通用版2018-2019版高考物理总复习主题二相互作用与运动定律2.1.1重力基本相互作用学案新人教版.doc

2.1.1重力基本相互作用学习目标核心提炼1.认识重力、重心的概念，知道重力的计算公式Gmg，理解重力的方向特点。3个概念力、重力、重心2种表示力的方法力的图示、力的示意图4种基本相互作用2.掌握用力的图示表示力的方法。3.了解自然界中的四种基本相互作用。4.理解力的概念及力的作用效果。一、力和力的图示1.运动状态的变化只要一个物体的速度变化，不管是大小改变还是方向改变或者是大小和方向都改变，则运动状态就发生变化。2.力的概念和作用效果(1)定义：物体与物体之间的相互作用。(2)力的图示：力可以用带箭头的线段来表示，线段的长短表示力的大小，线段指向表示力的方向，线段的箭尾(或箭头)表示力的作用点。(3)力的作用效果：可以改变物体的运动状态，可以使物体的形状发生改变。思维拓展甲、乙描述的是“三毛”拉车的情景。图1(1)哪幅图画出的是拉力的图示？为什么？(2)哪幅图是拉力的示意图？为什么？提示甲图是拉力的图示，因为有标度，乙图是拉力的示意图，它没有标度。二、重力产生由于地球的吸引而使物体受到的力大小(1)大小：Gmg，式中G、m、g的单位分别为N、kg、N/kg(2)测量：用弹簧测力计竖直悬挂被测物体，当处于静止状态时，示数即为其重力大小方向总是竖直向下重心(1)定义：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作用集中于一点，即为物体的重心(2)决定重心位置的因素：物体的形状；物体质量的分布思考判断(1)地球上所有物体的重力的施力物体都是地球。()(2)重力的方向也可以表述为指向地心。()(3)重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上。()三、四种基本相互作用万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用为四种基本相互作用。思维拓展四种基本相互作用各存在于哪些物体之间？提示万有引力存在于一切有质量的物体之间，电磁相互作用存在于电荷间和磁体间，强相互作用存在于原子核内部粒子间，弱相互作用存在于微观粒子间。对力的理解要点归纳1.力的三个性质性质理解物质性力是物体对物体的作用，脱离物体而独立存在的力是不存在的，一个力一定同时具有受力物体和施力物体相互性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的作用，另一个物体也一定会对这个物体施加力的作用矢量性力是矢量，不仅有大小，而且有方向2.力的作用效果(1)力的作用效果(2)影响作用效果的要素：力的大小、方向和作用点。如下图所示。精典示例例1 下列说法中正确的是 ()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作用B.不接触的物体之间不可能有力的作用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，不会施力D.任何一个物体，一定既是受力物体，又是施力物体解析子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时具有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，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A错；不接触的物体之间也可能有力的作用，如两个磁铁，故B错；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C错；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D正确。答案D误区警示(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。(4)力的物质性表明力离不开施力物体或受力物体，力的相互性表明力总是成对出现的，一个物体对其他物体施加力的同时，也一定受到其他物体的作用力。针对训练1 下列说法正确的是()A.“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的B.运动员将足球踢出，球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力C.甲用力把乙推倒，只是甲对乙有力，而乙对甲没有力D.两个物体发生相互作用不一定相互接触答案D力的表示方法要点归纳1.力的图示：用一条带箭头的线段来表示力的三要素。力的示意图：用一条带箭头的线段来表示力的方向和作用点。2.力的图示与力的示意图的区别(1)力的图示能表示力的三要素，精确表示力时经常用到。(2)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。3.力的图示与力的示意图的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线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度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，表示方向精典示例例2 如图2所示，静止的木块对桌面的压力为6 N，试画出压力的图示，说明施力物体和受力物体；并画出木块所受重力和支持力的示意图。图2思维导图解析(1)画力的图示时，要按照以下步骤进行：选定标度选适当长度的线段表示2 N的力。确定线段从作用点起沿力的方向画一线段，线段长短按标度和力的大小画，线段标上刻度。如图甲所示，从O点竖直向下画一条三倍于标度的线段。 标注方向在线段上加箭头表示力的方向。为了简便，也可以依照图乙来画。压力的施力物体是木块，受力物体是桌面。(2)画力的示意图时，只需画出力的作用点和方向，对线段的长短没有严格要求。图丙为木块所受重力和支持力的示意图，也可以依照图丁那样用一个点表示木块，画出重力和支持力的示意图。答案见解析方法总结(1)画力的图示时，标度的选取应根据力的大小合理设计，使表示力的有向线段的长度等于25段标度的长度。画出同一物体受到的不同的力时要用同一标度。(2)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几何中心。针对训练2 某人通过细绳用大小为50 N的力F斜向上与水平方向呈30角拉物块A，试画出拉力F的图示，并指出受力物体与施力物体。解析画力的图示时，先选好标度：以5 mm长的线段表示10 N的力，则拉力F共长25 mm，用A点代表物块A，即力的作用点，最后标上箭头指明拉力的方向，即得力F的图示。为了准确无误地表示拉力的方向，图中的虚线是必要的辅助线。答案细绳拉物块A，受力物体是物块A，施力物体是细绳对重力和重心的理解要点归纳1.对重力的理解(1)产生：重力是由于地球的吸引而产生的，但由于其自转的影响，重力一般不等于地球对物体的引力。(2)大小同一地点，不同物体重力的大小与其质量成正比。不同地点，同一物体的重力随所处纬度的升高而增大，随海拔高度的增大而减小。(3)方向：重力的方向总是竖直向下，不能将重力的方向表述为“垂直地面向下”或“指向地心”等。2.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位置：重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。决定因素a.物体质量分布情况。b.物体的形状。(3)重心位置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上。形状不规则的物体，重心与物体的形状、质量分布情况均有关，对薄板类物体，可用支撑法或悬挂法来确定重心。精典示例例3 关于物体的重力和重心，下列说法正确的是()A.物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下B.同一物体在地球上的不同位置，当用不同的弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的，当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同C.物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点D.形状规则的物体(如正方体)，其重心一定在其几何中心处解析重力的方向为竖直向下而不是垂直地面向下，选项A错误；同一物体在地球上不同位置所受重力不同，与测力计无关，选项B错误；重心为物体各部分所受重力的等效作用点，选项C正确；重心的位置与物体的形状与质量分布是否均匀有关，如果质量不均匀分布，仅有规则几何外形，其重心也不一定在几何中心上，选项D错误。答案C误区警示对物体的重心注意以下三点(1)重心不是重力的真实作用点，重力作用于整个物体，重心是重力的等效作用点。(2)重心不是物体上最重的一点，也不一定是物体的几何中心。(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。重心的位置可以不在物体上。针对训练3 关于重力与重心，下列说法正确的是 ()A.物体在空中下落时受到的重力比静止时受到的重力大B.规则物体的重心一定在其几何中心C.放在桌面上的物体对桌面的压力，其实就是该物体的重力D.重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点解析空中下落时物体重力与静止时物体重力相同，故A错误；规则物体的重心不一定在它的几何中心上，还与物体的质量分布有关，当物体的质量分布均匀时，规则物体的重心，一定在它的几何中心上，故B错误；压力是由于相互挤压而产生的，与重力的性质不同，二者不是同一种力，故C错误；重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点，故D正确。 答案D1.如图3所示，歼20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼击机。它以具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊。关于歼20战机的受力，下列说法正确的是()图3A.战机受到的重力指向地心B.战机受重力的同时，它也对地球产生引力C.战机向前运动的推力无施力物体D.战机匀速飞行时，它不受重力作用解析重力的方向竖直向下，而不一定指向地心，A错误；由于地球对战机的引力而产生重力，同时战机对地球也产生引力，B正确；任何力都有施力物体，战机向前的推力来自于空气，C错误；地球附近的任何物体都受重力作用，D错误。答案B2.如图4所示是小车所受外力的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是()图4A.F1和F2 B.F1和F4C.F1和F3、F4 D.都不相同解析判断力的作用效果是否相同，应从力的三要素即大小、方向和作用点去考虑，力的三要素相同则作用效果相同，B正确。答案B3.(多选)如果一切物体的重力都消失了，则将会发生的情况有()A.天不会下雨，也不会刮风 B.一切物体都没有质量C.河水不会流动 D.气泡在液体中将不上浮解析重力消失了，则与重力有关的自然现象不再发生。水向低处流、在水中气泡向上移动都是因为水的密度大于气体，风的形成是因为不同区域空气温度不同、密度不同，从而受到重力不同而导致空气流动，而质量是物质的固有属性。答案ACD4.下列关于四种基本相互作用的说法正确的是()A.万有引力只发生在天体与天体之间，质量小的物体(如人与人)之间无万有引力B.强相互作用只发生在宇宙天体等宏观物体之间C.弱相互作用就是非常小的物体间的相互作用D.电磁相互作用是不需要相互接触就能起作用的解析不论大小，任何物体间均有万有引力，A错误；强相互作用发生在原子核内部核子之间，而弱相互作用发生在放射现象中，不是小物体之间，故B、C错误；电磁相互作用即电荷之间的相互作用、磁体之间的相互作用，是不需要相互接触就能起作用的，故D正确。答案D5.如图5甲中木箱P点，用与水平方向成30角斜向右上方的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60角斜向左上方的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图。图5答案如图所示基础过关1.下列关于力的作用效果的叙述中，正确的是 ()A.物体运动状态发生改变，一定受外力作用B.物体的运动状态不发生变化，一定不受外力作用C.物体受到力的作用后，一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象 D.力的作用效果完全由力的大小决定解析力的作用效果之一就是使物体运动状态发生改变，A正确；物体运动状态不变并不一定没有受到力的作用，力的作用效果是使物体运动状态发生改变或者使物体发生形变，B、C错误；力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果，D错误。答案A2.足球运动员已将足球踢向空中，如图1所示，下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中，正确的是(G为重力，F为脚对球的作用力、F阻为阻力)()图1解析被踢出的足球在向斜上方飞行的过程中，只受重力和空气阻力的作用。重力的方向竖直向下，阻力F阻与球的飞行速度方向相反，B正确。答案B3.关于重力的大小和方向，下列说法中正确的是()A.在地球表面上的物体都要受到重力作用，所受到的重力与物体的运动状态无关，也不管是否受其他力的作用B.在地球表面各处的重力方向都是相同的C.物体所受重力的大小一定等于地球对物体的吸引力大小D.对某一物体而言，其重力的大小总是一个恒量，不因物体从赤道移到两极而变化答案A4.“不倒翁”是儿童喜爱的玩具，“不倒翁”之所以“不倒”，是因为它的重心设计巧妙，关于“不倒翁”的重心，下列说法中正确的是()图2A.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”的重心不在物体上答案C5.跳高运动员在如图所示的四种过杆姿势中，重心最能接近甚至低于横杆的是()解析四种过杆姿势中，前三种过杆时重心均在横杆之上，而背越式过杆时，头、躯干、腿依次过杆，身体的大部分与杆接近，甚至低于杆。答案D能力提升6.一饮料杯装满水，如图3所示，杯的底部有一小孔，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()图3A.一直下降 B.一直上升C.先升后降 D.先降后升解析首先，水面的下降将导致水和容器这个共同体的质量分布发生变化，即开始一段时间内，水面下降，重心下降，但又由于容器自身质量的影响，水面下降到一定程度后，重心又开始上升了，直至水流完，重心又回到空容器的重心位置，D正确。答案D7.如图4所示，质量分布均匀的正方形薄板ABCD，边长为a，当薄板绕过C点垂直于纸面的水平轴转动时，其重心最多可升高多少？图4解析初状态重心高度h0a。翻转后，板的重心在板的几何中心，如图所示，重心高度ha。重心位置升高hhh0a。答案a8.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；(3)小孩以东偏北30的方向拉小车的200 N的拉力。解析(1)在水平桌面上重为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。(3)小孩以东偏北30的方向拉小车的200 N的拉力，施力物体是小孩，受力物体是小车。力的图示如图丙所示。答案见解析9.一个质量为60 kg的人，在地球上的重力为588 N，在月球上的重力为98 N。该人在地球上的弹跳高度为0.5 m。那么，他在月球上的弹跳高度为多少？解析人在地球和月球上的质量相等，由Gmg得地球表面的自由落体加速度g m/s29.8 m/s2月球表面的自由落体加速度g m/s21.63 m/s2设人在地球上的弹跳高度为h，在月球上的弹跳高度为h，人跳起时的初速度为v0由v2v2ax和v0得，解得hh0.5 m3.0 m。答案3.0 m