《2019-2020學(xué)年高中物理 第三章 相互作用 1 重力 基本相互作用學(xué)案 新人教版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第三章 相互作用 1 重力 基本相互作用學(xué)案 新人教版必修1（12頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1　重力　基本相互作用 [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]　 物理觀念：1.知道力的概念、三要素和作用效果.2.了解重力的產(chǎn)生原因，明確重力的方向，理解重心的概念.3.了解自然界中的四種基本相互作用． 科學(xué)思維：1.會(huì)作出力的圖示和示意圖.2.理解重心的位置與物體形狀、質(zhì)量分布有關(guān)，會(huì)用懸掛法確定薄板重心的位置． 一、力和力的圖示 1．力的作用效果：(1)使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化；(2)使物體發(fā)生形變． 2．力 (1)定義：物體與物體之間的相互作用． (2)單位：牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)：N. (3)矢量性：力既有大小，又有方向． (4)測(cè)量：力的大小可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量． 3．力的表

2、示方法 (1)力的圖示：用一條帶箭頭的線段(有向線段)來表示力的三要素． ①線段的長(zhǎng)短(嚴(yán)格按標(biāo)度畫)表示力的大?。? ②箭頭指向表示力的方向； ③箭尾(或箭頭)表示力的作用點(diǎn)，線段所在的直線叫做力的作用線． (2)力的示意圖：只用一條帶箭頭的線段來表示力的方向和作用點(diǎn)． 二、重力 1．定義：由于地球的吸引而使物體受到的力． 2．大小：G＝mg，g就是自由落體加速度． 3．方向：豎直向下． 4．作用點(diǎn)——重心 (1)重心：一個(gè)物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心． (2)決定因素：①物體的形狀；②物體的

3、質(zhì)量分布． (3)確定方法：對(duì)形狀不規(guī)則的薄板狀物體，可以采用懸掛法來確定重心的位置． 三、四種基本相互作用 1．萬有引力：相互吸引的作用存在于一切物體之間，直到宇宙的深處，只是相互作用的強(qiáng)度隨距離增大而減弱(填“增強(qiáng)”或“減弱”)． 2．電磁相互作用：電荷間的相互作用，磁體間的相互作用． 3．強(qiáng)相互作用：使原子核緊密地保持在一起的相互作用．它的作用范圍只有約10－15m. 4．弱相互作用：在放射現(xiàn)象中起作用的另一種基本相互作用．作用范圍約為10－15m．強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的10－6倍． 1．判斷下列說法的正誤． (1)每個(gè)力都必有施力物體和受力物體．(　√　) (2)只

4、有相互接觸的兩物體之間才有力的作用．(　×　) (3)兩個(gè)力的大小都是5N，則這兩個(gè)力一定相同．(　×　) (4)只有物體的重心才受到重力的作用．(　×　) (5)重心是物體重力的作用點(diǎn)，重心一定在物體上．(　×　) 2．小明用20N的水平力推桌子(如圖1所示)，作出此力的圖示和力的示意圖． 圖1 答案　如圖所示 一、力和力的圖示 如圖2所示是足球撞擊球網(wǎng)的瞬間． 圖2 (1)足球撞擊球網(wǎng)時(shí)對(duì)球網(wǎng)產(chǎn)生了巨大的沖擊力，球網(wǎng)對(duì)足球有沒有作用力？若有，該力對(duì)足球產(chǎn)生了什么樣的作用效果？ (2)若足球?qū)η蚓W(wǎng)的作用點(diǎn)為圖中的A點(diǎn)，且作用力方向水平向右，大小為

5、50N，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出該力的圖示． 答案　(1)有．改變足球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． (2)如圖所示． 1．力的特性 (1)物質(zhì)性：力是物體與物體之間的相互作用，沒有脫離物體而獨(dú)立存在的力．一個(gè)力同時(shí)具有受力物體和施力物體． (2)相互性：物體之間力的作用是相互的．力總是成對(duì)出現(xiàn)，施力物體同時(shí)又是受力物體，受力物體同時(shí)又是施力物體． (3)矢量性：力不僅有大小，而且有方向，是矢量． 2．力的作用效果 (1)力的作用效果 (2)影響作用效果的要素：力的大小、方向和作用點(diǎn)． 3．力的圖示和力的示意圖 作圖步驟 力的圖示 力的示意圖 選標(biāo)度 選定標(biāo)度(用某一長(zhǎng)度的線段表示

6、一定大小的力) 畫線段 從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一線段，根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段長(zhǎng)度 從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一適當(dāng)長(zhǎng)度線段 標(biāo)方向 在線段的末端標(biāo)出箭頭，表示方向 在線段的末端標(biāo)出箭頭，表示方向 例1　(多選)下列說法正確的是(　　) A．甲揮拳擊打乙，卻被乙躲開，這時(shí)只有施力物體沒有受力物體 B．射出槍口的子彈能打到很遠(yuǎn)的地方，是因?yàn)樽訌楇x開槍口后受到一個(gè)推力作用 C．力是不能脫離物體而單獨(dú)存在的 D．一個(gè)力必定聯(lián)系著兩個(gè)物體，其中每個(gè)物體既是施力物體又是受力物體 答案　CD 解析　甲的手臂和拳頭應(yīng)該看做兩個(gè)部分，它們之間存在力的作用，并不是

7、乙躲開就沒有受力物體了，所以A錯(cuò)誤．B選項(xiàng)提到的推力沒有施力物體，所以這個(gè)力是不存在的，子彈離開槍口時(shí)具有很大的速度，可以飛得很遠(yuǎn)，所以B錯(cuò)誤．由力的物質(zhì)性可知C正確．力是物體之間的相互作用，涉及力就必須有兩個(gè)物體，即施力物體和受力物體，所以D正確． 1．相互作用的物體，可以直接接觸，也可以不接觸，但作用力必然是成對(duì)出現(xiàn)的． 2．并非有生命的物體才是施力物體，也并非先有施力物體后有受力物體． 3．任何一個(gè)力都獨(dú)立產(chǎn)生作用效果，使物體發(fā)生形變或使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化． 例2　如圖3所示，一人通過細(xì)繩用大小為50N的力F沿與水平方向成30°角斜向上拉物塊A，試畫出拉力F的圖示，并指出受

8、力物體與施力物體． 圖3 答案　見解析 解析　依題意知，細(xì)繩拉物塊A，受力物體是物塊A，施力物體是細(xì)繩．畫力的圖示時(shí)，先選好標(biāo)度，以4mm長(zhǎng)的線段表示10N的力，則拉力F共長(zhǎng)20mm，用點(diǎn)A代表物塊A，即力的作用點(diǎn)，最后標(biāo)上箭頭指明拉力的方向，即得力F的圖示，如圖所示．為了準(zhǔn)確無誤地表示拉力的方向，圖中的虛線是必要的補(bǔ)充． 針對(duì)訓(xùn)練　在圖4甲中木箱的P點(diǎn)，用與水平方向成30°角斜向右上方的150N的力拉木箱；在圖乙中木塊的Q點(diǎn)，用與豎直方向成60°角斜向左上方的20N的力把木塊抵在墻壁上，試作出甲、乙兩圖中所給力的圖示，并作出圖丙中電燈所受重力和拉力的示意圖． 圖4 答

9、案　如圖所示 二、重力與重心 (1)建筑工地上常用重錘來檢測(cè)墻壁是否豎直，為什么使用重錘就能夠檢測(cè)墻壁是否豎直？ (2)重心是物體上最重的一點(diǎn)嗎？重心位置與什么有關(guān)？物體的重心一定在物體上嗎？請(qǐng)舉例說明． 答案　(1)重力的方向豎直向下，所以懸掛重錘的細(xì)線一定在豎直方向上，如果墻壁與細(xì)線平行，則說明墻壁豎直． (2)不是．重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)．重心位置與物體的質(zhì)量分布及形狀有關(guān)．重心可以不在物體上，如木匠用的拐尺、圓環(huán)的重心都不在物體上． 1．重力的大小 (1)重力的大小G＝mg，只與質(zhì)量和重力加速度g有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)． (2)重力加速度g

10、與物體所處的緯度和高度有關(guān)，在赤道處，g最小，在兩極處，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，離地面越近，g越大． 2．重力的方向：總是豎直向下．豎直向下是指與水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心． 3．重力的作用點(diǎn)——重心 (1)重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)，并不是只有物體的重心才受到重力作用．重心的位置除跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān)．質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心．重心的位置可以在物體上，也可以在物體外． (2)重心位置的確定方法：薄板狀物體的重心可以用懸掛法確定． 例3　關(guān)于重力，以下說法正確的是(　　) A

11、．重力的方向總是垂直于接觸面向下的 B．把處在空氣中的物體浸入水中，物體所受重力變小 C．掛在繩上靜止的物體，它受到的重力就是繩對(duì)它的拉力 D．同一物體在地球各處所受重力大小不一定相同 答案　D 解析　重力的方向總是豎直向下的，但不一定是垂直于接觸面向下，比如在斜面上的物體所受的重力方向并不垂直于斜面，A錯(cuò)誤；重力G＝mg，其大小只和質(zhì)量、重力加速度g有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，B錯(cuò)誤；繩子拉力的施力物體是繩子，重力的施力物體是地球，兩者的施力物體不同，不是同一個(gè)力，C錯(cuò)誤；由于重力加速度隨著緯度、高度的變化而變化，所以同一物體在地球各處所受重力大小不一定相同，D正確． 例4　關(guān)于重心，

12、下列說法正確的是(　　) A．重心就是物體內(nèi)最重的一點(diǎn) B．物體發(fā)生形變時(shí)，其重心位置一定不變 C．物體升高時(shí)，其重心在空間的位置一定不變 D．采用背越式跳高的運(yùn)動(dòng)員在越過橫桿時(shí)，其重心位置可能在橫桿之下 答案　D 解析　重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)，故A項(xiàng)錯(cuò)；質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，重心在其幾何中心，把一根質(zhì)量分布均勻的直鐵棒彎成圓后重心由原來在物體上變到在圓心處，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；物體升高時(shí)，重心在空間的位置變化與否看具體情形，如某人從一樓上升到五樓，其重心升高，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；重心的位置和物體的質(zhì)量分布及形狀都有關(guān)，故D項(xiàng)正確． 1．(對(duì)力的概念的理解)關(guān)于力，下列

13、說法中正確的是(　　) A．沒有相互接觸的物體間也可能有力的作用 B．根據(jù)相隔一定距離的磁鐵間存在相互作用可知：力可以離開物體而獨(dú)立存在 C．兩個(gè)力大小都是10N，方向相同，那么這兩個(gè)力一定相同 D．施力物體施力在前，受力物體受力在后 答案　A 解析　力是物體對(duì)物體的相互作用，沒有相互接觸的物體間也可能有力的作用，比如重力，故選項(xiàng)A正確．相隔一定距離的兩個(gè)磁鐵間有相互作用，若拿走其中一個(gè)磁鐵，這種相互作用將不存在，所以力是不能離開物體而獨(dú)立存在的，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．只有當(dāng)兩個(gè)力的大小、方向、作用點(diǎn)都相同時(shí)，我們才能說這兩個(gè)力相同，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．力的作用是相互的，施力物體和受力物體受到的

14、力是同時(shí)產(chǎn)生的，沒有前后之分，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．(力的圖示和力的示意圖)圖5表示的是小車所受外力F的圖示，所選標(biāo)度都相同，則對(duì)于小車的運(yùn)動(dòng)，作用效果相同的是(　　) 圖5 A．F1和F2 B．F1和F4 C．F1和F3、F4 D．都不相同 答案　B 解析　判斷作用效果是否相同，應(yīng)從力的三要素，即大小、方向和作用點(diǎn)去考慮，三要素相同則作用效果相同，而力沿其作用線平移時(shí)作用效果不變，選項(xiàng)B正確． 3．(對(duì)重力的理解)關(guān)于重力的大小及重心的位置，以下說法正確的是(　　) A．重力是物體本身具有的力，大小與物體的質(zhì)量成正比 B．靜止在水平面上的物體對(duì)水平面的壓力大小一定小于其所

15、受的重力大小 C．重力只作用在物體的重心上，重心的位置總在物體的幾何中心 D．重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，重力的施力物體是地球 答案　D 解析　重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力，而不是物體本身具有的力，施力物體是地球；物體重力的計(jì)算式G＝mg，其中g(shù)的值與物體所處的地理位置有關(guān)，同一地點(diǎn)、同一高度，g值相同，物體的重力與物體的質(zhì)量成正比，不同地點(diǎn)，不同高度，g值一般不同，因此，不能說物體的重力大小與物體的質(zhì)量成正比，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；靜止在水平面上的物體，對(duì)水平面的壓力大小等于物體的重力大小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；重心是物體所受重力的等效作用點(diǎn)，重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分

16、布均有關(guān)，只有形狀規(guī)則、質(zhì)量均勻分布時(shí)，重心的位置才在物體的幾何中心，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 4．(對(duì)重心的理解)(多選)關(guān)于物體的重心，以下說法中正確的是(　　) A．質(zhì)量均勻分布的、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心 B．風(fēng)箏升空后，越升越高，說明風(fēng)箏的重心相對(duì)風(fēng)箏的位置也越來越高 C．一磚塊平放、側(cè)放或立放時(shí)，其重心在磚內(nèi)的位置不變 D．舞蹈演員在做各種優(yōu)美動(dòng)作時(shí)，其重心的位置不變 答案　AC 一、選擇題 考點(diǎn)一　力的概念與力的圖示 1．(多選)下列關(guān)于力的作用效果的敘述正確的是(　　) A．發(fā)生形變的物體必定受到了力的作用 B．物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有發(fā)生改變，物體也可能受到

17、力的作用 C．力的作用效果不僅取決于力的大小和方向，還與力的作用點(diǎn)有關(guān) D．力作用在物體上，必定同時(shí)出現(xiàn)形變和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變 答案　ABC 2．下列說法中正確的是(　　) A．用手壓彈簧，手先給彈簧一個(gè)作用力，彈簧壓縮后再反過來給手一個(gè)作用力 B．運(yùn)動(dòng)員將壘球拋出后，壘球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)仍在變化，壘球仍為受力物體，但施力物體不再是運(yùn)動(dòng)員 C．施力物體對(duì)受力物體施加了力，施力物體本身可能不受力的作用 D．“風(fēng)吹草動(dòng)”，草受到了力，但沒有施力物體，說明沒有施力物體的力也是存在的 答案　B 3.關(guān)于圖1所示的兩個(gè)力F1和F2，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．F1＝F2，因?yàn)?/p>

18、表示兩個(gè)力的線段一樣長(zhǎng) B．F1>F2，因?yàn)楸硎綟1的標(biāo)度大 C．F1

19、答案　AB 解析　重力的方向豎直向下，選項(xiàng)A正確；物體所受重力的施力物體是地球，選項(xiàng)B正確；地球表面的自由落體加速度隨緯度的增大而增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；自由落體加速度與質(zhì)量無關(guān)，質(zhì)量不同的物體在同一位置自由落體加速度相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．(多選)關(guān)于物體的重心，下列說法正確的是(　　) A．物體升高或降低時(shí)，重心在物體中的位置也隨之升高或降低 B．用線豎直懸掛的物體靜止時(shí)，線的方向一定通過該物體的重心 C．形狀規(guī)則的物體，其幾何中心不一定與其重心重合 D．因物體的重心是重力的作用點(diǎn)，所以物體的重心一定在物體上 答案　BC 解析　形狀與質(zhì)量分布不變的物體的重心在物體中的位置是固定的

20、，不會(huì)隨物體升降而改變，故A錯(cuò)誤；用線豎直懸掛的物體靜止時(shí)，線的方向一定通過該物體的重心，故B正確；重心與物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，形狀規(guī)則的物體，質(zhì)量分布不一定均勻，所以其幾何中心不一定與其重心重合，故C正確；重心可以在物體上，也可以在物體外，故D錯(cuò)誤． 6．(多選)用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛靜止的小球，下列說法正確的是(　　) A．彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)小球的拉力就是小球所受的重力 B．彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)小球的拉力大小等于小球所受重力的大小 C．小球所受重力的施力物體是彈簧測(cè)力計(jì) D．小球所受重力的施力物體是地球 答案　BD 解析　“拉力”不是“重力”，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；靜止小球所受重力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)

21、拉力的大小，選項(xiàng)B正確；重力的施力物體是地球，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 7.如圖2所示，一容器內(nèi)盛有水，容器的下方有一閥門K，打開閥門讓水從小孔中慢慢流出，在水流出的過程中，水和容器的共同重心將(　　) 圖2 A．一直下降 B．一直上升 C．先升高，后降低 D．先降低，后升高 答案　D 解析　水面的下降將導(dǎo)致水和容器這個(gè)共同體的質(zhì)量分布發(fā)生變化．即開始一段時(shí)間內(nèi)，水面下降，重心下降；但又由于容器自身質(zhì)量的影響，水面下降到一定程度后，重心又開始上升了，直至水流完，重心又回到空容器的重心位置，故選D. 8.如圖3所示，“馬踏飛燕”是漢代藝術(shù)家高超的藝術(shù)技巧的結(jié)晶，是我國(guó)古代青銅藝

22、術(shù)的稀世珍寶，駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因?yàn)?　　) 圖3 A．馬是空心的 B．馬蹄大 C．馬的重心在飛燕上 D．馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上 答案　D 解析　駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因?yàn)轱w燕對(duì)馬的支持力和馬的重力在一條豎直線上，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確． 9．(多選)一個(gè)重20N的物體沿斜面下滑，關(guān)于該物體重力的圖示，以下四個(gè)圖中正確的是(　　) 答案　AD 解析　物體的重力為20N，標(biāo)度分別設(shè)為5N和2.5N，方向豎直向下，作用點(diǎn)在重心，選項(xiàng)A、D正確． 二、非選擇題 10．在圖4中，質(zhì)量分布均勻的物體A受到的重力都是8N

23、，試畫出物體A所受重力的示意圖． 圖4 答案　如圖所示 11.一質(zhì)量為0.6kg的物體放在傾角為30°的斜面上，用與斜面平行的、大小為8N的力F拉著它沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，如圖5所示，畫出拉力和重力的圖示．(g取10N/kg) 圖5 答案　見解析 解析　重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，大小為G＝mg＝0.6kg×10N/kg＝6N，方向豎直向下，重力的作用點(diǎn)在物體的重心上，重力與是否受其他力以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．拉力和重力的圖示如圖所示： 12．螞蟻可稱為“六腳大力士”．一只質(zhì)量約為5mg的螞蟻，能舉起重量是它自身體重20倍的樹葉，螞蟻對(duì)這個(gè)樹葉的支持力約是多大？如果到月球上舉樹葉，那么螞蟻能舉起多少千克的樹葉？(已知月球上的重力加速度是地球上重力加速度的) 答案　9.8×10－4N　6×10－4kg 解析　螞蟻對(duì)這個(gè)樹葉的支持力與樹葉的重力大小相等 樹葉的質(zhì)量m＝5×20mg＝100mg＝1×10－4kg 故螞蟻對(duì)樹葉的支持力 F＝G＝mg＝1×10－4×9.8N＝9.8×10－4N 螞蟻在地球上能舉起重量是自身體重20倍的樹葉，它的“舉力”F′＝F＝9.8×10－4N，在月球上，它的“舉力”不變，能夠舉起質(zhì)量為m′的重物，則有F′＝m′g′，得 m′＝＝kg＝6×10－4kg. 12