高中物理 第三章 相互作用（第1课时）重力 基本相互作用教师用书 新人教版必修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。第1课时重力基本相互作用研究学考明确要求知识内容重力、基本相互作用考试要求必考加试cc基本要求1.知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图。2理解力是物体间的相互作用，区分受力物体和施力物体，知道力的作用效果。3知道重力的定义和方向，掌握重力大小的计算和测量方法。4理解重心概念，知道形状规则、质量分布均匀的物体的重心位置。5初步了解万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用等概念。发展要求1.理解悬挂法测重心位置的原理。2运用重力、重心概念解决简单的实际问题。说明1.万有引力与重力的相互关系不作要求。2四种相互作用的研究进展不作要求。3不要求掌握重心与稳度的关系 。基 础 梳 理1力的特性(1)力的物质性：力是物体间的相互作用，力不能脱离物体而独立存在。我们谈到一个力时，一定同时具有受力物体和施力物体。(2)力的相互性：力总是成对出现的。施力物体同时又是受力物体，受力物体同时又是施力物体。(3)矢量性：力不仅有大小而且有方向。2力的作用效果：改变物体的运动状态或使物体发生形变。3力的表示方法(1)力的图示：用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力。线段的长短(严格按标度画)表示力的大小；箭头指向表示力的方向；箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便，常把物体用一个点表示)。(2)力的示意图：用一条带箭头的线段表示力的方向和作用点。思考(1)物体运动状态发生变化有哪几种情况？(2)是否只有接触的物体之间才有力的作用？举例说明。答案(1)物体运动状态变化有三种情况：速度大小变速度方向变速度大小、方向都变(2)不是。例如：两个相距一定距离的同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引等。即 学 即 练1下列说法正确的是()A“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的B运动员将足球踢出，球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力C甲用力把乙推倒，只是甲对乙有力的作用，而乙对甲没有力的作用D甲用力推乙，没有推动，乙的运动状态没有改变，但乙受到了甲的力的作用解析力是物体对物体的作用，任何力都有它的施力物体和受力物体，风吹草动，施力物体是空气，A错误；踢出去的足球向前运动，并没有受到向前的推力，因为找不到这个力的施力物体，而没有施力物体的力是不存在的，B错误；由力的相互性可知，甲推乙的同时，乙也“推”甲，C错误；力的作用效果有两个，甲推乙没有推动，但乙在甲的推力作用下发生了形变，故乙受到了甲的力的作用，D正确。答案D技巧点拨(1)物体之间发生相互作用时并不一定相互接触。(2)力直接产生于施力物体和受力物体之间，不需要第三个物体传递。2如图1所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图。图1解析画力的图示，要严格按照以下步骤进行。(1)选定标度：此题选单位长度的线段表示2 N的力。(2)从力的作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示，从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度的线段。(3)在线段上加箭头表示力的方向。画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明FN10 N即可，如图丙所示。答案见解析技巧点拨作力的图示时，需要按照的步骤进行，且注意重力的方向竖直向下。基 础 梳 理1定义：由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力。2产生的原因：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。但不能说成“重力就是地球对物体的吸引力”。3大小：Gmg，g为重力加速度，g9.8 m/s2，同一地点，重力的大小与质量成正比，不同地点重力的大小因g值不同而不同。4方向：重力的方向总是竖直向下的(竖直向下不是垂直于支撑面向下，也不是指向地心)。5作用点：在重心上。(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点。(2)重心位置与质量分布和物体形状有关，质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何中心上。重心可以不在(填“可以不在”或“一定在”)物体上。思考(1)重力的大小与物体的运动状态及物体是否受其他力有关吗？(2)如图2所示，身体素质和技术相当的跳高运动员，为什么采用“背越式”的要比采用“跨越式”的成绩好呢？图2答案(1)重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关(2)跳高运动员在越过横杆时，“背越式”运动员的重心比“跨越式”运动员的重心升高的高度低，因此运动员越过相同高度的横杆，“背越式”跳法要比“跨越式”容易些。即 学 即 练3关于重力，下列说法中正确的是()A物体受到的重力大小和方向与物体的运动状态无关B抛出的石块的运动轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向在改变C自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受的重力越来越大D物体所受的重力方向是垂直向下的解析物体所受的重力方向是竖直向下的，其大小Gmg；重力的大小和方向与物体的运动状态无关。选项A正确。答案A4(2016杭州抽测)下列说法中正确的是()A力是物体对物体的作用，总是成对出现的B只有固体之间才能发生相互作用C重力就是地球对物体的吸引力D重心就是物体上最重的一点解析根据力是物体对物体的作用，应知道发生力的作用必须在两个物体之间，正确理解力的作用是相互的，即物体对另一个物体施加力的同时也受到另一个物体对它施加的力的作用，A正确，B错误；由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，C错误；重心是重力的作用点，D错误。答案A基 础 梳 理1万有引力相互吸引的作用存在于一切物体之间，相互作用的强度随距离增大而减弱。物理学中称其为万有引力。重力是万有引力在地球表面附近的一种表现。2电磁相互作用电荷间的相互作用，磁体间的相互作用，本质上是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用称为电磁相互作用。3.强相互作用这种作用发生在原子核的内部，距离增大时，强相互作用急剧减小，它的作用范围只有约1015 m，超过这个界限，这种相互作用实际上已经不存在了。4弱相互作用在放射现象中起作用的基本相互作用，作用范围也很小，强度只有强相互作用的1012倍。即 学 即 练5下列说法中正确的是()A自然界所有的相互作用力都可归纳为四种基本相互作用B在四种基本相互作用中，万有引力是最强的C四种基本相互作用的规律是完全独立的，不可能再统一了D万有引力和电磁力是短程力，强相互作用和弱相互作用是长程力解析在当前的研究水平上，可以认为自然界所有的相互作用归纳为四种，A正确；在四种基本相互作用中，万有引力是最弱的，B错误；随着研究的深入，已经发现了几种基本相互作用之间的统一关系，如“弱电统一”，四种基本相互作用最终有可能统一为一种最基本的相互作用，C错误；万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力，D错误。答案A1关于力的概念，下列说法正确的是()A没有相互接触的物体间也可能有力的作用B力是物体位移增加的原因C施力物体施力在前，受力物体受力在后D有的物体只是施力物体，而不是受力物体解析没有相互接触的物体间也可能有力的作用，比如磁场力、重力，故A正确；力不是物体位移增加的原因，比如物体做匀速运动，不受力，位移也增加，故B错误；力的作用是相互的，施力物体和受力物体受到的力是同时产生的，没有前后之分，施力物体同时也是受力物体，C、D错误。答案A2在世界壮汉大赛上有一项拉汽车前进的比赛，如图3所示，某壮汉正通过绳索拉汽车运动，则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是()图3A壮汉、汽车 B壮汉、绳索C绳索、汽车 D汽车、绳索解析汽车所受拉力是绳索对汽车施加的作用力，故其施力物体是绳索，受力物体是汽车。选项C正确。答案C3在体育运动中，人的身体重心位置随着姿势的变化而改变。下列各姿势中身体重心位于体外的是()解析根据重心的概念及其确定方法易知选项B正确。答案B4关于物体的重力，下列说法正确的是()A重力的方向总是垂直地面向下B重力可以用弹簧测力计测量C物体在地球任何地方重力大小都相等D挂在绳子上静止的物体，它受到的重力就是绳子对它的拉力解析重力的方向总是竖直向下，也可以表述为垂直水平面向下，A错；弹簧测力计可以测量力的大小，包括重力的大小，B对；同一物体，处在地球表面的不同位置，重力大小一般不同，C错；用绳子悬挂处于静止状态的物体，物体所受重力等于绳子对它的拉力大小，但两力性质不同，D错。答案B5一个重20 N的物体沿斜面下滑，关于该物体的重力的图示，下列图中正确的是()解析首先由重力的方向竖直向下，可判定选项B、C错误；因为重力为20 N，标度为5 N，所以选项D错误，A正确。答案A1关于重力的大小，下列说法中正确的是 ()A物体的重力大小总是恒定的B同一地点，物体的重力与物体的质量成正比C物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受的重力D物体的重力总等于它对竖直弹簧测力计的拉力解析物体重力的计算式为Gmg，物体的质量m是恒定的，但g的取值与地理位置有关。在同一地点，g的取值相同，随着物体所处的地理位置纬度的升高，g值将增大，随海拔高度的增加，g值将减小，因此，不能认为物体的重力是恒定的，故选项A错误，选项B正确；由公式可知，物体所受的重力与物体的质量和g值有关，与物体是否受其他力及运动状态均无关，故选项C错误；用弹簧测力计竖直悬挂重物，静止或做匀速直线运动时，物体对弹簧测力计的拉力才等于物体的重力，故选项D错误。答案B2下图1中表示的是小车所受外力F的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是()图1AF1和F2 BF1和F4CF1和F3、F4 D都不相同解析判断作用效果是否相同，应从力的三要素，即大小、方向和作用点去考虑，三要素相同则作用效果相同，而力沿其作用线平移时作用效果不变，B正确。答案B3被称为“万岛国”、“半夜太阳国”的挪威位于斯堪的纳维亚半岛西部，拥有狭长的海岸线，因此渔业是挪威最古老的传统行业和重要的产业，挪威人常常将鱼运往赤道附近的地区贩卖。细心的商人会发现，将鱼运到赤道附近时，鱼会变轻，这是为什么呢？某学习小组用所学的物理知识，从物理学的角度提出了以下几种解释，其中正确的是()A将鱼从挪威运到赤道附近时，质量变小了B将鱼从挪威运到赤道附近时，重力变大了C将鱼从挪威运到赤道附近时，重力加速度变小了D将鱼从挪威运到赤道附近时，重力加速度变大了解析物体的质量并不随地理位置的变化而变化，但纬度越低，重力加速度越小，同一物体的重力就越小，分析可知选项C正确。答案C4一人站在体重计上称体重，保持立正姿势时称得体重为G，当其缓慢地将一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G，则()AGG BGGCGG D无法判断解析人平直伸出腿后，身体重心所在的竖直直线必须过与台面接触的脚，由二力平衡的条件可知，人对体重计的压力的大小仍等于重力，所以两次示数应相同，C正确。答案C5如图2所示，各物体的质量相等且都处于静止状态，在图上分别画出它们所受重力的示意图。图2解析画重力的示意图，特别要注意重力的方向，重力的方向总是竖直向下，竖直向下是垂直于水平面，而不是垂直于支持面，它们所受重力的示意图如图所示：答案见解析图6在图3甲中木箱的P点，用与水平方向成30角斜向右上方的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60角斜向上的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示。图3答案如图所示7“玉兔号”月球车成功登陆月球，对月球展开了历时3个月的勘测。已知月球车质量为140 kg，已知地球表面的重力加速度g9.8 N/kg，月球表面的重力加速度g1.6 N/kg，则该月球车：(1)在地球上的质量为多少？所受重力大小为多少？(2)在月球上的质量为多少？所受重力大小为多少？解析(1)月球车在地球上的质量为140 kg，所受重力大小为Gmg1409.8 N1 372 N。(2)质量是物体所含物质的多少，与物体所处的位置无关，月球车在月球上的质量仍为140 kg，所受重力大小为Gmg1401.6 N224 N。答案(1)140 kg1 372 N(2)140 kg224 N8一质量为0.6 kg的物体放在倾角为30的斜