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第3章 相互作用,第1节 重力与重心,填一填,练一练,一、力的描述(见课本第5657页) 1.力的概念。 2.力的表示。 (1)力的图示:力可用一条带箭头的线段来表示。它的长短表示力的大小,它的指向(箭头所指方向)表示力的方向,箭头或箭尾表示力的作用点,箭头所在的直线表示力的作用线。 (2)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,对线段的长度没有严格要求。,填一填,练一练,二、重力及其测量(见课本第5758页),填一填,练一练,三、重心与稳定(见课本第5960页) 1.重心的概念。 在研究重力对一个物体的作用效果时,可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在某一点,这个点就是重力的作用点,叫做物体的重心。任何一个物体都有重心,而且只有一个重心。 2.决定物体重心位置的因素。 质量分布均匀的物体,重心的位置只跟物体的形状有关;质量分布不均匀的物体,重心的位置除跟物体的形状有关外,还跟物体质量的分布情况有关。 3.重心位置对物体稳定程度的影响。 物体的重心越低越稳定,物体的支持面越大越稳定。,填一填,练一练,关于重力,下列说法正确的是( ) A.重力的方向一定垂直物体所在处的地面 B.重力的方向总是指向地心 C.重力就是地球对物体的吸引力 D.重力就是由于地球的吸引而使物体受到的力 解析:重力的方向竖直向下,但不一定与地面垂直,如在斜坡上,重力方向与地面不垂直,选项A错。只有在两极和赤道上的物体,重力方向才指向地心,地面上其他位置的物体的重力方向均不指向地心,选项B错。重力是由于地球吸引而产生的力,但它不一定等于地球对物体的吸引力,选项C错,D对。 答案:D,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,对力的概念的理解 货箱放置在汽车上,当汽车在平直的公路上匀速前进时,汽车是否对货箱具有向前的拉力?,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,1.力的四性,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,2.力的作用效果 (1)力有两个作用效果,一是改变受力物体的运动状态(速度的大小或方向发生变化或两者同时发生变化);二是使受力物体发生形变(形状和体积的变化)。 (2)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。 (3)根据力的作用效果,判断物体是否受力,是判断物体受力的最基本方法。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例题1】 导学号93960037下列关于力的说法中正确的是( ) A.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的作用 B.甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用 C.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到力 D.任何一个物体,一定既是受力物体,又是施力物体,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,解析:子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力,使子弹离开枪口时有很大的速度,但子弹离开枪口以后,只受重力和空气阻力的作用,并没有一个所谓的推力,因为不可能找到这个“推力”的施力物体,故不存在,所以选项A错误。物体间力的作用总是相互的,甲推乙的同时乙也推甲,故选项B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,如:马拉车时,车也拉马;书向下压桌子,桌子也向上推书,故选项C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,所以每一个物体既是受力物体,又是施力物体,故选项D正确。 答案:D,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,变式训练1 关于力的描述,下列说法中正确的是( ) 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.乒乓球运动员用力抽打乒乓球,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,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,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,故选项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,故选项B错误;力的作用效果由力的三要素决定,大小相等的力,作用点不同、作用力的方向不同,产生的效果也不同,故选项C错误;由于力是物体间的作用,其作用是相互的,任何物体既是施力物体,也是受力物体,故选项D正确。 答案:D,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,力的图示与力的示意图 看图思考以下问题: (1)图中三个物体上所画出的力各是什么力? (2)图中所给出的表示力的方法是什么方法? (3)力的图示与力的示意图在描述力上有什么明显不同?,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.力的图示与力的示意图的区别 力的图示能表示力的三要素,精确表示力时经常用到;力的示意图只能表示力的作用点和方向,在对物体的受力情况进行分析时经常用到。 2.力的图示与力的示意图的画法,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题2】 导学号93960038图甲、乙中A的重力均为10 N,画出它所受重力的图示。 解析:此题按以下步骤进行作图: (1)选定一段长2 mm的线段表示2 N的力。 (2)从作用点(重心)沿力的方向画一线段,根据选定的标度,线段长短和力的大小成正比,线段上加刻度,沿竖直向下的方向画一段五倍于标度(即1 cm长度)的线段,如图丙、丁所示。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,(3)在线段上加上竖直向下的箭头表示重力的方向。 答案:见解析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练2 (1)下图中表示的是小车所受外力F的图示,所选标度都相同,则对于小车的运动,作用效果相同的是 ( ) A.F1和F2 B.F1和F4 C.F1和F3、F4 D.以上选项都不正确 (2)如图所示,压缩弹簧对拇指的弹力为15 N,作出拇指受力的图示。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析:(1)只有两个力的大小和方向都相同时,作用效果才相同,故选项B正确。 (2)当拇指按压弹簧时,拇指会受到弹簧的弹力,由题意知其大小为F=15 N,方向水平向右;那么力的作用点可画在拇指和弹簧的接触处,过力的作用点向右画一条线段,截取和标度相等的三段,在线段的末端标出箭头和力的大小。如图。 答案:(1)B (2)见解析图,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,对重力和重心的理解 扔出的石块总要落回地面,跳伞员经过一段时间总要着陆,雨滴总是由房檐向下落向地面,这些司空见惯的现象受什么共同的规律支配呢?,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.对重力的理解 (1)重力的产生:重力的施力物体是地球,是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,但由于地球自转影响,重力通常不等于地球的吸引力。 (2)重力的大小。 在同一地点,重力的大小与质量成正比。 在不同的地点,同一物体的重力随纬度的增加而增大,随海拔高度的增加而减小。 物体重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力也无关。 (3)重力的方向:重力的方向总是竖直向下,竖直向不一定垂直地面向下,一般也不是指向地心。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,(4)重力和质量的区别与联系:,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,2.对重心的理解 (1)重心是重力的等效作用点,并非物体的全部重力都作用于重心。 (2)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。 (3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、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可能发生变化。 (4)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。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题3】 导学号93960039(多选)关于重力,下列说法正确的是( ) A.重力就是地球对物体的吸引力,其方向必定指向地心 B.重力的大小可以用弹簧测力计或杆秤直接测出 C.质量大的物体所受重力可能比质量小的物体所受重力小 D.物体对悬绳的拉力或对支撑面的压力的大小可以不等于重力,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析:重力产生的原因是由于地球对物体的吸引,但通常情况下重力只是地球对物体的吸引力的一部分,重力的方向竖直向下但并不一定指向地心,所以选项A错误;杆秤称量的是物体的质量而非重力,选项B也错误;由公式G=mg可知,重力的大小由质量m和g值共同决定,由于在不同的地理位置g值不同,因此质量大的物体与质量小的物体在不同的地理位置处因g值的差异有可能质量大的物体所受重力反而小,选项C正确;用一根悬绳吊起一个物体,当物体静止时对该竖直悬绳的拉力大小才等于物体的重力,当物体摆动时对该悬绳的拉力大小不等于物体的重力,把物体静置于一水平支撑物上,物体对该水平支撑物的压力大小才等于物体的重力,物体静止于斜面上,物体对该支撑斜面的压力大小就不等于物体的重力,选项D正确。 答案:CD,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练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.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测力计的拉力 解析:物体的重力G=mg,物体的质量m是恒定的,但g的取值与地理位置有关。同一地点,g的取值相同。随着物体所处的纬度的升高,g取值增大;随高度的增加,g将减小。不能认为物体的重力是恒定的,故选项A错误,选项B正确。由公式G=mg可知,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,故选项C错误。用测力计竖直悬挂重物,只有静止时,物体对测力计的拉力才等于物体的重力,故选项D错误。 答案:B,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题4】 导学号93960040(多选)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不变 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:物体的重心是各部分所受重力的等效作用点,可在物体上,也可在物体外,所以选项A错误;用线将物体竖直静止悬挂时,由二力平衡可知拉力与重力等大反向共线,重力过重心,所以拉力作用线一定过重心,故选项B正确;对于形状和质量分布固定的物体,其重心与物体如何放置无关,所以选项C正确;物体的形状发生变化时,其重心往往要改变,所以选项D错误。 答案:BC,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练4 以下关于物体重心位置的说法中正确的是( ) A.汽车上的货物卸下后,汽车的重心位置降低了 B.物体在斜面上下滑时,物体的重心位置相对物体的位置降低了 C.重心是物体所受重力的作用点,故重心一定在物体上 D.对于给定的物体,无论其形状如何变化,其重心位置是不变的 解析:重心的概念运用了“等效替代”的方法,重力并不真的只作用在重心一个点上,物体的各部分皆受重力的作用,只是为了研究的方便,才把各部分所受的重力等效为作用在重心一个点上。重心的位置与物体的形状、质量分布等有关。当物体的形状或质量分布发生变化时,其重心位置也随着改变,故选项A对,D错;对于圆环状的物体,其重心位置可以不在圆环上,故选项C错;当只是物体的位置发生变化,而其形状及质量分布不变时,物体的重心位置相对物体自身是不变的,故选项B错。 答案:A,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1 2 3 4 5,1.(多选)下列关于力的说法,正确的是( ) A.力是物体对物体的作用,力的作用是相互的 B.力是由施力物体发出,被受力物体接受的一种特殊物质 C.力的作用是同时发生的 D.地球对苹果有力的作用,而苹果对地球没有力的作用,所以苹果落向地球 解析:力是物体对物体的作用,这种作用是同时产生的,也是相互的,故选项A、C正确,D错误。力是一种作用,不是特殊物质,故选项B错误。 答案:AC,1 2 3 4 5,2.(多选)一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角,在图中画出的推小车的力的图示中,正确的是( ) 解析:在力的图示中必须明确力的标度(用多少毫米表示多少牛的力)、方向、大小、作用点。 答案:AD,1 2 3 4 5,3.关于重力的方向,下列说法中正确的是( ) A.重力的方向总是垂直向下 B.重力的方向总是竖直向下 C.重力的方向总是和支持物的支持面垂直 D.重力的方向总是指向地心 解析:重力的方向总是竖直向下,即与水平面垂直,不是垂直于地面,也不是与支持面垂直。 答案:B,1 2 3 4 5,4.关于物体的重心,下列说法正确的是( ) A.物体升高或降低时,重心在物体中的位置也随之升高或降低 B.物体的形状改变时,它的重心位置必定改变 C.物体的重心可以在物体上,也可以在物体的外部空间 D.随物体放置方法的不同,重心在物体内的位置也会发生改变 解析:物体的重心位置是固定的,不会随物体升降而改变,故A错误;重心由物体的质量分布决定,但形状改变时,重心位置可以不变,故B错误;物体的重心可以在物体上,也可以在物体外,故C正确;重心的位置与物体的放置方法无关,故D错误。故选C。 答案:C,1 2 3 4 5,5.(选做题)一质量为0.6 kg的物体放在倾角为30的斜面上,用与斜面平行的、大小为8 N 的力F拉着它沿斜面向上运动,如图所示,画出拉力和重力的图示。(g取10 N/kg) 解析:重力是由地球的吸引而产生的,大小为G=mg=0.6 kg10 N/kg=6 N,方向竖直向下,重力的作用点在物体的重心上,重力与是否受其他力及运动状态无关。掌握画力的图示的正确方法,特别注意同一个力的图示中要使用同一个标度。 答案:如图所示,
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