大小和方向。（3）知道重心的概念 科学思维：（1）会测量物体重力的大小。（2）会用等效替代的方法确定物体的重心。（3）体会力的两种表示方法的区别与联系 科学态度与责任：初步体会等效替代的思想，体会引入重心概念的意义；有学习物理的兴趣，知道物理学渗透在日常生活的方方面面 知识点一　力的描述 1.力的定义：力是物体和物体之间的　相互作用　，能使物体的　形状　、　运动状态　发生改变。 2.力的单位：力的单位是　牛顿　，简称牛，用符号N表示。 3.力的矢量性：力是既有大小又有方向的矢量。 4.力的图示：可以用一条带箭头的线段表示力。线段的长短表示力的　大小　，箭头指向表示力的　方向　，箭尾（或箭头）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。 5.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。 知识点二　重力及其测量 1.重力的定义：因　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：物体所受的重力G与其质量m的关系为G＝　mg　，式中的比例系数g＝　9.8 N/kg　。 4.重力的方向：总是　竖直向下　。 知识点三　物体的重心 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，这一点是重力的　等效　作用点，称为物体的重心。 2.决定物体重心位置的因素：物体的　形状　；物体的质量　分布　。有些物体的重心不在物体上。 3.物体重心与稳定的关系：重心越　高　，物体的稳定性越差；重心越　低　，物体的稳定性越好。 【情境思辨】 　（1）踢出去后的足球受到重力和踢力的作用。（　×　） （2）手压缩弹簧过程中，手既是施力物体，也是受力物体，同样弹簧既是施力物体，也是受力物体。（　√　） （3）在地球上的不同地点，同一物体的重力的大小不变。（　×　） （4）树上的苹果落下，但苹果的重心在苹果中的位置没有变化。（　√　） （5）一个物体的重心是唯一确定的，与形状变化无关。（　×　） 要点一　对力的深入理解 1.力的性质 物质性 力不能离开物体而独立存在，只要有力，就一定有施力物体和受力物体 相互性 力存在于施力物体和受力物体之间，力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体 矢量性 在研究力的时候，既要注意力的大小，又要注意力的方向，在计算时遵循矢量计算法则 独立性 几个力作用在同一物体上，每个力对物体的作用效果均不会因其他力的存在而改变 2.力的作用效果 （1） （2）作用效果的应用：力的作用效果是分析物体受力的重要依据。若存在作用效果，说明该力存在；若不存在作用效果，说明该力不存在。 【典例1】　下列关于力的说法中正确的是（　　） A.甲用力把乙推倒，说明甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用 B.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力，不会施力 C.任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体 D.两个力的大小都是5 N，则这两个力一定相同 答案：C 解析：力的作用是相互的，甲推乙的同时，乙也在推甲，A错误；不论物体是否有生命或是否有动力，它们受到别的物体作用时都会施力，例如马拉车时，车也拉马，书向下压桌子，桌子也向上支撑书，B错误；由于自然界中的物体都是相互联系的，找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体，所以每一个物体都受到别的物体的力的作用，是受力物体，同时也对其他物体施力，所以又是施力物体，C正确；力是矢量，比较两个力是否相同，除了比较其大小外还要比较其方向，D错误。 特别提醒 （1）相互作用的物体，可以直接接触，也可以不接触，但作用力必然是成对出现的。 （2）并非有生命的物体才是施力物体，也并非先有施力物体后有受力物体。 （3）任何一个力都独立地产生作用效果，使物体发生形变或使物体运动状态发生变化。 1.关于力的作用效果，下列说法正确的是（　　） A.物体的运动状态发生变化，一定受外力的作用 B.物体的运动状态不发生变化，一定不受外力的作用 C.物体受力作用后，一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象 D.力对物体的作用效果完全由力的大小决定 解析：A　物体的运动状态发生改变，一定是受到了力的作用，但运动状态不变并不一定是没有受到力的作用，故选项A正确，B错误；力的作用效果是使物体的运动状态发生改变或者是使物体发生形变，故选项C错误；力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果，故选项D错误。 2.下列有关力的说法中正确的是（　　） A.力的产生离不开施力物体，但可以没有受力物体 B.力的产生离不开受力物体，但可以没有施力物体 C.力是物体对物体的作用，如果找不到施力物体或受力物体，这个力就不存在 D.不接触的物体间也可以产生力的作用。例如，磁铁吸引铁钉，可见力可以离开物体单独存在 解析：C　任何力都有它的施力物体和受力物体，只有施力物体而没有受力物体，或只有受力物体而没有施力物体的力是不存在的，A、B错误；磁铁吸引铁钉，说明不接触的物体之间也可以产生力的作用，力不能离开物体单独存在，任何力都有它的施力物体或受力物体，C正确，D错误。 要点二　力的图示和力的示意图 1.画力的图示的步骤 2.力的图示与力的示意图的区别与联系 力的图示 力的示意图 区别 有标度，表示力的有向线段的长度要严格按比例确定 无标度，表示力的有向线段的长度无严格规定 力的三要素（大小、方向、作用点）俱全 突出了力的方向和作用点 精确表示一个力时使用 对物体受力情况进行分析时使用 联系 都是用有向线段来表示力，使抽象的力具体、直观 【典例2】　如图所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图。 答案：见解析 解析：（1）画力的图示。 ①选2 mm长的线段表示2 N的力。 ②从力的作用点沿力的方向画一线段，线段长短为单位长度的5倍，并在线段上加刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示的形式，其中O点代替B物体。 ③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B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F压即可，如图丙所示。 1.〔多选〕一个人用斜向下的力推小车前进，力的大小为40 N，方向与水平方向成30°，下图为画出的推小车的力的图示，其中正确的是（　　） 解析：BD　选项A没有标度，选项C方向错误，故选B、D。 2.如图所示，所画的重力示意图错误的是（物体均静止，重力为G）（　　） 解析：A　重力的方向是竖直向下的，由此可以判断选项A错误。 要点三　对重力和重心的理解 【探究】 一根粗细均匀的铁丝伸直时，其重心在什么位置？将这一根铁丝弯曲成一个圆环时，其重心在什么位置？可以得出什么结论？ 提示：一根粗细均匀的铁丝伸直时，其重心在中点位置；将这一根铁丝弯曲成一个圆环时，其重心在圆心位置。重心的位置随着物体的形状变化是可以改变的。 【归纳】 1.对重力的大小及方向的四点说明 （1）在同一地点，重力的大小与质量成正比。 （2）在不同地点，某一物体的重力的大小与物体所处的纬度位置有关，在纬度越高的位置，所受重力越大；其重力的大小还与物体所处位置的海拔高度有关，在同一地点，位置越高，重力越小。 （3）重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关。 （4）重力的方向总是竖直向下，竖直向下是指与水平面垂直向下，并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心。 2.关于重心位置的三点提醒 （1）重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如一个圆形平板的重心在板上，而一个铜环的重心就不在环上。 （2）重心在物体上的位置与物体所处的位置、放置状态及运动状态无关，但一个物体的质量分布或形状发生变化时，其重心在物体上的位置也发生变化。 （3）质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上；对形状不规则的薄物体，可用支撑法或悬挂法来确定其重心。 【典例3】　2023年9月27日，杭州亚运会滑板女子街式比赛备受关注，13岁的中国选手表现出色，以79.14分夺冠，成为中国亚运历史上最年轻的金牌得主。下列说法正确的是（　　） A.该选手在完成动作时，其重力方向始终垂直于滑板表面 B.在滑板上跳起做动作时重心不一定在选手身上 C.跳起在空中时选手不受到重力的作用 D.从空中下落过程中，重力越来越大 答案：B 解析：该选手在完成动作时，其重力方向始终竖直向下，不一定垂直于滑板表面，故A错误；在滑板上跳起做动作时重心不一定在选手身上，故B正确；跳起在空中时选手仍然受到重力的作用，故C错误；从空中下落过程中，重力不变，故D错误。 1.关于重力，以下说法正确的是（　　） 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：D　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。 2.〔多选〕如图所示，两辆车以相同的速度做匀速直线运动。根据图中所给信息和本节所学知识可以得出的结论是（　　） A.物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点 B.重力的方向总是垂直向下的 C.物体重心的位置与物体的形状和质量分布有关 D.物体重心的位置与物体的形状和质量分布无关 解析：AC　物体各部分都受重力作用，但从效果上看可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，故A正确；重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下，而不是垂直向下，B错误；从图中可以看出，汽车（包括货物）的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故C正确，D错误。 要点回眸 1.关于力的图示，下列说法正确的是（　　） A.在画力的图示时，力的作用点可不画在受力物体上 B.只要确定了力的大小和方向，这个力就完全确定了 C.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 D.在画力的图示时，在线段中间画一个箭头，表示力的方向 解析：C　在画力的图示时，力的作用点必须画在受力物体上，故A错误；力的图示要准确表示力的三要素（作用点、大小和方向），故B错误；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，故C正确；在画力的图示时，在线段末端画一个箭头，表示力的方向，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（　　） 解析：C　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，故D错误。 3.质量为2 kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止（g取9.8 N/kg），则以下说法正确的是（　　） A.物体重力大小等于19.6 N B.物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同，所以它们是同一个力 C.剪断细绳后，物体不受任何力的作用 D.物体的各部分中，只有重心处受重力 解析：A　由重力和质量的关系知G＝mg＝2×9.8 N＝19.6 N，选项A正确；判断两个力是不是同一个力不能仅看大小、方向是否相同，还要看作用点、力的性质等因素。物体对绳的拉力，施力物体是该物体，受力物体是绳，作用点在绳上，而重力的施力物体是地球，受力物体是该物体，作用点在该物体上，故它们不是同一个力，选项B错误；剪断细绳后，物体仍然受重力作用，选项C错误；物体的各部分都受重力，从效果上看跟重力作用在重心一样，选项D错误。 4.不倒翁不倒是它的重心设计巧妙的缘故。下列说法正确的是（　　） 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.不倒翁的重心不在物体上 解析：C　由于物体在其他条件不变的情况下，重心越低，物体的稳定性越好，不倒翁的重心一定做得很低，C正确，A、B、D均错误。 1.下列叙述错误的是（　　） A.发生形变的物体必定受到了力的作用 B.物体运动状态改变时必定受到了力的作用 C.力的作用效果取决于力的三要素 D.力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变 解析：D　力的作用效果是使物体发生形变或改变物体的运动状态，故A、B正确；力的三要素有力的大小、方向、作用点，它们都影响力的作用效果，故C正确；力作用在物体上，形变和运动状态的变化不一定同时出现，例如，两个物体相互挤压时，物体发生了形变，但运动状态不变，故D错误。 2.关于物体的重心，下列说法正确的是（　　） A.物体的重心一定在物体上 B.用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心 C.一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置发生变化 D.舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变 解析：B　重心是物体各部分所受重力的等效作用点，可在物体上，也可在物体外，A错误；重力作用线一定过重心，拉力与重力等大反向，故拉力作用线过重心，B正确；物体形状及质量分布不变时，其重心相对物体的位置不变，C错误；物体形状发生变化时，其重心位置往往改变，D错误。 3.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.在同一地点，物体的重力与物体的质量成正比 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弹簧测力计的拉力 解析：B　根据公式G＝mg可知，不能认为物体的重力是恒定的，A错误，B正确；物体所受的重力与物体的质量和g值有关，与物体是否受其他力及运动状态均无关，C错误；用弹簧测力计竖直悬挂物体，只有物体静止或做匀速直线运动时，物体对弹簧测力计的拉力才等于物体的重力，D错误。 4.（2025·高一上福建泉州期中）物理概念中重心的建立体现的思想方法是（　　） A.等效替代法 B.比值定义法 C.转换法 D.理想模型法 解析：A　根据重心的定义可知，物体的每一部分都受到重力的作用，可以认为各部分的重力等效作用于一点，该点即为物体的重心，可知重心的建立体现的思想方法是等效替代法。故选A。 5.有一圆形的均匀薄板，若将其中央再挖掉一个小圆板变成一个圆环，如图甲、乙所示，下面说法正确的是（　　） A.重心向外侧偏移，重力减小 B.重力和重心都没有变 C.重力减小，重心位置不改变 D.重力减小，重心位置向下移动 解析：C　质量均匀分布的圆形薄板，重心在其几何中心，将其中央挖掉一个小圆板，质量仍然均匀分布，关于圆心对称，即形状规则，故其重心仍然在圆心。由于质量减小，所以重力减小，选项C正确。 6.（2025·福建漳州高一期中）如图所示为仰韶文化时期的某款尖底瓶，该瓶装水后“虚则欹（“欹”通“倚”。斜倚，斜靠）、中则正、满则覆”。下面有关瓶（包括瓶中的水，下面选项中的瓶均同此处）的说法正确的是（　　） A.瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力 B.瓶处于静止状态时，瓶子都是竖直的 C.装入瓶中的水越多，瓶的重心一定越高 D.瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点 解析：D　重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，严格来说，重力是地球对物体的吸引力的一个分力，所以重力不等于物体受到的地球的吸引力，A错误；由题意可知瓶处于静止状态时，水比较少，则是倾斜的，B错误；瓶本身的重心位置不变，水比较少时，随水的增加，整体的重心位置先升高然后逐渐降低，C错误；根据重心的定义可知，瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点，D正确。 7.找出下列力的施力物体和受力物体，并作出物体所受力的图示。 （1）在水平桌面上重力为50 N的书的重力； （2）空气对气球的20 N的浮力。 答案：见解析 解析：（1）在水平桌面上重力为50 N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。 （2）空气对气球的20 N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。 8.如图所示，已知各物体的质量都相等且都处于静止状态，试在图上分别画出它们所受重力的示意图。 答案：见解析图 解析：重力的方向竖直向下，重力的作用点位于物体的重心上，质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上。重力的示意图如图所示。 9.关于如图所示的两个力F1和F2，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的标度长 C.F1＜F2，因为F1只有两个标度的长度，而F2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：D　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F1和F2的大小，故D正确。 10.如图所示，“马踏飞燕”是我国古代雕塑艺术的稀世之宝。飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为（　　） A.马的重力较小 B.马蹄大 C.马的重心在飞燕上 D.马的重心位置和飞燕对马的支持力在一条竖直线上 解析：D　飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，和马的重力大小没有关系，和马蹄的大小也没有关系，而是因为马处于平衡状态，飞燕对马的支持力和马的重力一定在一条竖直线上，二力是一对平衡力。根据马的形态可以看出，马的重心不会在飞燕上，故选项D正确。 11.〔多选〕（2025·高一上福建泉州期中）关于重心，下列说法正确的是（　　） A.图a中，运动员成功完成跨栏动作，重心的最高点一定在栏杆之上 B.图b中，运动员成功完成背越式跳高动作，其重心的最高点一定在横杆之上 C.图c中，沙漏中的沙子往下流的过程中，沙子和玻璃瓶组成的系统，重心在下降 D.图d中，乒乓球从水底往上浮的过程中，烧杯、水和球组成的系统，重心在上升 解析：AC　图a中，运动员成功完成跨栏动作，则重心的最高点一定在栏杆之上，否则就不能越过跨栏，选项A正确；图b中，运动员成功完成背越式跳高动作，其重心的最高点可能在横杆之下，选项B错误；图c中，沙漏中的沙子往下流的过程中，沙子和玻璃瓶组成的系统，重心在下降，选项C正确；图d中，乒乓球从水底往上浮的过程中，因乒乓球上升，则与之等体积的水球下降，因水的重力大于乒乓球的重力，可知烧杯、水和球组成的系统，重心在下降，选项D错误。 12.如图所示，教室的读书角处挂了一个漂亮的装饰瓶，为教室增加了许多生趣，关于这个装饰瓶，下列说法正确的是（　　） A.装饰瓶受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸引力 B.装饰瓶的重心一定在其几何中心 C.装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关 D.随着时间流逝，装饰瓶内的水会慢慢蒸发减少，在水减少的过程中， 装饰瓶（含水）的重心一直在降低 解析：C　装饰瓶受到地球对它的吸引力，它对地球也有吸引力，A错误；装饰瓶的重心位置与其质量分布和形状有关，它的重心不一定与几何中心重合，只有形状规则的、质量分布均匀的物体重心才一定与几何中心重合，B错误，C正确；在水慢慢减少的过程中，装饰瓶（含水）的重心先降低后升高，D错误。 13.一个质量为60 kg的人，在地球上的重力为588 N，在月球上的重力为98 N，该人在地球上能跳起的最大高度为0.5 m，则他在月球上能跳起的最大高度为多少？ 答案：3.0 m 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＝1.63 m/s2 设该人在地球上能跳起的最大高度为h，在月球上能跳起的最大高度为h'。 由v2＝2ah得＝，解得h'＝h＝×0.5 m≈3.0 m。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $