2023學(xué)年完整公開(kāi)課版重力與重心

重力與重心一、力的描述1.力：物體和物體之間的_________，力的單位是_____，簡(jiǎn)稱___，符號(hào)__。相互作用牛頓牛N2.力的作用效果：（1）圖a中，力的作用效果是_____________________，（2）圖b中，力的作用效果是__________________________。使物體的形狀發(fā)生改變使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變3.力的圖示：（1）力的三要素：_____、方向和作用點(diǎn)。（2）表示方法：用一條帶箭頭的線段來(lái)表示力。（3）物理意義：①線段的長(zhǎng)短：_________。②箭頭指向：_________。③箭尾（或箭頭）的位置：___________。大小力的大小力的方向力的作用點(diǎn)二、重力及其測(cè)量1.重力的內(nèi)涵要素：（1）成因：由于___________而使物體受到的力。常把物體受到的重力的大小簡(jiǎn)稱為_(kāi)____。（2）大小：G=mg（比例系數(shù)g=9.8N/kg）。（3）方向：重力的方向總是豎直向下。地球的吸引物重2.重力的測(cè)量：重力的大小可用___直接測(cè)出。①?gòu)椈蓽y(cè)力計(jì)②臺(tái)秤③電子秤④體重計(jì)①三、物體的重心1.重心：從效果上看，可認(rèn)為重力集中作用在一個(gè)點(diǎn)上，這個(gè)點(diǎn)視為_(kāi)____________，稱為重心。2.重心位置的影響因素：（1）均勻物體：質(zhì)量均勻的物體，其重心的位置只與____________有關(guān)。如果均勻物體的形狀是規(guī)則的，重心就是_____________。重力的作用點(diǎn)物體的形狀幾何中心位置（2）不均勻物體：重心的位置除跟物體的形狀有關(guān)之外，還跟___________分布情況有關(guān)。3.重心與穩(wěn)定性：物體的重心_____，物體的穩(wěn)定程度越高。物體的質(zhì)量越低一、力的三個(gè)重要性質(zhì)1.物質(zhì)性：力是物體對(duì)物體的作用，脫離物體而獨(dú)立存在的力是不存在的，一個(gè)力一定同時(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，只要一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力的作用，另一個(gè)物體也一定會(huì)對(duì)這個(gè)物體施加力的作用。3.矢量性：力是矢量，不僅有大小，而且有方向?！舅伎肌び懻摗壳榫常喝瓝羰忠蝗瓝舫?，沒(méi)有擊中對(duì)方。討論：（1）有同學(xué)說(shuō)“這時(shí)只有施力物體，沒(méi)有受力物體”，這種說(shuō)法對(duì)嗎？（物理觀念）提示：不對(duì)，拳擊手沒(méi)擊中對(duì)方，說(shuō)明拳擊手和對(duì)方之間沒(méi)有相互作用，但手臂各段之間有相互作用。（2）還有同學(xué)說(shuō)“這時(shí)拳頭施出了力，但沒(méi)受到力，說(shuō)明力的作用不是相互的”，這種說(shuō)法對(duì)嗎？（物理觀念）提示：不對(duì)，拳擊手沒(méi)擊中對(duì)方，說(shuō)明拳擊手和對(duì)方之間沒(méi)有相互作用，但拳頭與手臂之間有相互作用力?！镜淅痉丁肯铝姓f(shuō)法中正確的是（）A.射出槍口的子彈，能打到很遠(yuǎn)的地方，是因?yàn)樽訌楇x開(kāi)槍口后受到一個(gè)推力作用B.不接觸的物體之間不可能有力的作用C.只有有生命或有動(dòng)力的物體才會(huì)施力，無(wú)生命或無(wú)動(dòng)力的物體只會(huì)受到力，不會(huì)施力D.任何一個(gè)物體，一定既是受力物體，又是施力物體【解析】選D。子彈在槍管內(nèi)受到火藥爆炸所產(chǎn)生的強(qiáng)大推力，使子彈離開(kāi)槍口時(shí)具有很大的速度，但子彈離開(kāi)槍口以后，只受重力和空氣阻力作用，并沒(méi)有一個(gè)所謂的推力，因?yàn)椴豢赡苷业竭@個(gè)“推力”的施力物體，故不存在，所以A錯(cuò)誤；不接觸的物體之間也可能有力的作用，如兩個(gè)磁鐵，故B錯(cuò)誤；不論物體是否有生命或是否有動(dòng)力，它們受到別的物體作用時(shí)，都會(huì)施力，如馬拉車時(shí)，車也拉馬；書(shū)向下壓桌子，桌子也向上推書(shū)，故C錯(cuò)誤；由于自然界中的物體都是相互聯(lián)系的，找不到一個(gè)孤立的、不受其他物體作用的物體，所以每一個(gè)物體既是受力物體，又是施力物體，故D正確?！菊`區(qū)警示】認(rèn)識(shí)力的性質(zhì)的兩個(gè)誤區(qū)（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）并非施力物體都有生命，也并非先有施力物體后有受力物體?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】（2019·龍巖高一檢測(cè)）下列關(guān)于力的說(shuō)法正確的是（）A.力是物體對(duì)物體的作用B.只有直接接觸的物體間才有力的作用C.由有一定距離的磁鐵間有相互作用力可知：力可以離開(kāi)物體而獨(dú)立存在D.力的大小可以用天平測(cè)量【解析】選A。力是物體間的相互作用，A正確；不接觸的物體間也可以有力的作用，如重力，地球與物體間不接觸也可產(chǎn)生力的作用，故B錯(cuò)誤；力是物體間的相互作用，不可離開(kāi)物體單獨(dú)存在，C錯(cuò)誤；天平是用來(lái)稱量質(zhì)量的儀器，D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.（多選）關(guān)于力的概念，下列說(shuō)法正確的是（）A.沒(méi)有相互接觸的物體間也可能有力的作用B.力不能離開(kāi)物體而單獨(dú)存在C.先有施力物體再有受力物體D.有的物體只是施力物體，而不是受力物體【解析】選A、B。力是物體與物體間的相互作用，沒(méi)有相互接觸的物體間也可能有力的作用，比如磁場(chǎng)力、重力，故A、B正確；力的作用是相互的，施力物體和受力物體受到的力是同時(shí)產(chǎn)生的，沒(méi)有前后之分，施力物體同時(shí)也是受力物體，C、D錯(cuò)誤。2.（多選）下列關(guān)于力的作用效果的敘述正確的是（）A.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變必定是物體受到了力的作用B.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)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(shí)出現(xiàn)形變和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變【解析】選A、B、C。因?yàn)榱κ歉淖兾矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，物體必定受到力的作用，故選項(xiàng)A正確。由于力的作用效果是使物體發(fā)生形變或改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，兩者可同時(shí)發(fā)生，也可不同時(shí)發(fā)生，故選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤。力的作用效果取決于力的三要素，故選項(xiàng)C正確。3.下列關(guān)于力的說(shuō)法正確的是（）A.有的物體在一定條件下就能顯現(xiàn)出力的作用，如爆炸的手榴彈，所以有的力沒(méi)有受力物體B.物體間發(fā)生相互作用時(shí)，先是施力物體對(duì)受力物體施加力，然后是受力物體對(duì)施力物體施加力C.一個(gè)施力物體只能有一個(gè)受力物體D.不接觸的物體間可能有力的作用【解析】選D。手榴彈爆炸時(shí)，火藥燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體與彈片發(fā)生相互作用，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；力的作用是同時(shí)的，一個(gè)施力物體可能有多個(gè)受力物體，故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；物體間有力的作用時(shí)并不一定直接接觸，如重力、磁體與磁體之間的作用力等，故選項(xiàng)D正確。二、力的圖示和力的示意圖畫(huà)力的圖示和力的示意圖的流程：【思考·討論】甲、乙兩圖描述的是“三毛”拉車的情景。（1）哪幅圖畫(huà)出的是拉力的圖示？哪幅圖畫(huà)出的是拉力的示意圖？為什么？（物理觀念）提示：甲圖是拉力的圖示，因?yàn)橛袠?biāo)度；乙圖是拉力的示意圖，因?yàn)樗鼪](méi)有標(biāo)度。（2）若甲圖中，確定標(biāo)度時(shí)，原來(lái)的長(zhǎng)度改為表示1N的力，結(jié)果會(huì)如何？說(shuō)明選取標(biāo)度時(shí)應(yīng)注意什么？（物理觀念）提示：標(biāo)度改變后，線段太長(zhǎng)，不易作圖。所以選取標(biāo)度時(shí)應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)。【典例示范】如圖所示，甲中在木箱的P點(diǎn)，用一與水平方向成30°角斜向上的150N的力拉木箱；乙中在木塊的Q點(diǎn)施一與豎直方向成60°角斜向上的20N的推力，把木塊抵在墻壁上。試作出甲、乙兩圖中所給力的圖示，并作出丙中電燈所受重力和拉力的示意圖?！窘馕觥浚?）此題可按以下步驟對(duì)P點(diǎn)的拉力進(jìn)行作圖：①選定一段長(zhǎng)4mm的線段表示50N的力。②從作用點(diǎn)P沿力的作用方向畫(huà)一線段，根據(jù)選定的標(biāo)度與力的大小確定線段的長(zhǎng)度，并在線段上加刻度（即畫(huà)出線段長(zhǎng)度為×4mm=12mm），如圖甲′。③在線段的尾端加上箭頭表示力的方向。（2）可按同樣的步驟畫(huà)出Q點(diǎn)推力的圖示如圖乙′，作圖時(shí)，注意Q點(diǎn)推力的方向。（3）畫(huà)丙圖中力的示意圖時(shí)，可按以下步驟進(jìn)行：①選定電燈為研究對(duì)象。②從作用點(diǎn)沿拉力方向（沿繩的方向）畫(huà)出一適當(dāng)長(zhǎng)度的線段，在線段的末端標(biāo)出箭頭表示拉力的方向。這就是繩對(duì)電燈拉力的示意圖，同樣沿重力方向（豎直向下）畫(huà)出一適當(dāng)長(zhǎng)度的線段，在線段的末端標(biāo)出箭頭表示重力的方向，這就是電燈所受重力的示意圖，注意表示拉力與重力的線段長(zhǎng)度應(yīng)該相等，如圖丙′所示。答案：見(jiàn)解析【規(guī)律方法】力的圖示的作圖技巧（1）畫(huà)力的圖示時(shí)，標(biāo)度的選取應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)，使表示力的有向線段的長(zhǎng)度等于2～5段標(biāo)度的長(zhǎng)度。畫(huà)出同一物體受到的不同力時(shí)要用同一標(biāo)度。（2）對(duì)于幾何形狀規(guī)則的物體，在畫(huà)力的圖示或示意圖時(shí)，有向線段的起點(diǎn)可畫(huà)在幾何中心。【母題追問(wèn)】1.【典例示范】中，甲圖、乙圖中物體都受重力的作用，畫(huà)出兩個(gè)物體所受重力的示意圖。（科學(xué)思維）【解析】（1）選定甲圖中物體為研究對(duì)象。（2）從物體的重心沿豎直方向畫(huà)出一適當(dāng)長(zhǎng)度的線段，在線段的末端標(biāo)出箭頭表示重力的方向。這就是物體所受重力的示意圖。同樣步驟，可畫(huà)出乙圖中物體所受重力的示意圖。答案：見(jiàn)解析2.指出【典例示范】丙圖中，電燈所受拉力和重力的施力物體。（科學(xué)思維）【解析】電燈所受拉力的施力物體是繩子，所受重力的施力物體是地球。答案：見(jiàn)解析【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示，物體A對(duì)物體B的壓力是10N，試畫(huà)出這個(gè)力的圖示和示意圖?！窘馕觥慨?huà)力的圖示，要嚴(yán)格按照以下步驟進(jìn)行。（1）選定標(biāo)度：此題選單位長(zhǎng)度的線段表示2N的力。（2）從力的作用點(diǎn)沿力的方向畫(huà)一線段，線段長(zhǎng)短根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小成正比，線段上加刻度，如圖甲所示，也可以如圖乙所示，從O點(diǎn)（用O點(diǎn)代替B物體）豎直向下畫(huà)一段五倍于標(biāo)度的線段。（3）在線段上加箭頭表示力的方向。畫(huà)力的示意圖：從作用點(diǎn)或從B的中心處沿力的方向畫(huà)一線段，并加上箭頭，表示方向，然后標(biāo)明N=10N即可，如圖丙所示。答案：見(jiàn)解析2.某人通過(guò)細(xì)繩用大小為50N的力F斜向上與水平方向成30°角拉物塊A，試畫(huà)出拉力F的圖示，并指出受力物體與施力物體?！窘馕觥慨?huà)力的圖示時(shí)，先選好標(biāo)度：以5mm長(zhǎng)的線段表示10N的力，則拉力F共長(zhǎng)25mm，用A點(diǎn)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。為了準(zhǔn)確無(wú)誤地表示拉力的方向，圖中的虛線是必要的輔助線。答案：圖示見(jiàn)解析，細(xì)繩拉物塊A，受力物體是物塊A，施力物體是細(xì)繩。三、重力和重心的性質(zhì)1.重力的性質(zhì)：（1）產(chǎn)生：重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但由于其自轉(zhuǎn)的影響，重力一般不等于地球?qū)ξ矬w的引力。（2）大?。孩偻坏攸c(diǎn)，不同物體重力的大小與其質(zhì)量成正比。②不同地點(diǎn)，同一物體的重力隨所處緯度的升高而增大，隨海拔高度的增大而減小。（3）方向：重力的方向總是豎直向下，不能將重力的方向表述為“垂直地面向下”或“指向地心”等。2.重心的性質(zhì)及確定方法：（1）重心的特點(diǎn)：重心是重力的等效作用點(diǎn)，并非物體的其他部分不受重力作用。（2）重心的位置及決定因素。①位置：重心的位置可以在物體上，也可以不在物體上。②決定因素：a.物體質(zhì)量分布情況。b.物體的形狀?！舅伎肌び懻摗壳榫常簶?lè)軒同學(xué)攜帶一重要實(shí)驗(yàn)儀器，坐動(dòng)車從北京去了上海，若中途儀器一直妥善保管，到達(dá)上海后：討論：（1）不考慮其他因素影響，該儀器的重力、質(zhì)量是否變化？（物理觀念）提示：同一物體在不同地點(diǎn)重力可能不同，但質(zhì)量一定相同，所以由于緯度變化，儀器的重力變化，但儀器的質(zhì)量不變。（2）樂(lè)軒同學(xué)坐車時(shí)和行走時(shí)的重心相對(duì)身體的位置相同嗎？他的重心可以在身體外部嗎？（物理觀念）提示：重心位置隨身體姿勢(shì)的變化而變化，行走時(shí)和坐車時(shí)，重心相對(duì)身體的位置不同。若他的身體姿勢(shì)變化，他的重心也可以在身體外部?！镜淅痉丁浚?019·漳州高一檢測(cè)）下面關(guān)于重心位置的說(shuō)法正確的是（）A.汽車上的貨物卸下后，汽車的重心位置降低了B.物體在斜面上下滑時(shí)，物體的重心相對(duì)該物體降低了C.對(duì)于形狀規(guī)則的物體，重心一定在物體的幾何中心D.對(duì)于重力一定的物體，無(wú)論其形狀如何變化，其重心位置不變【解析】選A。重心位置隨質(zhì)量的變化而改變，選項(xiàng)A正確。重心位置與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，物體的重心相對(duì)自身位置不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。物體的形狀改變，質(zhì)量分布改變，重心位置也要發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！菊`區(qū)警示】重心位置的兩點(diǎn)誤區(qū)（1）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。（2）重心在物體上的相對(duì)位置與物體的位置、放置狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。物體的形狀改變、質(zhì)量分布改變時(shí)，重心的相對(duì)位置一般會(huì)改變?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.（2019·南安高一檢測(cè)）如圖所示，殲-20戰(zhàn)機(jī)是中國(guó)最近研制出的第五代隱身重型殲擊機(jī)。它以具有隱身性、高機(jī)動(dòng)性以及先進(jìn)的航電系統(tǒng)讓世界震驚。關(guān)于殲-20戰(zhàn)機(jī)的受力，下列說(shuō)法正確的是（）A.戰(zhàn)機(jī)受到的重力指向地心B.戰(zhàn)機(jī)受重力的同時(shí)，它也對(duì)地球產(chǎn)生引力C.戰(zhàn)機(jī)向前運(yùn)動(dòng)的推力無(wú)施力物體D.戰(zhàn)機(jī)勻速飛行時(shí)，它不受重力作用【解析】選B。重力的方向豎直向下，而不一定指向地心，A錯(cuò)誤；由于地球?qū)?zhàn)機(jī)的引力而產(chǎn)生重力，同時(shí)戰(zhàn)機(jī)對(duì)地球也產(chǎn)生引力，B正確；任何力都有施力物體，戰(zhàn)機(jī)向前的推力來(lái)自于空氣，C錯(cuò)誤；地球附近的任何物體都受重力作用，D錯(cuò)誤。2.關(guān)于重力與重心，下列說(shuō)法正確的是（）A.重心就是物體內(nèi)最重的一點(diǎn)，每個(gè)物體就一個(gè)重心B.一根質(zhì)量均勻的柱形鐵棒由直變彎，在形狀改變后重心位置不變C.形狀規(guī)則的物體，它的重心可能不在物體的幾何中心上D.重心是物體所受重力的作用點(diǎn)，所以重心總是在物體上，不可能在物體外【解析】選C。重心是重力的等效作用點(diǎn)，并不是物體內(nèi)最重的一點(diǎn)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。重心位置與物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心必在其幾何中心處，但形狀發(fā)生改變后重心位置可能發(fā)生變化，重心可能不在物體上，故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。形狀規(guī)則的物體重心的位置可能不在幾何中心上，還受質(zhì)量分布影響，故選項(xiàng)C正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.一個(gè)物體所受重力在下列哪種情況下要發(fā)生變化（）A.把物體從赤道拿到南極B.把物體放到加速上升的電梯里C.把物體放到水里D.用一個(gè)氣球使物體懸浮在屋子內(nèi)【解析】選A。重力加速度隨著緯度的升高而增大，所以把