内容正文:
第3章 相互作用
第1节 重力与重心
学习任务一 力的描述
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)力的定义:物体和物体之间的 .
(2)力的三要素:大小、 和 .
(3)力的作用效果:使物体 发生改变;使物体 发生改变.
(4)单位: ,简称 ,符号: .
(5)力的图示:力可以用 表示,线段的 表示力的大小, 表示力的方向,箭尾(或箭头)所在位置表示力的 .
(6)力的示意图:在不需要准确标度力的大小时,通常只需要画出力的作用点和方向.
【辨别明理】
(1)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. ( )
(2)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. ( )
(3)任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体. ( )
(4)两个力的大小都是5 N,则这两个力一定相同. ( )
例1 [2024·龙岩一中高一月考] 下列关于力的说法中正确的是 ( )
A.只有相互接触的物体之间才可能有力的作用
B.力不可以脱离物体而单独存在
C.只施力而不受力的物体是存在的
D.只要力的大小、方向相同,力的作用效果就相同
[反思感悟]
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.
变式 [2024·长乐一中高一月考] 如图所示,某人在A点用与水平方向成45°角、大小为60 N的力斜向左上方拉小车,请作出该力的图示.
【要点总结】
1.力的四性的认识
物质性
(1)力是物体之间的相互作用,没有脱离物体而独立存在的力
(2)对于一个指定的力,一定同时存在受力物体和施力物体
相互性
(1)物体之间力的作用是相互的,只要一个物体对另一个物体施加了力,那么另一个物体也一定同时对这个物体施加了力
(2)力总是成对出现的,施力物体同时又是受力物体,受力物体同时又是施力物体
矢量性
力不仅有大小,而且有方向,是矢量
独立性
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改变
2.力的图示和力的示意图的一般画法
作图步骤
力的图示
力的示意图
选标度
选定标度(用某一长度的线段表示一定大小的力)
画线段
从作用点开始沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度
从作用点开始沿力的方向画一条适当长度的线段
标方向
在线段的末端标出箭头,表示方向
在线段的末端标出箭头,表示方向
学习任务二 重力及其测量
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)重力: ,符号为G.
(2)重力的测量:重力的大小可用 测出.测量时物体必须保持静止,这样物体对测力计的拉力大小才等于物体受到的重力.
(3)重力的大小可用公式G= 计算得出,式中的比例系数g= N/kg.
(4)重力的方向: .
[物理观念] 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?
【辨别明理】
(1)地球对物体有吸引力,而物体对地球无吸引力. ( )
(2)重力的方向总是垂直于地面. ( )
例3 关于重力,下列说法中正确的是 ( )
A.重力是由于地球对物体的吸引而产生的
B.重力的方向总是与接触面相垂直
C.重力的大小可以用弹簧测力计和杆秤直接测量
D.用弹簧测力计悬挂小球且处于静止状态,小球所受重力的施力物体是弹簧测力计
[反思感悟]
【要点总结】
对重力的理解
(1)重力的大小
①在同一地点,不同物体的重力大小与其质量成正比.
②在不同地点,同一物体的重力随所处纬度的增大而增大,随海拔高度的增大而减小.
注意:重力不是地球对物体的引力,两者大小一般也不相等.
(2)重力的方向:总是竖直向下.
注意:“竖直向下”等价于“垂直于水平面向下”,但是“竖直向下”不一定“垂直于接触面向下”,也不一定“指向地心”.
学习任务三 物体的重心
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
重心:处在地球附近的物体,虽然它的各个部分都受到 的作用,但从效果上看,可认为重力集中作用在 上,我们把这个点视为重力的 ,称为物体的重心.
【辨别明理】
(1)重心是物体重力的作用点,重心可以不在物体上. ( )
(2)重心一定在物体的几何中心. ( )
例4 [2024·永定一中高一月考] 关于物体的重心,下列说法中正确的是 ( )
A.任何物体的重心都一定在物体上
B.重心的位置只与物体的形状有关
C.形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体的几何中心
D.“悬挂法”应用的是二力平衡的知识,只能确定形状规则的物体的重心位置
[反思感悟]
例5 [2024·厦门大学附中高一月考] 如图所示,一根质量均匀分布的直铁丝的重心位置在其中点O,把它弯成一个圆环后,其重心位置在圆心O1.下列说法正确的是 ( )
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O,说明重心一定在物体上
C.直铁丝除了O点外,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
[反思感悟]
【要点总结】
对重心的理解
(1)重心的特点:重心是重力的等效作用点,并非物体的其他部分不受重力作用.
(2)重心的位置及决定因素
①位置:重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.
②决定因素:物体的形状的质量分布情况.
(3)确定重心位置的方法:悬挂法.
1.(力的图示)关于如图所示的两个力的图示,下列说法中正确的是
( )
A.F1=F2,因为表示两个力的线段一样长
B.F1>F2,因为表示F1的标准长度大
C.F1<F2,因为F1只有两个标准长度,而F2具有三个标准长度
D.无法比较,因为图中两个标度的大小未知
2.`(对重力、重心的理解)把一个薄板状物体悬挂起来,静止时如图所示.对于此薄板状物体所受重力的理解,下列说法正确的是 ( )
A.重力就是地球对物体的引力
B.重力的大小和物体的运动状态有关
C.重力的方向总是指向地心的
D.薄板的重心一定在直线AB上
3.(对重心的理解)[2024·福州八中高一月考] 如图所示,将乒乓球用双面胶粘贴于烧杯底部,往烧杯中注入一些水,用细木棍轻微拨动乒乓球,乒乓球将会从杯底上升到水面.在乒乓球从杯底上升到水面的过程中,关于由烧杯、水和乒乓球组成的系统重心位置的变化,下列说法正确的是 ( )
A.升高
B.降低
C.不变
D.无法确定
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第3章 相互作用
第1节 重力与重心
[教材链接] (1)相互作用 (2)方向 作用点 (3)形状 运动状态 (4)牛顿 牛 N (5)一条带箭头的线段 长短 箭头指向 作用点
【辨别明理】 (1)× (2)× (3)√ (4)×
例1 B [解析] 物体之间不接触也能产生力的作用,比如重力和磁力,故A错误.力是物体与物体之间的相互作用,不能离开物体而独立存在,一个力既有施力物体,又有受力物体,故B正确.施力物体同时也是受力物体,故C错误.力的作用效果还与作用点有关,故D错误.
例2 如图所示
变式 如图所示
[解析] 确定标度为30 N,沿拉力方向画一条带箭头的线段,力的图示如图所示.
[教材链接] (1)因地球的吸引而使物体受到的力 (2)弹簧测力计 (3)mg 9.8 (4)竖直向下
[物理观念] 物体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的原因:重力的方向总是竖直向下的,铅锤静止时,悬挂铅锤的细线方向一定是竖直方向,如果墙壁与细线平行,就说明墙壁是竖直的,没有倾斜.
【辨别明理】 (1)× (2)×
例3 A [解析] 重力是由于地球对物体的吸引而产生的,故A正确;重力的方向总是竖直向下的,即垂直水平面向下,故B错误;重力的大小可以用弹簧测力计测量,杆秤用于测质量,故C错误;用弹簧测力计悬挂小球且处于静止状态,小球所受重力的施力物体是地球,选项D错误.
[教材链接] 重力 一个点 等效作用点
【辨别明理】 (1)√ (2)×
例4 C [解析] 物体的重心不一定在物体上,也可能在物体的外部,选项A错误;重心的位置不只与物体的形状有关,还与质量的分布有关,选项B错误;形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体的几何中心,选项C正确;“悬挂法”应用的是二力平衡的知识,不仅可以确定形状规则的物体的重心,也能确定形状不规则的物体的重心,选项D错误.
例5 A [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;把一根质量均匀分布的直铁丝弯成一个圆环后,其重心位置在圆心O1,说明重心也可以在物体外面,故B错误;重心只是重力的等效作用点,直铁丝上各部分都受重力作用,故C错误;圆环所受的重力方向总是竖直向下,不一定垂直于地面向下,故D错误.
随堂巩固
1.D [解析] 在力的图示中,所表示的力的大小取决于图中标度的大小和线段的长度,图中两个力的标度未给定具体的数值,所以无法比较两个力的大小,选项D正确.
2.D [解析] 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,不是地球对物体的引力,故A错误;重力的大小与物体的运动状态无关,故B错误;重力的方向竖直向下,故C错误;根据悬挂法可知薄板的重心一定在直线AB上,故D正确.
3.B [解析] 乒乓球从杯底上升到水面的过程中,密度大的水下降,密度小的乒乓球上升,则上方的质量变小,下方的质量变大,所以系统重心降低,故B正确.
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