高中物理 3.1 重力 基本相互作用课件 新人教版必修1.ppt

第三章相互作用1重力基本相互作用 1 速度变化可能是 变化 也可能是 变化 还可能是速度的 和 同时变化 2 力的产生离不开 物体和 物体 3 力的 会影响力的作用效果 4 物体所受的重力大小与它的 有关 速度的大小 速度的方向 大小 方向 施力 受力 大小 方向 作用点 质量 一 力和力的图示1 运动状态的变化当一个物体的速度 或速度 发生改变时 就说这个物体的运动状态发生了变化 2 力 大小 方向 相互作用 运动状态 发生形变 a 测力计 牛顿 大小 作用点 大小 方向 作用点 作用点 方向 n 二 重力1 定义 由于 而使物体受到的力 2 大小 g 其中g就是自由落体加速度 g m s2 3 方向 4 重心 1 定义 物体的各部分都受到重力的作用 从效果上看 可认为各部分受到的重力作用 这一点叫做物体的重心 2 决定物体重心位置的因素 物体的 物体 地球的吸引 mg 9 8 竖直向下 集中于一点 形状 质量的分布 三 四种基本相互作用1 万有引力它存在于 之间 相互作用的强度随距离增大而 2 电磁相互作用它存在于电荷与电荷 与 之间 它们本质上是同一种相互作用的不同表现 作用规律与万有引力相似 3 强相互作用它存在于原子核内质子与质子 质子与 与 之间 它是短程力 作用范围只有约 m 一切物体 减 弱 磁体 磁体 中子 中子 中子 10 15 4 弱相互作用它是在 中被发现的 也是短程力 强度只有强相互作用的 倍 放射现象 10 12 思考辨析 1 判断正误 1 力可以离开施力物体或受力物体单独存在 2 只有相互接触的物体间才有力的作用 3 力总是成对出现的 施力物体同时也是受力物体 4 地球上所有物体的重力的施力物体都是地球 5 重心是物体重力的作用点 重心一定在物体上 提示 1 任何一个力都有它的施力物体和受力物体 力不能离开施力物体和受力物体单独存在 2 像重力 磁力这类力不接触就可以产生 3 力的作用是相互的 某物体是施力物体 同时也是受力物体 所以力总是成对出现的 4 地球上所有物体的重力都是由于地球的吸引产生的 施力物体都是地球 5 重心可能在物体上 也可能在物体之外 2 问题思考 1 悬挂在弹簧测力计上的物体静止时对弹簧测力计的拉力就是物体所受的重力 这种说法正确吗 为什么 提示 不正确 这两个力大小相等 方向相同 但力的性质 施力物体 受力物体 作用点都不相同 2 树叶下落时 飘飘荡荡 小球下落时 竖直下坠 若在同一地方 某小球和一较大的树叶质量相同 它们下落时所受的重力大小相等吗 提示 相等 重力大小g mg 与物体的运动状态无关 所以两者所受重力相等 一对力的进一步理解1 力的产生方式物体间力的产生方式有两种 1 直接接触 如推力 拉力 2 不直接接触 如重力 磁铁间的相互作用力 2 力的三个特性 3 力的作用效果 1 力的作用效果 2 影响作用效果的要素 力的大小 方向和作用点 3 作用效果的应用 是分析物体是否受力的基本方法 若存在作用效果 说明该力存在 若没有作用效果 说明该力不存在 特别提醒 1 不仅有生命的人或动物能产生力的作用 任何物体都可以对其他物体施加力的作用 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 典例1 2013 六安高一检测 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 而乙对甲没有力d 两个物体发生相互作用不一定相互接触 解题探究 1 怎么理解力的物质性和相互性 提示 物质性是指一个力一定同时具有受力物体和施力物体 相互性指力的作用是相互的 2 有哪些常见的力是非接触力 提示 如重力 磁铁间的相互作用力 电荷间的相互作用力 标准解答 选d 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 故a错 踢出去的球向前运动 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 故b错 由力的相互性可知 甲推乙的同时 乙也 推 甲 故c错 物体发生相互作用并不一定相互接触 如磁铁之间不需要接触就有磁力 故d对 变式训练 在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛 如图是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 a 壮汉 汽车b 壮汉 绳索c 绳索 汽车d 汽车 绳索 解析 选c 要研究的是汽车 直接对汽车产生拉力的是绳索而不是壮汉 汽车所受拉力是绳索和汽车之间的相互作用 故其施力物体是绳索 受力物体是汽车 二力的图示与力的示意图1 力的图示与力的示意图的区别力的图示能表示力的三要素 精确表示力时经常用到 力的示意图只能表示力的作用点和方向 在对物体的受力情况进行分析时经常用到 2 力的图示与力的示意图的画法 特别提醒 1 画力的图示时 标度的选取应根据力的大小合理设计 使表示力的有向线段的长度等于2 5段标度的长度 画出同一物体受到的不同的力时要用同一标度 2 对于几何形状规则的物体 在画力的图示或示意图时 有向线段的起点可画在几何中心 典例2 重30n的木块浮在水面上 作出木块所受浮力的图示和示意图 并指出施力物体和受力物体 解题探究 1 力的图示五步操作 选 定起点 画 定刻度 加 2 力的示意图的三步操作 定起点 画 加 标准解答 选5mm的线段表示10n的力 从木块的作用点竖直向上画一条三倍于标度的线段 在线段上标出方向表示力的方向 如图甲为木块所受浮力的图示 从力的作用点沿浮力的方向画有向线段 并标明浮力f 如图乙为木块所受浮力的示意图 标度 线 段 箭头 线段 箭头 浮力的施力物体是水 受力物体是木块 答案 见标准解答 总结提升 力的图示法口诀要想表示力 方法很简单 选好比例尺 再画一线段 长短表大小 箭头表方向 注意线尾巴 放在作用点 变式训练 一个重20n的物体沿斜面下滑 关于该物体重力的图示 下列所示的四个图中正确的是 解析 选a 首先由重力的方向竖直向下 可判定b c错误 因为重力为20n 标度为5n 所以线段应有4个标度长度 d错 a对 变式备选 如图所示为两个力的图示 则以下说法中正确的是 a f1 f2 是因为表示两个力的线段一样长b f1 f2 是因为表示f1的标度大c f1 f2 是因为f1具有两个标准长度 而f2有三个标准长度d 无法比较 是因为两图示没有标明一个标准长度所表示的力的大小是多少 解析 选d 因两图都没有标度 所以无法确定力的大小 三对重力和重心的理解1 对重力的理解 1 重力的产生重力的施力物体是地球 是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力 但由于地球自转影响 重力通常不等于地球的吸引力 2 重力的大小 在同一地点 重力的大小与质量成正比 在不同的地点 同一物体的重力随纬度的增加而增大 随海拔高度的增加而减小 物体重力的大小与物体的运动状态无关 与物体是否受其他力也无关 3 重力的方向重力的方向总是竖直向下 竖直向下不一定垂直地面向下 一般也不是指向地心 2 对重心的理解 1 重心是重力的等效作用点 并非物体的全部重力都作用于重心 2 重心的位置可以在物体上 也可以在物体外 如一个圆形平板的重心在板上 而一个铜环的重心就不在环上 3 重心在物体上的相对位置与物体的位置 放置状态及运动状态无关 但一个物体的质量分布或形状发生变化时 其重心在物体上的位置可能发生变化 4 质量分布均匀 形状规则的物体的重心在其几何中心上 对形状不规则的薄物体 可用支撑法或悬挂法来确定其重心 特别提醒 1 重力是由于地球的吸引而产生的 但并不等同于地球的吸引力 2 用测力计测量物体重力时 应使物体处于静止或匀速直线运动状态 典例3 关于物体的重心 下列说法中正确的是 a 物体升高或降低时 重心在物体上的相对位置也相应升高或降低b 物体形状改变时 重心位置一定发生变化c 物体的重心可能位于物体之外d 重心是物体上最重的一点 解题探究 1 影响重心的因素 2 重心的理解 重心是重力的 作用点 物体的形状 物体的质量分布 等效 标准解答 选c 对于某一确定物体 它的重心位置相对于物体是固定不变的 a错 物体的重心位置与物体的形状和质量分布均有关 形状改变 重心位置不一定变 b错 物体的重心不一定在物体上 如环形绳子的重心就不在绳子上 c对 重心是物体各部分所受重力的等效作用点 重心并非集中了物体的全部重力 也不是物体上最重的点 d错 变式训练 2013 福州高一检测 关于重力和重心 下列说法正确的是 a 当物体漂浮在水面上时重力会减小b 放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力c 物体的重心位置总是在物体的几何中心上d 物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变 解析 选d 物体的重力与物体所处状态无关 a错 物体对水平面的压力与物体的重力的施力物体及受力物体不同 b错 物体的重心位置与物体的形状及质量分布有关 只有质量分布均匀 形状规则的物体的重心在其几何中心 c错 d对 典例 如图所示 一个被吊着的均匀球壳 其内部注满了水 在球的底部有一带阀门的细出水口 在打开阀门让水慢慢流出的过程中 球壳与其中的水的共同重心将会 a 一直下降b 一直不变c 先下降后上升d 先上升后下降 标准解答 选c 在注满水时 球壳和水的共同重心在球心 随着水的流出 球壳的重心不变 但水的重心下降 二者共同的重心在下降 当水流完时 重心又回到球心 故选项c正确 利用弹簧测力计测重力的原理及方法1 测量工具弹簧测力计是测量力的重要工具 物体的重力一般用它来测量 2 对应状态要准确测量某物体的重力 应让它处于静止状态或者保持匀速直线运动状态 3 测量原理处于静止状态或者保持匀速直线运动状态的物体所受力为平衡力 若物体只受重力及另外一个力 则另一个力与重力大小相等 方向相反 若知道另一个力 则可以知道重力 4 测量方法将被测物体悬于弹簧测力计的下端或是放在弹簧测力计上 让它们处于静止状态或者保持匀速直线运动状态 读出弹簧测力计的示数就是物体的重力的大小 案例展示 一人站在体重计上称体重 保持立正姿势称的体重为g 当其缓慢地把一条腿伸出台面 体重计指针稳定后读数为g 则 a g g b g g c g g d 无法判定 标准解答 选c 重力与物体形状无关 人站在体重计上缓慢地把一条腿伸出台面时 仍处于静止状态 人依然只受两个力 体重计的示数仍等于人重力的大小 故c正确 名师点评 1 利用弹簧测力计测重力是应用了二力平衡原理 所以保持物体处于静止状态或者保持匀速直线运动状态非常关键 2 利用弹簧测力计测重力时 要保证物体除了受重力及弹簧测力计的弹力外不再受其他力的作用 1 基础理论辨析题 下列说法正确的是 a 找不到施力物体的力一定不存在b 某物体作为一个施力物体 也一定是受力物体c 力是矢量 它既有大小又有方向d 只有静止的物体才受到重力的作用e 形状规则的物体其重心一定在其几何中心f 万有引力是一切物体之间存在的一种力 解析 选a b c f 力是物体对物体的作用 一个力一定同时存在施力物体和受力物体 a正确 力的作用是相互的 b正确 力是矢量 c正确 地球周围的物体都受到重力的作用 与物体的运动状态无关 d错误 形状规则且质量分布均匀的物体的重心在其几何中心 e错误 一切物体间都存在万有引力 f正确 2 下列情景中关于力的说法正确的是 a 甲打乙一拳 乙感到痛 而甲未感到痛 说明甲对乙施加了力 而乙未对甲施加力b 鸡蛋碰石头 蛋破而石头完好无损 说明石头对鸡蛋施加了力 而鸡蛋对石头没有施加力c 磁铁吸引铁钉时 磁铁不需要与铁钉接触 说明力可以脱离物体而存在d 网球运动员用力击球 网球受力飞出后 网球受力的施力物体不再是球拍 解析 选d 力的作用是相互的 一个物体对另一个物体施加了力 那么另一个物体也一定同时对这个物体施加了力 a b错误 力是物体与物体间的作用 无论是接触力还是非接触力都不能脱离物体存在 c错误 网球受力飞出后 受重力和空气阻力 施力物体分别是地球和空气 d正确 3 歼20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼击机 它以具有隐身性 高机动性以及先进的航电系统让世界震惊 关于歼20战机的受力下列说法正确的是 a 战机受到的重力指向地心b 战机受重力的同时 它也对地球产生引力c 战机向前运动的推力无施力物体d 战机匀速飞行 它不受重力作用 解析 选b 重力的方向竖直向下 而不一定指向地心 a错 由于地球对战机的引力而产生重力 同时战机对地球也产生向上的引力 b对 任何力都有施力物体 战机向前的推力来自于空气 c错 任何在地球附近的物体都受重力作用 d错 4 关于物体的重心 下列说法正确的是 a 物体的重心一定在物体上b 用线竖直悬挂的物体静止时 线的方向一定通过重心c 一砖块平放 侧放或立放时 其重心在砖内的相对位置不变d 舞蹈演员在做各种优美的动作时 其重心在体内相对位置不变 解析 选b c 物体的重心可以在物体上 也可以在物体外 a错误 用线悬挂物体静止时 重力与拉力等大 反向 共线 所以线的方向一定过重心 b正确 物体形状不变时 重心相对物体的位置不变 如果物体形状变化了 重心相对物体的位置改变 所以c正确 d错误 5 下列说法中正确的是 a 自然界所有的相互作用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