物理人教版必修一第三章相互作用1

1重力基本相互作用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道力的概念及矢量性，會作力的圖示.2.了解重力產(chǎn)生的原因，會確定重力的大小和方向，理解重心的概念.3.了解自然界中四種基本相互作用．一、力和力的圖示1．力的作用效果：(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．2．力(1)定義：物體與物體之間的相互作用．(2)單位：牛頓、簡稱牛，符號：N.(3)矢量性：力既有大小，又有方向．3．力的表示方法(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線段的長短(嚴(yán)格按標(biāo)度畫)表示力的大小；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?。篏＝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：質(zhì)量分布均勻的物體的重心只跟物體的形狀有關(guān)，質(zhì)量分布不均勻的物體，重心除跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體的質(zhì)量分布情況有關(guān)．(3)確定方法：對形狀不規(guī)則的薄物體，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10－12倍．[即學(xué)即用]1．判斷下列說法的正誤．(1)每個力都必有施力物體和受力物體．(√)(2)只有相互接觸的兩物體之間才有力的作用．(×)(3)兩個力的大小都是5N，則這兩個力一定相同．(×)(4)只有物體的重心才受到重力的作用．(×)(5)物體的重心一定在物體上，且形狀規(guī)則的物體的重心一定在其幾何中心．(×)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答案一、力和力的圖示[導(dǎo)學(xué)探究]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)時對球網(wǎng)產(chǎn)生了巨大的沖擊力，球網(wǎng)對足球有沒有作用力？若有，該力對足球產(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50N，請?jiān)趫D中畫出該力的圖示．答案(1)有．改變足球的運(yùn)動狀態(tài)．(2)如圖所示．[知識深化]1．力的三性(1)物質(zhì)性：力是物體對物體的相互作用，沒有脫離物體而獨(dú)立存在的力．一個力同時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)．例1(多選)關(guān)于力的概念，下列說法中正確的是()A．力是使物體發(fā)生形變和物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變的原因B．一個力必定聯(lián)系著兩個物體，其中每個物體既是施力物體又是受力物體C．只要兩個力的大小相等，它們產(chǎn)生的作用效果一定相同D．兩個物體相互作用，其相互作用力是有先后的答案AB解析從力的基本概念出發(fā)作出判斷．根據(jù)力的兩個作用效果，可知選項(xiàng)A正確．根據(jù)力的相互性，可知選項(xiàng)B正確．根據(jù)力的三要素，可知力的作用效果不僅與力的大小有關(guān)，還與力的方向和作用點(diǎn)的位置有關(guān)，選項(xiàng)C錯誤．物體間的相互作用力是同時的，沒有時間上的先后關(guān)系，選項(xiàng)D錯誤．例2在圖3甲中木箱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3答案如圖所示二、重力與重心[導(dǎo)學(xué)探究](1)秋天到了，金黃的樹葉離開枝頭總是落向地面；高山流水，水總是由高處流向低處；無論你以多大的速度跳起，最終總會落到地面上……試解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因．(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？請舉例說明．答案(1)地面附近的一切物體都受到地球的吸引作用．正是由于地球的吸引才會使物體落向地面，使水往低處流．(2)不是．重心是物體上各部分的等效作用點(diǎn)．重心位置與質(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．[知識深化]1．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；海拔越高，g越小，離地面越近，g越大．2．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．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)，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)之外，還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān)．質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心為其幾何中心．重心的位置可以在物體上，也可以在物體外．例3關(guān)于重力的大小和方向，下列說法中正確的是()A．在地球上方的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)，也與是否存在其他力的作用無關(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答案A解析在地球上方的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)，與是否受其他力也無關(guān)，故A正確，C錯誤．物體的重力大小在同一地點(diǎn)是恒定的，不同地點(diǎn)可能是變化的，比如在地球上不同的高度或不同的緯度同一物體的重力不同，故B、D錯誤．例4關(guān)于重心，下列說法中正確的是()A．重心就是物體上最重的一點(diǎn)B．重心就是物體的幾何中心C．直鐵絲彎曲后，重心便不在中點(diǎn)，但一定還在鐵絲上D．可以用懸掛法確定形狀不規(guī)則薄板的重心答案D解析重心是重力的等效作用點(diǎn)，并不是物體上最重的一點(diǎn)，故選項(xiàng)A錯誤．質(zhì)量均勻分布的、有規(guī)則形狀的物體的重心才在其幾何中心，故選項(xiàng)B錯誤．物體的重心不一定在物體上，如粗細(xì)均勻的鐵絲被彎曲成圓圈時，其重心在圓心處，而不在鐵絲上，故選項(xiàng)C錯誤；根據(jù)二力平衡，重力與繩的拉力方向總是在同一直線上且方向相反，所以可以用懸掛法確定形狀不規(guī)則薄板的重心，D正確．1．(力的概念的理解)關(guān)于力，下列說法中正確的是()A．沒有相互接觸的物體間也可能有力的作用B．根據(jù)有一定距離的磁鐵間的相互作用可知：力可以離開物體而獨(dú)立存在C．兩個力大小都是10N，方向相同，那么這兩個力一定相同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，比如磁場力、重力，故選項(xiàng)A正確．相隔一定距離的兩個磁鐵間有相互作用，若拿走一個磁鐵，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錯誤．只有當(dāng)兩個力的大小、方向、作用點(diǎn)都相同時，我們才能說這兩個力相同，故選項(xiàng)C錯誤．力的作用是相互的，施力物體和受力物體受到的力是同時產(chǎn)生的，沒有前后之分，故選項(xiàng)D錯誤．2．(重力大小和方向的理解)下列說法正確的是()A．自由下落的石塊速度越來越大，說明石塊所受重力越來越大B．在空中飛行的物體不受重力作用C．一拋出的石塊軌跡是曲線，說明石塊所受的重力方向始終在改變D．將一石塊豎直向上拋出，在先上升后下降的整個過程中，石塊所受重力的大小與方向都不變答案D解析在地球上的同一位置，同一物體的重力為一定值，故A錯；只要在地球上，物體所受重力就不為零，故B錯；重力的方向始終豎直向下，與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，故C錯．3．(對重力和重心的理解)有一圓形的均勻薄板，若將其中央再挖掉一個小圓板成一個圓環(huán)，如圖4所示，下面說法正確的是()圖4A．重心向外側(cè)偏移，重力減小B．重力和重心都沒有變C．重力減小，重心位置沒有變D．重力減小，重心位置不存在答案C解析圓板和圓環(huán)均屬于質(zhì)量分布均勻、有規(guī)則形狀的物體，其重心均在幾何中心，故重心的位置不變，C正確．4．(力的圖示和力的示意圖)水平面上放一個物體A，物體的重力為20N，一個推力為30N，方向與水平面成30°角斜向右下方，如圖5.請作出這兩個力的圖示和這兩個力的示意圖．圖5答案力的圖示如圖甲，力的示意圖如圖乙．課時作業(yè)一、選擇題(1～6為單項(xiàng)選擇題，7～11為多項(xiàng)選擇題)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1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(jì))()圖1A．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．球受到姚明的一個力和重力的共同作用答案A3．關(guān)于重心及重力，下列說法中正確的是()A．一個物體放于水中稱量時彈簧測力計(jì)的示數(shù)小于物體在空氣中稱量時彈簧測力計(jì)的示數(shù)，因此物體在水中受到的重力小于在空氣中受到的重力B．據(jù)G＝mg可知，兩個物體相比較，質(zhì)量較大的物體的重力不一定較大C．物體放于水平面上時，重力方向垂直于水平面向下，當(dāng)物體靜止于斜面上時，其重力方向垂直于斜面向下D．物體的形狀改變后，其重心位置不會改變答案B解析由于物體浸沒于水中時，受到向上的浮力從而減小了彈簧的拉伸形變，彈簧測力計(jì)的拉力減小了，但物體的重力并不改變，選項(xiàng)A錯誤．當(dāng)兩物體所處的地理位置相同時，g值相同，質(zhì)量大的物體的重力必定大，但當(dāng)兩物體所處的地理位置不同時，如質(zhì)量較小的物體放在地球上，質(zhì)量較大的物體放在月球上，由于月球上g值較小，而使質(zhì)量較大的物體的重力不一定較大，選項(xiàng)B正確．重力的方向是豎直向下的，而不是垂直向下的，選項(xiàng)C錯誤．物體的重心位置由物體的形狀和質(zhì)量分布情況共同決定，當(dāng)物體的形狀改變時，其重心可能發(fā)生改變，故選項(xiàng)D錯誤．4.把一個月牙狀的薄板懸掛起來，靜止時如圖2所示．則薄板的重心可能是()圖2A．A點(diǎn) B．B點(diǎn)C．C點(diǎn) D．D點(diǎn)答案D解析根據(jù)懸掛法測量重心位置的原理，結(jié)合二力平衡條件分析可得，重心位置可能是D點(diǎn)，選項(xiàng)D正確．5．如圖3為F1、F2兩個力的圖示，它們的大小關(guān)系是()圖3A．F1<F2 B．F1>F2C．F1＝F2 D．無法判斷答案D解析不知道甲、乙兩個力的圖示中，每一個力的標(biāo)度是多少，所以無法比較甲、乙兩個力的大小，選項(xiàng)D正確．6．如圖4所示，一個空心均勻球殼里面注滿水，球的正下方有一個小孔，在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()圖4A．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解析當(dāng)注滿水時，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，開始一段時間內(nèi)，球殼內(nèi)剩余的水較多，隨著水的重心下降，球殼和水共同的重心也下降；后來一段時間內(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卻升高；最后，水流完時，重心又回到球心．故球殼和水的共同重心先降低后升高，選項(xiàng)D正確．7．一個重20N的物體沿斜面下滑，關(guān)于該物體重力的圖示，如圖所示的四個圖中正確的是()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．8．如圖5所示，兩輛車在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()圖5A．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或質(zhì)量分布有關(guān)D．力是使物體運(yùn)動的原因答案AC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，選項(xiàng)A正確；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，選項(xiàng)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)生了變化，重心的位置就發(fā)生了變化，選項(xiàng)C正確；力是使物體發(fā)生形變或改變運(yùn)動狀態(tài)的原因，選項(xiàng)D錯誤．9．一個物體所受的重力在下列情形下要發(fā)生變化的有()A．把它從赤道拿到南極B．把它送到月球上去C．把它從地面上浸入水中D．把它置于向上加速的電梯內(nèi)答案AB解析由G＝mg可知，物體質(zhì)量不變，當(dāng)重力加速度g發(fā)生變化時，重力G隨之改變．由于地球兩極的g值大于赤道上的g值，地球上的g值大于月球上的g值，所以選項(xiàng)A、B正確．由于重力大小與物體所處的環(huán)境和運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，所以選項(xiàng)C、D兩種情況下物體的重力沒有發(fā)生變化．10.擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的大飛機(jī)是幾代航天人的夢想，這一夢想已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí)，如圖6所示，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的C919國產(chǎn)客機(jī)2014年試航，2016年陸續(xù)交付使用．下列關(guān)于C919客機(jī)的說法正確的是()圖6A．C919客機(jī)受到的重力指向地心B．C919客機(jī)受重力的同時，它也對地球產(chǎn)生引力C．C919客機(jī)受到的重力總是垂直水平面向下D．C919客機(jī)勻速飛行，它不受重力作用答案BC解析重力的方向總是豎直向下(也可以說成垂直水平面向下)，而不一定指向地心，故A錯，