2023-2024學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用第一節(jié)重力學(xué)案粵教版必修第一冊

第一節(jié)重力學(xué)習(xí)目標(biāo)STSE情境導(dǎo)學(xué)1.認(rèn)識力是物體間的相互作用，能分清受力物體和施力物體．2．知道力的三要素，會用力的圖示和示意圖來表示力．3．知道重力產(chǎn)生的原因，理解重力的大小及方向．4．知道重心的概念及其確定方法．5．初步了解四種基本相互作用的特點(diǎn)和作用范圍一個靜止的球，我們踢它一腳，就可以把力作用在球上，使它開始運(yùn)動，并發(fā)生速度的變化；假如再去頂它一下，那就不只改變了它的速度大小，同時也改變了它的運(yùn)動方向知識點(diǎn)一力的基本概念1．運(yùn)動狀態(tài)的變化．當(dāng)一個物體的速度大小或速度方向發(fā)生改變時，就說這個物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化．2．力．定義物體與物體之間的相互作用作用效果(1)使物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化.(2)使物體發(fā)生形變標(biāo)矢性力是矢量(填“矢量”或“標(biāo)量”)，既有大小，又有方向．力的大小可用測力計測量．國際單位制中，力的單位是牛頓，符號是N三要素大小、方向、作用點(diǎn)表示方法(1)力的圖示：能表示出力的大小、方向和作用點(diǎn).(2)力的示意圖：只能表示出力的方向和作用點(diǎn)知識點(diǎn)二重力產(chǎn)生由于地球的吸引而使物體受到的力大小(1)大?。篏＝mg，式中G、m、g的單位分別為N、kg、N/kg.(2)測量：用彈簧測力計豎直懸掛被測物體，當(dāng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，示數(shù)即為其重力大小方向總是豎直向下重心(1)定義：物體的任一部分都受重力作用，從效果上看可認(rèn)為各部分所受到的重力作用集中于一點(diǎn)即為物體的重心；(2)決定重心位置的因素：①物體的形狀；②物體質(zhì)量的分布小試身手1．關(guān)于重力下列說法正確的是()A．重力的方向總是垂直地面向下B．重力的大小只與質(zhì)量有關(guān)C．重心概念的建立應(yīng)用了等效替代的思想D．物體所受的重力只有受力物體，沒有施力物體解析：重力的方向是豎直向下，故A錯誤；重力的大小與物體的質(zhì)量以及當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣榷加嘘P(guān)，故B錯誤；物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點(diǎn)，這點(diǎn)叫作重心，重心概念的建立應(yīng)用了等效替代的思想，故C正確；重力的施力物體是地球，故D錯誤．故選C.答案：C2．重150N的物體，其重力的圖示是()ABCD解析：重力的大小要用標(biāo)度來表示，重力的方向豎直向下，作用點(diǎn)作用在重心上，據(jù)此即可得出重力的圖示．本題考查力的圖示法，是一種表示力的方法：線段的長短按一定比例(標(biāo)度)畫的，表示力的大小，線段的指向表示力的方向，箭尾(或箭頭)表示力的作用點(diǎn)，線段所在的直線叫作力的作用線．根據(jù)題意可知，重力大小為150N，因此用三段線段表示，方向豎直向下，故A正確，B、C、D錯誤．故選A.答案：A探究一力和力的圖示1．力的三性．(1)物質(zhì)性：力是物體之間的相互作用，沒有脫離物體而獨(dú)立存在的力．一個力的受力物體和施力物體同時存在．(2)相互性：物體之間力的作用是相互的．力總是成對出現(xiàn)，施力物體同時又是受力物體，受力物體同時又是施力物體．(3)矢量性：力不僅有大小，而且有方向，是矢量．注意①物體之間發(fā)生相互作用時并不一定相互接觸．②力直接產(chǎn)生于施力物體和受力物體之間，不需要靠第三個物體傳遞．2．力的作用效果．(1)使物體發(fā)生形變．(2)改變物體的運(yùn)動狀態(tài)．3．力的圖示和力的示意圖的區(qū)別．力的圖示可以表示力的三個要素，即大小、方向和作用點(diǎn)．力的示意圖只能表示力的兩個要素，即方向和作用點(diǎn)．【典例1】如圖所示，靜止的木塊對桌面的壓力為6N．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．核心點(diǎn)撥：解析：畫力的圖示時，要按照以下步驟進(jìn)行：①選定標(biāo)度→選適當(dāng)長度的線段表示2N的力．②確定線段→從作用點(diǎn)起沿力的方向畫一線段，線段長短按標(biāo)度和力的大小畫，線段標(biāo)上刻度．如圖甲所示，從O點(diǎn)豎直向下畫一條三倍于標(biāo)度的線段．③標(biāo)注方向→在線段上加箭頭表示力的方向．為了簡便．也可以依照圖乙來畫．壓力的施力物體是木塊，受力物體是桌面．甲乙丙丁畫力的示意圖時，只需畫出力的作用點(diǎn)和方向，對線段的長短沒有嚴(yán)格要求．圖丙為木塊所受重力和支持力的示意圖，也可以依照圖丁那樣用一個點(diǎn)表示木塊，畫出重力和支持力的示意圖．答案：見解析(1)畫力的圖示時，標(biāo)度的選取應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計，使表示力的有向線段的長度等于2～5段標(biāo)度的長度．畫出同一物體受到的不同的力時要用同一標(biāo)度．(2)對于幾何形狀規(guī)則的物體，在畫力的圖示或示意圖時，有向線段的起點(diǎn)可畫在幾何中心．1．(多選)一個重20N的物體沿斜面下滑，關(guān)于物體重力的圖示，下列四個圖中正確的是()解析：根據(jù)重力方向豎直向下和力的大小判斷可知選項A、D正確．答案：AD2．圖中表示的是小車所受外力F的圖示，所選標(biāo)度都相同，則對于小車的運(yùn)動，作用效果相同的是()A．F1和F2B．F1和F4C．F1和F3、F4D．都不相同解析：由力的圖示可知，F(xiàn)1和F4的大小和方向都相同，作用的效果相同，B正確，A、C、D錯誤.答案：B探究二重力與重心1．大?。?1)重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生，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)動狀態(tài)無關(guān)．(2)重力加速度g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——隨著緯度升高而變大；海拔越高，g越小，離地面越近，g越大——隨著高度升高而減小．2．方向：總是豎直向下，即與水平面垂直向下，不一定指向地心．3．作用點(diǎn)——重心．重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)．質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心為其幾何中心．重心的位置可以在物體上，也可以在物體外．【典例2】關(guān)于重力的大小和方向，下列說法中正確的是()A．在地球上的任何物體都要受到重力作用，所受的重力與它的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，與是否存在其他力的作用也無關(guān)B．在地球各處的重力方向都是相同的C．同一物體向上運(yùn)動時所受重力可能小于向下運(yùn)動時所受重力D．對某一物體而言，其重力的大小總是一個恒量，不因物體從赤道移到南極而變化解析：地球上的任何物體都受重力作用，且重力與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，A對、C錯；地球不同位置，同一物體所受重力不同(因為g值不同)，B錯，D錯．答案：A(1)重心不是重力的真實(shí)作用點(diǎn)，重力作用于整個物體，重心是重力的等效作用點(diǎn)．(2)重心不是物體上最重的一點(diǎn)，也不一定是物體的幾何中心．(3)重心的位置與物體的位置、放置狀態(tài)及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)．重心的位置可以不在物體上．3．(多選)圖書館的讀書角擺了一個裝飾瓶，如圖所示．下列說法正確的是()A．裝飾瓶受到地球?qū)λ奈?，但它對地球沒有吸引力B．裝飾瓶重心一定在其幾何中心C．裝飾瓶的重心位置與其形狀結(jié)構(gòu)及質(zhì)量分布有關(guān)D．若裝飾瓶底部出現(xiàn)一個小洞，那么在水滴完前后的過程中，裝飾瓶的重心先降低后升高解析：力的作用是相互的，瓶子受到地球?qū)λ奈Γ鼘Φ厍蛞灿形?，A錯誤；裝飾瓶的重心位置與其質(zhì)量分布和形狀有關(guān)，只有形狀規(guī)則且質(zhì)量均勻分布的物體的重心才與幾何中心重合，B錯誤，C正確；若裝飾瓶底部出現(xiàn)一個小洞，在水滴完的過程中，裝飾瓶的重心先降低后升高，故D正確．故選CD.答案：CD課時評價作業(yè)(十)重力A級合格達(dá)標(biāo)1．下列關(guān)于力的作用效果的敘述不正確的是()A．物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變必定是物體受到力的作用B．物體的運(yùn)動狀態(tài)沒有發(fā)生改變，物體也可能受到力的作用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，必定同時出現(xiàn)形變和運(yùn)動狀態(tài)的改變答案：D2．如圖所示是姚明在比賽中的一張照片，記者給出的標(biāo)題是“姚明對球施魔力”．下面是幾位同學(xué)關(guān)于照片中籃球的說法，其中正確的是(空氣阻力忽略不計)()A．球只受到重力的作用B．球只受到一個沿運(yùn)動方向的力的作用C．球此時此刻不受到任何外力作用D．球受到姚明雙手對其的作用力和其自身重力的共同作用答案：D3．把一個月牙狀的薄板懸掛起來，靜止時如圖所示．則薄板的重心可能是()A．A點(diǎn) B．B點(diǎn)C．C點(diǎn) D．D點(diǎn)答案：D4．(多選)如圖所示，兩輛車正以相同的速度做勻速運(yùn)動，根據(jù)圖中所給信息和所學(xué)知識，你可以得出的結(jié)論是()A．物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點(diǎn)B．重力的方向總是垂直向下的C．物體重心的位置與物體形狀和質(zhì)量分布有關(guān)D．力是使物體運(yùn)動的原因解析：物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點(diǎn)，這個點(diǎn)就是物體的重心，重力的方向總是和水平面垂直，是豎直向下而不是垂直向下，所以A正確，B錯誤；從題圖中可以看出，汽車(包括貨物)的形狀和質(zhì)量分布發(fā)生變化，重心的位置就發(fā)生變化，故C正確；力不是使物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，所以D錯誤．答案：AC5．在下表中，分別表示了A、B、C、D四個力的圖示，其中正確的是()題號ABCD力的圖示施力物體地球地球鐵錘書本受力物體燈繩氣球道釘桌面A．重3N的電燈受到燈繩的拉力B．靜止在空中重力是2500N的氣球受到的重力C．鐵錘對道釘豎直向下的大小為2.0×103N的打擊力D．重5N的書對桌面的壓力解析：四種情況下各力的圖示長度都是正確的，而燈繩對電燈的拉力，施力物體是繩，受力物體是電燈，且方向豎直向上，故A項錯誤；B項中力的圖示所表示的力的方向、大小及作用點(diǎn)都正確；C項中的力的刻度不均勻；D項中力的圖示的作用點(diǎn)不應(yīng)畫在書上，應(yīng)畫于桌面上，故B項正確，A、C、D項錯誤．答案：BB級等級提升6．如圖所示為仰韶文化時期的某款尖底瓶，該瓶裝水后“虛則欹(‘欹’通‘倚’．斜倚，斜靠)、中則正、滿則覆”．下面有關(guān)瓶(包括瓶中的水，下面選項中的瓶均同此處)的說法正確的是()A．瓶所受重力就是地球?qū)ζ康奈．瓶處于靜止?fàn)顟B(tài)時，瓶子都是豎直的C．裝入瓶中的水越多，瓶的重心一定越高D．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用點(diǎn)解析：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，嚴(yán)格來說，重力是地球?qū)ξ矬w吸引力的一個分力，所以重力不等于物體受到的地球的吸引力，A錯誤；由題意瓶處于靜止?fàn)顟B(tài)時，水比較少時，則是傾斜的，B錯誤；瓶本身的重心位置不變，水比較少時，隨水的增加，整體的重心位置可能先減小然后才逐漸升高，C錯誤；根據(jù)重心的定義可知，瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用點(diǎn)，D正確．故選D.答案：D7．如圖所示，“馬踏飛燕”是漢代藝術(shù)家高度智慧、豐富想象、浪漫主義精神和高超藝術(shù)技巧的結(jié)晶，是我國古代雕塑藝術(shù)的稀世之寶．飛奔的駿馬之所以能用一只馬蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因為()A．駿馬受到的重力較小B．駿馬的馬蹄大C．駿馬的重心在飛燕上D．駿馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上解析：飛奔的駿馬之所以能用一只馬蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，與駿馬受到的重力大小以及馬蹄的大小沒有關(guān)系，而是因為駿馬處于平衡狀態(tài)，飛燕對駿馬的支持力和駿馬受到的重力一定在一條豎直線上，二力平衡；根據(jù)駿馬的形態(tài)可以看出，駿馬的重心不會在飛燕上，故D正確．答案：D8．(多選)下列關(guān)于重力、重心的說法中正確的是()A．風(fēng)箏升空后，越升越高，其重心也升高B．質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體上C．舞蹈演員在做各種優(yōu)美動作時，其重心位置不斷變化D．重力的方向總是垂直于地面解析：實(shí)際上，一個物體的各