3.1 力 重力 专题复习课件 -2027届高考物理一轮复习 教科版

第三章 相互作用 1 1 力 重力 2 知识点1 力 题型1 重点 知识点2 重力 重心 题型3 重 点 题型1 对力的概念的理解 题型2 力的图示和示意图 题型3 对重力、重心的理解 考点1 重心位置的判断 高考考点 01 02 03 04 知源梳理 题型方略 随堂夯实 3 知识点1 力 题型1 重点 1.力的概念 （1）定义：在力学中，物体间的相互作用抽象为一个概念——力. （2）单位：国际单位制中力的单位为牛顿，简称牛，符号为 . （3）力的作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态. （4）力的三要素：力的大小、方向、作用点.力的三要素会影响力的作用效果. 知源梳理 4 2.力的图示和力的示意图#2 力的图示 力的示意图 定义 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.这种表示力的方法，叫作力的图示 只画出力的方向和作用点，表示物体在 这个方向受到了力，这种粗略地表示力 的方法叫作力的示意图 注意1 画图 步骤 选定 标度 确定用多长的线段表示多少牛顿的力 注意2 无 确定 线段 从力的作用点出发，沿力的方向画一条线段，注意要让 线段长度依据标度按比例表示力的大小，并加上刻度 从力的作用点沿力的方向画一条适当长 度的线段 标注 方向 在线段的一端加箭头表示力的方向，箭尾（或箭头）表 示力的作用点，在箭头旁标注力的符号 在线段的一端标出箭头表示力的方向 示例 _______________________ 注意3 5 1 力的示意图对力的大小不作要求，是对力的图示的一种简化.同一个受力分析图中，线段的长短大致 反映力的大小. 2 在画同一个物体受到的几个力的图示时，必须选择同一标度；不能直接用力的大小作标度，一般让 线段长度是标度长度的 倍. 3 对于几何形状规则的物体，在画力的图示或示意图时，有向线段的起点可画在其几何中心上.#2.1.3 6 3.力的分类 （1）按力的性质分为重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等. （2）按力的作用效果分为拉力、压力、支持力、动力、阻力等.同一性质的力可以有不同的作用效果，同 一作用效果的力也可以是不同性质的. 理解1 辨析1 1 效果力与性质力 （1）同一作用效果的力可以是不同性质的力，例如重力和摩擦力是不同性质的力，但它们都可以充当动力 （或阻力）. （2）同一性质的力可以有不同的作用效果，例如摩擦力可以是动力，也可以是阻力. 7 辨析1 在光滑斜面上下滑的物体受到重力、支持力和下滑力. ( ) × 【解析】解释：所谓的“下滑力”只是重力作用效果的一部分，不是真实存在的力，不能说物体受到下滑力. 8 4.力的性质 性质 内容 物质性 力不能脱离物体而独立存在，每个力都有施力物体和受力物体，所以在分析某一物体的受力情况 时，一定要清楚物体受到的各力的来源，不能“无中生有” 辨析2 相互性 力是物体间的相互作用，力总是成对并同时出现的.施力物体同时也是受力物体 示例1 矢量性 力是矢量，既有大小、又有方向.由于力是矢量，所以力也有正负.正负号只表示力的方向是否与 规定的正方向相同，与力的大小无关 独立性 任何一个力的作用，都与其他力的作用无关 辨析2 使手榴弹爆炸的力没有施力物体. ( ) × 【解析】解释：使手榴弹爆炸的力是炸药燃烧产生的高温高压气体对弹片的作用力. 9 1 如图所示，物块受到桌面的支持力，物块是受力物体；物块对桌面有压力 ，物块是施力物体. 受力物体同时也是施力物体. 划重点 对物体进行受力分析时，为了避免重复，最好按力的性质分析，要找到每个力的施力物体. 10 知识点2 重力 重心 题型3 重 点 1.重力及其大小和方向 （1）定义：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.重力 的施力物体是地球，受力物体是地面附近的一切物体. （1）重力是非接触力.（2）物体所受的重力与物体所处的运动状态以及是否受其他力等因素无关.（3）重力是 由于地球吸引而产生的，但不能说地球对物体的引力就是重力. 拓展1 1 万有引力与重力 地球对物体的吸引力叫作万有引力，方向指向地心，在地球的南北极，重力等于万有引力；在地球上的其他位 置二者不相等，重力只是万有引力的一部分（具体内容将在必修第二册学习）. 11 （2）大小：，其中为物体的质量， 为自由落体加速度，也叫作重力加速度，一般取 . 注意4 4 重力的大小可以用弹簧测力计测出，有些情况下拉力或压力与重力大小相等，但是不能认为拉力或 压力就是重力，因为力的性质不同，施力物体和受力物体也不同. 求甚解 对重力加速度的理解 （1）的单位既可以是，也可以是，且 . （2）纬度越高，值越大；距地面的高度越高，值越小；的数值与星球有关，例如月球表面的 值大约为地 球表面值的六分之一，在地面附近不太大的范围内，可认为 值恒定. 12 甲 （3）方向：总是竖直向下. 划重点 “竖直向下” “垂直接触面向下”：重力的方向可理解为垂直于水平面向下，竖直方向可用铅垂线来确 定. 举例1 1 如图甲，重垂自由悬挂时悬线的方向即为竖直方向. 乙 如图乙，斜面上的物体所受重力的方向为竖直向下的方向①，而非垂直接触面向下的方向②. “竖直向下” “指向地心”：万有引力的方向指向地心，但是只有在赤道和两极时，重力的方向 才“指向地心”. 13 2.重心 （1）定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一 点，这一点叫作物体的重心.重心可以看作是物体所受重力的作用点，是重力的等效作用点. 注意5 5 重心并不是重力的实际作用点，也不是物体上最重的一点，更不能认为地球只吸引物体的这一点. 14 （2）对重心的理解 图解1 1 质量分布不均匀的物体的重心位置比较 重心可能在物体上，也可能在物体外.例如，对于均匀圆板，它的重心在圆心处，位于圆板上；而对于均匀圆环， 它的重心位于圆心处，并不在圆环上. 15 求甚解 物体的稳度与重心所在位置有关，重心越低稳度越大，例如生活中的“不倒翁”. 重心不是物体唯一受重力的点.物体各部分所受重力的效果之和与只在重心处受重力是等效的，因此可以认为物 体各部分所受重力都集中于重心. 举例2 拓展2 2 一杯子装满水，杯的侧面有一个小孔，在水从小孔不断流出的过程中，杯连同杯中水的共同重心将 先降后升. 16 2 等效思想 类似：电阻的串联和并联，用一个特定阻值的电阻来代替几个电阻就属于“等效思想”. 17 （3）确定重心位置 ①质量均匀分布、形状规则的物体的重心在其几何中心，如圆柱体、球体等. ②质量分布不均匀或形状不规则的物体的重心位置，可以应用二力平衡的知识通过实验来确定. .悬挂法：如图所示，要确定图中薄板的重心位置，可以先在点把物体悬挂起来，待稳定后，通过 点画 一条竖直线，由于点悬线的拉力跟薄板的重力平衡，故薄板的重心必定在连线上；然后，再选另一点 把物体悬挂起来，待稳定后，过点画一条竖直线，薄板的重心必定在连线上.因此，和的交点 就 是薄板的重心. 悬挂法确定薄板重心，质量分布不需要均匀，形状也不用规则，但必须是薄的物体. .支撑法：质量分布不均匀或形状不规则的物体，也可用支撑法确定重心.其原理为 支持力和物体的重力 二力平衡，如图所示. 18 基础应用 题型1 对力的概念的理解 【题型分析】力是物体与物体之间的相互作用，力不会脱离物体而单独存在，如果找不到施力物体或者受力物 体，那么这个力就是不存在的. 例1 下列说法正确的是( ) C A.甲挥拳击打乙,却被乙躲开,这时只有施力物体没有受力物体 B.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 C.力是不能脱离物体而单独存在的 D.没有物体就不会产生力的作用，但是只要有一个物体就能产生力的作用 题型方略 19 【解析】甲的手臂和拳头应该看成两个部分，它们之间存在力的作用，并不是乙躲开就没有受力物体了，所以 A错误 选项提到的推力没有施力物体，所以这个力是不存在的，子弹离开枪口时具有很大的速度，可以飞得 很远，所以B错误.由力的物质性可知C正确.力是物体之间的相互作用，涉及力就必须有施力物体和受力物体， 所以D错误. 20 1-1.（多选）下列关于力的说法正确的是( ) ACD A.力是物体与物体之间的相互作用 B.力可以只有施力物体而没有受力物体 C.力是矢量，它既有大小又有方向 D.一个力必定联系着两个物体，其中任意一个物体既是受力物体，也是施力物体 【解析】力是物体间的相互作用，有力存在必有施力物体和受力物体，故A正确，B错误；力是矢量，既有大小， 也有方向，故C正确；力是物体对物体的作用，一个力必定联系着两个物体，其中任意一个物体既是受力物体， 也是施力物体，故D正确. 21 1-2.关于力的说法正确的是( ) A A.力是物体对物体的作用 B.若一物体是施力物体，则该物体不一定同时是受力物体 C.磁铁间有作用力，说明力可以离开物体而单独存在 D.力一定会使物体运动状态发生改变 【解析】力是物体之间的相互作用，A正确；力的作用具有相互性，力总是成对出现的，所以一个物体是施力 物体的同时也一定是受力物体，B错误；力的作用并不是一定要直接接触才能产生，磁铁间的作用力没有离开 物体单独存在，C错误；力的作用效果包括使物体运动状态改变和使物体发生形变，D错误. 22 题型2 力的图示和示意图 【题型分析】作力的图示就是要用一条有向线段把力的三要素准确地表示出来，大小用带着标度的线段的长度 表示，方向用箭头表示，作用点用线段起点或终点表示.有些题目也可用一个点表示受力物体，表达更简便. 例2 如图所示，一物体受到一个大小为 的拉力作用，该拉力方向与水平方向成 角 且斜向右上方，画出这个拉力的图示，并简述作图步骤. 【答案】见解析 【解析】题图仅是拉力的示意图，而不是拉力的图示，画力的图示时，应按以 下步骤进行：（1）选定标度，选取某长度的线段表示 的力；（2）沿力的 方向并且从力的作用点开始，按比例画出一条线段，如图甲中有向线段的长度 为标度的2倍；（3）在线段末端标上箭头.为了简便，还可以将受力物体用一 个点来代替，将力的图示画成图乙所示的形式. 23 2-1.一个重 的物体静止在斜面上，如图所示，关于物体所受重力的图示正确的是( ) A A. B. C. D. 【解析】B、C选项中重力的方向错误，应是竖直向下，而不是垂直于斜面向下或平行于斜面向下；D选项为重 力的示意图，D错误；A选项图示中有向线段的长度表示 ，所以A正确. 24 题型3 对重力、重心的理解 例3 下列关于物体的重力和重心的说法正确的是( ) D A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，方向垂直接触面向下 B.物体受到的重力的大小和方向与物体的运动状态有关 C.任何有规则形状的物体，它的重心都在几何中心上 D.从效果上看，重心是物体各部分所受重力的等效作用点 点透 重力的方向是“竖直向下”的，和接触面与水平面的夹角无关. 静止在水平面上的物体，压力与重力的大小可能相等，但是压力与重力的施力物体不同，压力不是重力. 【解析】重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，方向竖直向下，与接触面不一定垂直，故A错误；物体受 到的重力的大小和方向与物体的运动状态无关，故B错误；对于质量分布均匀，有规则形状的物体，其重心在 物体的几何中心上，故C错误；从效果上看，重心是物体各部分所受重力的等效作用点，故D正确. 25 3-1.[2025浙江嘉兴八校联盟高三期中] （多选）如图所示为仰韶文化时期的某款尖底双耳汲水瓶，展现出我 国古代劳动人民的伟大智慧.在双耳处用轻绳将瓶子竖直悬挂，重心的位置随着瓶中的水位改变而发生改变，出 现“虚则欹（“欹”通“倚”，斜倚、斜靠）、中则正、满则覆”的现象.下列说法正确的是( ) AC A.重心概念的建立用到了“等效替代”的物理方法 B.瓶子所受重力的施力物体是瓶中的水 C.重力并不是只作用在重心上，物体的各部分都受到重力 D.从空瓶到装满水后倾覆的过程中，瓶子重心的位置一定不断上升 【解析】重心是物体所受重力的等效作用点，用到了“等效替代”的物理方法，故A正确；瓶子所受重力的施力 物体是地球，故B错误；重力并不是只作用在重心上，物体的各部分都受到重力，故C正确；由空瓶倾斜、装半 瓶水竖直、满瓶水会倾覆，可知瓶子由倾斜到竖直再到倾斜直至倾覆的过程中，瓶子重心的位置先下降再上升， 故D错误. 26 3-2.如图，圆桶形容器内装有一定量的某种液体，容器和液体整体的重心正好位于液面上的 点，现 倒出一些液体（少量），则关于整体重心位置的变化正确的是( ) A A.升高 B.不变 C.下降 D.不能确定 【解析】将容器和液体整体分为两部分，部分1为即将倒出的部分液体，其重心在它的几何中心 点， 可知点在点下方；部分2为倒出液体后的剩余液体和容器，因为这两部分整体的重心在 点，则 部分2的重心必在点上方，将其设为点，因部分1的质量减少，点下移，则 会上移，故A正确. 27 考点1 重心位置的判断 例1 [浙江2023年1月·4] 如图所示，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 【解析】当桶中水增多时，桶和水整体的重心上移，当重心上移到某一高度时，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、出水量和撞击力无关，故D正确，A、B、C错误. 高考考点 28 1.［知识点1］关于力的概念，下列说法中正确的是( ) D A.力的作用是维持物体运动 B.力的作用点一定在物体的重心上 C.力的大小相同，作用效果也一定相同 D.力可以改变物体的运动状态，也可以改变物体的形状 【解析】物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，故A错误；重心是重力的等效作用点， 但其他力的作用点不一定在物体的重心上，故B错误；力的大小相同，如果力的作用点和力的方向不同，力的 作用效果也不同，故C错误；力的作用效果是改变物体的运动状态或改变物体的形状，故D正确. 随堂夯实 29 2.［知识点1］关于如图所示的两个力的图示,下列说法中正确的是( ) D A. ,因为表示两个力的线段一样长 B.,因为表示 的标准长度大 C.,因为只有两个标准长度,而 具有三个标准长度 D.无法比较,因为两图标度的大小未知 【解析】因为两个图示中的标度大小不确定，所以两个力的大小也不能确定，故选D. 30 3.［知识点2］关于重力的大小及重心的位置，以下说法中正确的是( ) D A.重力是物体本身具有的力，大小与物体的质量成正比 B.静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其所受的重力 C.重力只作用在物体的重心上，重心的位置总在物体的几何中心 D.重力是由于地球对物体的吸引而产生的，重力的施力物体是地球 【解析】重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，并不是物体本身具有的力，重力的施力物体是地球， 同一位置， 值相同，物体的重力与物体的质量成正比，选项A错误，D正确；不受其他外力而静止在水平面上的 物体，对水平面的压力大小等于物体的重力，选项B错误；重心是物体所受重力的等效作用点，重心的位置与物体 的形状和质量分布有关，只有形状规则、质量均匀分布时，重心的位置才在物体的几何中心，选项C错误. 31 4.［知识点2］把一个薄板状物体悬挂起来，静止时如图所示.则对于此薄板状物体所受重力的理解，下列说法正 确的是( ) D A.重力就是地球对物体的引力 B.重力大小和物体运动状态有关 C.重力的方向总是指向地心 D.该物体的重心一定在直线 上 【解析】重力是由于地球对物体的吸引而产生的，但重力并不等于地球对物体的引力，故A错误；重力与物体 的运动状态以及是否受其他力无关，故B错误；重力的方向为竖直向下，并不一定指向地心，故C错误；根据悬 挂法可知，该物体的重心一定在直线 上，故D正确. 32 5.［知识点2］下面关于重力、重心的说法中正确的是( ) C A.风筝升空后，越升越高，说明风筝的重心相对风筝的位置也越来越高 B.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上 C.舞蹈演员在做各种优美动作的时候，其重心位置不断变化 D.重力的方向总是垂直于地面 【解析】风筝升空后，越升越高，其重心也升高，但是风筝的重心相对于风筝的位置不变，A错误；任何有规 则形状、质量分布均匀的物体，其重心一定与它的几何中心重合，但不一定在物体上，比如均匀圆环的重心在 环心，B错误；舞蹈演员在做各种优美动作时，其重心位置不断变化，C正确；重力的方向竖直向下，不一定垂 直于地面，D错误. 33 6.［知识点2］如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家集高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的 结晶，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( ) D A.马跑得快的缘故 B.马蹄大的缘故 C.马的重心在飞燕上 D.马的重心位置和飞燕在一条竖直线上 【解析】以马为研究对象，对马进行分析，马处于平衡状态，飞燕对马的支持力和马的重力平衡，所以二力大 小相等、方向相反，飞燕与马的重心位置在一条竖直线上，所以马能踏在飞燕上与马跑得快慢没关系，与马蹄 的大小没关系，故D正确，A、B错误.马的重心在马身上，飞燕的重心在飞燕上，故C错误. 34 7.［知识点2］如图所示，粗细均匀的金属丝用细线系于其中点 后，悬挂在天花板上，金属丝处于水平状态.若 将金属丝右端的段弯曲对折至 位置，如图中虚线所示，则此金属丝( ) B A.重心位置不变 B.重心位置向左移 C.重心位置向右移 D.无法判断 【解析】金属丝的重心是组成金属丝的各质点所受重力的集中作用点，形状规则的均匀物体，其重心在几何中 心，因此可以分段分析金属丝的受力.以金属丝的中点为对称中心，选点与对称，与对称.将 段对折成 后，段金属丝仍是以为对称中心，则段的重心仍在点，段和段的重心都在其中点.由于 段 与段所受重力的集中作用点在点，则段与段所受重力的集中作用点必在 点左侧，则整个金属丝的重 心左移，B正确. 35 8.［知识点2］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，下列说法 正确的是( ) C A.重心位置向外侧偏移，重力减小 B.重力和重心位置都没有变 C.重力减小，重心位置没有变 D.重力减小，重心位置无法确定 【解析】在薄板中央挖掉一个小圆板后，薄板质量减小，故重力减小.又因是均匀薄板，故其重心应在其几何中 心，挖掉小圆板后重心位置不变，故C正确. 36 $