高中物理第三章第一節(jié)重力基本相互作用課件

1、 1重力基本相互作用理解力的概念，了解力的作用效果掌握力的圖示方法，能正確畫出力的圖示或示意圖理解重力和重心的概念、知道重力產(chǎn)生的原因掌握重力的大小和方向，會(huì)用公式gmg計(jì)算重力了解自然界中四種基本相互作用 請(qǐng)按下圖所示姿勢(shì)坐到椅子上，把上身挺直，不準(zhǔn)向前傾，兩小腿豎直，不準(zhǔn)移到椅子底下，然后試試看能否站起，你知道這是為什么嗎？ 1在物理學(xué)中，人們把物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生的原因，即物體與物體之間的，稱做力，力的單位是，符號(hào)是n. 2力是矢量，它不但有而且有，可以用一根的線段來表示，下圖中的力的圖示表示作用在小車上的力是 ，方向 3地球上都受到地球的吸引，這種 由 于的 力 叫 做 重力一個(gè)物體受

2、到10 n的重力，也可以說這個(gè)物體的 是10 n.改變改變形變形變相互作用相互作用牛頓牛頓大小大小方向方向帶箭頭帶箭頭100n水平向左水平向左一切物體一切物體地球的吸引而使物體受到地球的吸引而使物體受到重量重量 4一個(gè)物體的各部分都要受到的作用從效果上看，我們可以認(rèn)為的重力作用集中于，這一點(diǎn)叫做物體的 5薄板的重心位置可以用懸掛法確定：(下圖)重力重力各部分受到各部分受到重心重心一點(diǎn)一點(diǎn) 在a點(diǎn)，通過a點(diǎn)畫一條 ，再選另一處d點(diǎn)，同樣通過d點(diǎn)，ab和de的 ，就是薄板的重心 6 和 為人們目前所認(rèn)識(shí)到的自然界中存在的四種基本相互作用把物體懸掛起來把物體懸掛起來豎直線豎直線ab把物體懸掛起來把物

3、體懸掛起來畫一條豎直線畫一條豎直線de交點(diǎn)交點(diǎn)萬有引力、電磁相互作用力、強(qiáng)相互作用萬有引力、電磁相互作用力、強(qiáng)相互作用弱相互作用弱相互作用 (1)力的定義：力是物體和物體間的相互作用 (2)力的性質(zhì) 力的物質(zhì)性：有力發(fā)生則一定存在著施力物質(zhì)和受力物質(zhì) 力的相互性：施力物體給予受力物體作用力的同時(shí)必然受到受力物體的反作用力即力總是成對(duì)出現(xiàn)的 力的矢量性：力是矢量，不但有大小而且有方向因此要確切地表示一個(gè)力，必須既指明其大小，又指明其方向可以用有方向的線段表示力 力的瞬時(shí)性：有力則有加速度，力消失，加速度亦消失 (3)力的作用效果 使物體產(chǎn)生形變(即物體的形狀或體積發(fā)生變化)； 使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)

4、生改變(即物體的速度大小或運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變)力的作用效果是由力的大小、方向和作用點(diǎn)共同決定的 特別提醒： (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)立地產(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 水滸傳第七回“魯智深倒拔垂楊柳”中有這樣一個(gè)情節(jié)：眾潑皮嫌一株柳樹上的老鴰叫，“魯智深想了一想，走到樹前，把布裰脫了，用右手向下，把身倒繳著，卻把左手拔住上截，把腰只一伸，將那棵柳樹連根拔起”，有人說：“魯智深對(duì)柳樹施加了力，柳樹對(duì)魯智深沒有力的作用，因此才把柳樹拔了出來

5、”這句話是否正確？ 答案：這句話的說法是錯(cuò)誤的其原因是力的作用是相互的，不存在只有施力物體而沒有受力物體的力，也不存在只有受力物體而沒有施力物體的力魯智深對(duì)柳樹施加了力，同時(shí)柳樹也對(duì)魯智深施加了力 點(diǎn)評(píng)：對(duì)于新的問題，我們要善于從中找到復(fù)雜情況下所體現(xiàn)出來的物理模型，用探究性的方式去解決這些問題其實(shí)本題只考查力的概念這一基本物理知識(shí)點(diǎn). 力的大小可用測(cè)力計(jì)(彈簧秤)測(cè)量 力的單位：國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)是n. 在物理學(xué)中用一根有向線段來表示力，用線段的長(zhǎng)短表示力的大小，箭頭的指向表示力的方向，用箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)，這種方法叫做力的圖示法 畫力的圖示的步驟： a選取合適

6、的標(biāo)度(用多少毫米表示多少牛的力) b從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一線段，線段的長(zhǎng)短按選定的標(biāo)度和力的大小畫出，線段上加刻度 c在線段的一端加箭頭表示力的方向，箭尾在力的作用點(diǎn)上，力的方向所沿的直線叫力的作用線 (4)力的示意圖：只畫出物體受到的力及力的方向，不需要選定標(biāo)度確定線段的長(zhǎng)短以表示力的大小的畫力的方法叫力的示意圖 特別提醒： (1)力的圖示反映了力的三要素，而力的示意圖只反映了力的作用點(diǎn)和方向，在分析物體受力時(shí)經(jīng)常用到 (2)標(biāo)度的選取應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)一般情況下，線段應(yīng)取25段整數(shù)段標(biāo)度的長(zhǎng)度 (3)要用同一標(biāo)度畫同一物體受到的不同的力 如圖所示，桌面上有質(zhì)量為600g的書，用圖

7、示法表示出桌面對(duì)書的支持力并作出這個(gè)力的示意圖(g取10n/kg) 解析：首先計(jì)算出書的重力，再結(jié)合初中學(xué)過的二力平衡條件，明確方向及標(biāo)度即可作圖 書的重力為gmg6n，桌面對(duì)書的支持力也為6n，作用在書上 取0.5cm長(zhǎng)的線段表示2n，則沿力的作用點(diǎn)向上作出1.5cm長(zhǎng)的有向線段即可作出力的圖示，如圖甲所示；這個(gè)支持力的示意圖，如圖乙所示 (1)重力的概念 由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力 地球上的物體都受到重力作用，不管質(zhì)量大小，也不論有無生命，凡是由分子、原子構(gòu)成的物體皆受重力作用 重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但重力的大小不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力，重力一般小于地球?qū)ξ矬w的吸引力

8、在有的情況下，認(rèn)為物體所受的重力與地球?qū)ξ矬w的吸引力大小相等，原因是兩者相差很小 重力是非接觸力 重力的施力物體是地球 (2)重力的大小 重力的測(cè)量 在實(shí)驗(yàn)室里，重力的大小可以用測(cè)力計(jì)測(cè)量；工業(yè)上用電子吊秤可以稱更重的物體 測(cè)量原理：二力平衡時(shí)，兩個(gè)力大小相等 測(cè)量條件：物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 測(cè)量方法：用測(cè)力計(jì)將待測(cè)物體懸掛起來處于靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)在數(shù)值上等于重力的大小 重力的大小 由于gmg，在同一地點(diǎn)，重力的大小與質(zhì)量成正比；在不同地點(diǎn)，如從兩極到赤道或離地面越高，g值均減小，從而使同一物體的重力也有所不同；物體的重力與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) 重力的方向 重力總是豎直向下的豎直向下不

9、能說成垂直向下，垂直要看接觸面，重力和水平面垂直，與斜面并不垂直物體在自由釋放后總是豎直向下的，就說明了重力的方向 (3)對(duì)重心的理解 重心是重力的等效作用點(diǎn) 重心的位置可以在物體上，也可以在物體外如一個(gè)圓形平板的重心在板上，而一個(gè)銅環(huán)的重心就不在環(huán)上 重心在物體上的位置與物體所處的位置、放置狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，但一個(gè)物體的質(zhì)量分布或形狀發(fā)生變化時(shí)，其重心在物體上的位置也發(fā)生變化 質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上；對(duì)形狀不規(guī)則的薄物體，可用支撐法或懸掛法來確定 (2010福建泉州市高一水平測(cè)試)如圖所示，a為矩形勻質(zhì)薄板，b為半圓形鋼條，c、d均為直角形支架，把這些物體分別用細(xì)

10、繩豎直懸掛，靜止時(shí)所處的位置符合實(shí)際的是() 答案：c (1)萬有引力：存在于一切有質(zhì)量的物體之間，作用強(qiáng)度隨距離增大而減弱 (2)電磁相互作用：存在于電荷間和磁體間，作用強(qiáng)度隨距離增大而減弱 (3)強(qiáng)相互作用：存在于原子核內(nèi)部粒子間作用范圍只有約1015 m距離增大時(shí)，作用急劇減小 (4)弱相互作用：存在于微觀粒子間，其作用范圍與強(qiáng)相互作用相同，但強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的1012倍 下列說法正確的是() a甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感覺到痛，說明甲對(duì)乙施加了力，而乙未對(duì)甲施加力 b“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 c磁鐵吸引鐵釘時(shí)，磁鐵不需要與鐵釘接觸，

11、說明力可以脫離物體而存在 d網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員用力擊球，網(wǎng)球受力后飛出，網(wǎng)球受力的施力物體不再是球網(wǎng) 解析：甲對(duì)乙施力的同時(shí)，乙對(duì)甲也施力，只不過甲的“拳頭”比乙“被打的部位”如肚子、胸部，更能承受打擊罷了，所以乙感到痛而甲未感到痛，a錯(cuò)；“風(fēng)吹草動(dòng)”的施力物體是空氣，b錯(cuò)；力不可以離開物體，磁鐵對(duì)鐵釘?shù)淖饔檬峭ㄟ^磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)離不開磁鐵，故c錯(cuò)；網(wǎng)球飛出后受重力和阻力，施力物體是地球和空氣，故d正確 答案：d 點(diǎn)評(píng)：只有深刻地理解力的概念，明確力的物質(zhì)性和相互性，才能準(zhǔn)確解釋和分析物體間發(fā)生的力的作用 (北京市豐臺(tái)區(qū)0910學(xué)年高一上期期中)關(guān)于力，下列說法中正確的是() a向上運(yùn)動(dòng)的物

12、體，一定受到向上的作用力 b相互接觸的物體之間，一定有作用力產(chǎn)生 c任何一個(gè)力的產(chǎn)生都離不開兩個(gè)物體 d只有相互接觸的物體之間才能產(chǎn)生作用力 答案：c 關(guān)于重力的大小，下列說法中正確的是() a物體的重力大小總是恒定的 b同一地點(diǎn)，物體的重力與物體的質(zhì)量成正比 c物體落向地面時(shí)，它受到的重力大于它靜止時(shí)所受的重力 d物體的重力總等于它對(duì)豎直測(cè)力計(jì)的拉力 解析：物體的重力的計(jì)算式為gmg，物體的質(zhì)量m是恒定的，但g的取值與地理位置有關(guān)對(duì)同一地點(diǎn)，g的取值相同隨著物體所處的地理位置緯度的升高，g值將增大，隨高度的增加，g將減小因此，不能認(rèn)為物體的重力是恒定的，故選項(xiàng)a錯(cuò)，選項(xiàng)b正確由公式可知，物體

13、所受的重力與物體的質(zhì)量和g值有關(guān)，與物體是否受其他力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無關(guān)，故選項(xiàng)c錯(cuò)誤用測(cè)力計(jì)豎直懸掛重物只有靜止(或勻速運(yùn)動(dòng))時(shí)，物體對(duì)測(cè)力計(jì)的拉力才等于物體的重力，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤 答案：b 點(diǎn)評(píng)：關(guān)于重力的大小，應(yīng)注意其決定因素是物體的質(zhì)量和g值，與是否受其他力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)關(guān)于重力的測(cè)量應(yīng)注意其條件是物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 下列關(guān)于物體重力的說法中正確的是 () a地球上的物體在運(yùn)動(dòng)時(shí)才受到重力 b同一物體在某處向上拋出后所受重力較小，向下拋出后所受重力較大 c某物體在同一位置時(shí)，所受重力與靜止還是運(yùn)動(dòng)無關(guān)，重力大小是相同的 d物體所受重力大小只與其質(zhì)量有關(guān) 答案：c 解析：物體在

14、地球上受的重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，與物體是運(yùn)動(dòng)，還是靜止無關(guān)，故a錯(cuò)，b錯(cuò)；物體在地球上某點(diǎn)處所受重力gmg，在同一點(diǎn)g相同，故g由m決定，但不同位置，不同高度g值不同，g由m和g共同決定所以c對(duì)d錯(cuò). 如圖所示，一個(gè)空心均勻球殼里面注滿水，球的正下方有一個(gè)小孔，當(dāng)水由小孔慢慢流出的過程中，空心球殼和水的共同重心將會(huì)() a一直下降 b一直上升 c先升高后降低 d先降低后升高 解析：重心的位置跟物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，當(dāng)注滿水時(shí)，球殼和水的重心均在球心，故它們共同的重心在球心隨著水的流出，球殼的重心雖然仍在球心，但水的重心逐漸下降，開始一段時(shí)間內(nèi)，球殼內(nèi)剩余的水較多，隨著水的重心的下降

15、，球殼和水共同的重心也下降；后一段時(shí)間內(nèi)，球殼內(nèi)剩余的水較少，隨著水的重心的下降，球殼和水共同的重心都升高；最后，水流完時(shí)，重心又回到球心故球殼和水的共同重心將先降低后升高，d選項(xiàng)正確 答案：d 點(diǎn)評(píng)：不要認(rèn)為兩者共同的重心在兩者各自重心連線的中點(diǎn)上，因?yàn)閮烧叩馁|(zhì)量是不一樣的，即整體的質(zhì)量分布不均勻 (江西高安二中0809學(xué)年高一上學(xué)期期中)如圖所示，n塊厚度為d的相同的磚塊，靠在一起平放在地面上，今將它們一塊一塊向上疊起來，這堆磚的重心升高了多少？ 如右圖所示，靜止木塊對(duì)桌面的壓力為6 n，試畫出壓力的圖示，說明施力物體和受力物體；并畫出木塊所受重力和支持力的示意圖 解析：畫力的圖示時(shí)，要按

16、照以下步驟進(jìn)行： (1)選標(biāo)度：本題選5 mm的線段表示2 n的力 (2)從作用點(diǎn)沿力的方向畫一線段，線段長(zhǎng)短按標(biāo)度和力的大小來畫，線段標(biāo)上刻度如下圖中(a)所示，從o點(diǎn)豎直向下畫一條三倍于標(biāo)度(15 mm)的線段 (3)在線段上加上箭頭表示力的方向 為了簡(jiǎn)便，也可照?qǐng)D(b)來畫壓力的施力物體是木塊，受力物體是桌子 畫力的示意圖時(shí)，只需要畫出力的作用點(diǎn)和方向，對(duì)線的長(zhǎng)短沒有嚴(yán)格要求如圖(c)為木塊所受重力和支持力的示意圖，也可照?qǐng)D(d)那樣用一點(diǎn)表示木塊，畫出重力和支持力的示意圖 一個(gè)重20n的物體沿斜面下滑，關(guān)于該物體重力的圖示，如以下所示的四個(gè)圖中正確的是() 答案：a 解析：垂直于水平面

17、豎直向下的方向即重力的方向，該方向一定豎直向下，不一定與接觸面垂直，該方向與接觸面情況也無關(guān)，bc錯(cuò)誤a、d中雖然方向都對(duì)了，但是d的圖示大小并不是20n，而是10n，地球附近的物體重力大小為一定值，不因放在斜面上而有所改變，故a正確而d錯(cuò)誤. (2009山東濟(jì)南)在對(duì)重力的本質(zhì)還未認(rèn)清之前，我國(guó)古代勞動(dòng)人民就有了比較復(fù)雜的應(yīng)用我國(guó)西安半坡出土了一件距今約5000年的尖底陶器，如圖所示，這種陶瓶口小腹大，有兩耳在瓶腰偏下的地方，底尖，若用兩根繩子系住兩耳吊起瓶子，就能從井口取水，試分析人們是怎樣利用尖底陶瓶從井中取水的 解析：當(dāng)汲水瓶空著時(shí)，由于瓶的重心高于繩的懸點(diǎn)，它就會(huì)傾倒；把它放在水里，

18、水就會(huì)自動(dòng)流進(jìn)去，當(dāng)瓶中汲入適量的水(達(dá)到瓶容積的60%70%)時(shí)，瓶的重心降到繩的懸點(diǎn)以下，一提繩，汲水瓶就會(huì)被直立著提上來如果瓶中的水太滿，瓶的重心又高于繩的懸點(diǎn)，瓶會(huì)自動(dòng)傾倒，將多余的水倒出這種汲水瓶巧妙地通過重心變換，使得汲水方便、省力，又能控制汲水量，充分體現(xiàn)了我國(guó)古代勞動(dòng)人民的智慧 從跳高運(yùn)動(dòng)史看，100年內(nèi)跳高的姿勢(shì)發(fā)生了五次變革，跨越式、剪式、滾式、俯臥式、背越式五種每改革一次姿勢(shì)，跳高的世界紀(jì)錄就提高一次.1.70m的第一個(gè)世界紀(jì)錄是用跨越式創(chuàng)造的；第二屆奧運(yùn)會(huì)上，巴克斯捷爾用剪式越過了1.90m的橫桿，1912年美國(guó)運(yùn)動(dòng)員霍林用滾式創(chuàng)造了2.01m的好成績(jī)；29年以后美國(guó)運(yùn)動(dòng)員用俯臥式以2.11m的成績(jī)創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄現(xiàn)代新的姿勢(shì)是背越式，背