湖南省隆回县万和实验学校高中物理 重力 基本相互作用教学课件 新人教版必修1.ppt

第一节重力基本相互作用 学习目标 1 理解力的概念及力的两种作用效果 2 学会用力的图示表示力 3 知道什么是重力 重心 掌握重力的计算方法及方向 4 了解自然界中的四种基本相互作用 重点难点 1 力的概念和图示及力的作用效果 2 重心位置的确定及确定方法 课前自主学案 一 力和力的图示1 运动状态的变化 只要一个物体的 变化了 不管是其 还是 改变 都说这个物体的运动状态发生了变化 2 力 人们把改变物体的 产生 的原因 即物体与物体之间的 称做力 3 力的测量 力的大小可以用 测量 国际单位制中 力的单位是 简称 符号是 速度 大小 方向 运动状态 形变 相互作用 测力计 牛顿 牛 n 4 力的图示 可以用 的线段表示力 线段的 表示力的大小 线段上 的指向表示力的方向 表示力的作用点 线段所在的直线叫做力的作用线 二 重力1 定义 由于地球的 而使物体受到的力 2 大小 g 3 方向 总是 说明 1 重力的施力物体是地球 地球周围的物体都受重力作用 2 重力的方向是竖直向下 不能理解成垂直于地面向下 带箭头 长短 箭头 箭尾或箭头 吸引 mg 竖直向下 4 重心 物体的各部分都受到 的作用 从效果上看 可认为各个部分受到的重力作用集中于一点 即为物体的 1 重心的位置 与物体的 有关 与物体内 的分布有关 2 重心位置的确定方法 悬挂法 形状规则 质量分布均匀的物体的重心在其几何中心上 重力 重心 形状 质量 三 四种基本相互作用1 万有引力 任何两物体间都普遍存在的一种相互吸引作用 2 电磁相互作用 电荷和电荷 磁体和磁体间的相互作用 其本质相同 随距离变化的规律和万有引力作用类似 3 强相互作用 组成原子核的质子间的相互作用 作用范围小 与万有引力和电磁作用相比 受距离变化的影响更大 4 弱相互作用 发生在放射现象中 作用范围与强相互作用相同 但强度很弱 核心要点突破 一 对力的概念的理解1 力的特征 1 力的物质性力是物体对物体的作用 力不能离开物体而独立出现 每一个力的产生都要依靠两个物体 即施力物体和受力物体 2 力的相互性物体之间的力是相互的 只要一个物体对另一个物体施加了力 那么同时另一个物体一定会对这个物体施加一个反作用力 即力总是成对出现的 相互作用的特点1 力的产生离不开物体 施力物体 产生力的物体 受力物体 受到力的物体 而且有两个物体同时存在才能产生力 2 物体之间的力是相互的 甲物体作用于乙物体 乙物体也同时作用于甲物体 施力物体必然也是受力物体 受力物体必然也是施力物体 物体间的这一对相互作用力总是同时产生 同时消失 不存在先后和因果关系 3 物体间发生相互作用有两种情况 一是两个物体直接接触时可能发生相互作用 如 用手压桌子时产生的压力就是直接接触产生的 二是两个物体并未直接接触而发生相互作用 例如 两块磁铁相隔一定距离时虽未直接接触 但它们之间存在磁场力 3 力的矢量性力不仅有大小 而且有方向 力的作用效果除与力的大小 方向有关外 还与力的作用点有关 2 力的作用效果 1 静力效果 使物体的形状发生改变 形变 如把物体拉伸 压缩 扭转 剪切等 2 动力效果 改变物体的运动状态 如使物体从静止开始运动 从运动变为静止 或使物体的运动速度从小变大 从大变小 或使物体的运动方向发生变化等 根据力的作用效果 判断物体是否受力 是受力分析的基本方法 特别提醒 1 相互作用的物体 可以直接接触 也可以不接触 但作用力必然是成对出现的 2 并非有生命的物体才是施力物体 也并非先有施力物体后有受力物体 即时应用 例1 下列关于力的叙述中正确的是 a 力不能离开物体而独立存在b 相互接触的物体间才可能有力的作用c 物体间的作用力可以是相互的 也可以是独立的d 力的作用效果是使物体保持一定的速度向前运动答案 a 变式训练 1 下列说法正确的是 a 拳击手一拳击出 没有击中对方 这时只有施力物体 没有受力物体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 说明只是甲对乙有力 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 d 分析力是物体对物体的作用 有力的产生必定同时有施力物体和受力物体 利用力的相互性和物质性可以判断一个力是否存在 解析 二 力的图示和力的示意图1 用力的图示来表示力的三要素的具体步骤 1 选定标度 选某一长度表示多少牛顿的力 2 沿力的方向并从力的作用点开始 按一定比例画出一线段 3 在线段的末端标出箭头 表示方向 2 选标度时 注意根据力的大小做恰当的选择 能在图中非常直观 方便地看到这个力 还要使画图匀称美观 还要注意不能用不同标度画同一物体受到的力 3 力的图示是用作图法直观形象地表示力 力的三要素均能在力的图示中找到 力的示意图则不同 它可以表示出力的作用点和方向 但线段的长短并不表示力的大小 即时应用 例2 一个铁球在空中飞行 所受重力为120n 方向竖直向下 试画出重力的图示和示意图 并说明施力物体和受力物体 解析要严格按以下步骤画力的图示 1 选定标度 选1cm长的线段表示30n的力 2 用一矩形表示物体 从作用点沿力的方向画一线段 线段的长度按选定的标度和力的大小画 线段上加上刻度 如图甲所示 从o点竖直向下画一条4倍于标度 1cm 的线段 3 在线段上加上箭头表示力的方向 也可以按照如图乙所示那样 不画物体 而用o点表示物体 画出力f的图示 画力的示意图 如图丙所示 用一矩形表示物体 从物体上向力的方向画一线段 并加上箭头 表示方向 然后标明f 120n即可 这个重力的施力物体是地球 受力物体是铁球 特别强调 1 画力的图示时一定要先选定合适的标度 并且同一个图中只能选定一个标度 力的图示一定要把力的三要素充分体现出来 2 力的示意图只是粗略地分析物体受到的某个力或几个力 只注重力的方向和作用点 对力的大小表示没有严格要求 在以后对物体进行受力分析时 只画力的示意图就可以了 注意要把各力的作用点画在物体上 变式训练 2 在图甲中木箱的p点 用与水平方向成30 角斜向上的150n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20n的力把木块抵在墙壁上 试作出甲 乙两图中所给力的图示 并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图 解析甲图 选6mm线段表示50n的力 乙图 选1cm线段表示10n的力 丙图 2 大小 可由测力计弹簧秤测定 g mgg 9 8m s2 3 方向 竖直向下 1 定义 由于地球的吸引而使物体受到的力 三 重力 重力作用点在哪 重心的定义 定义 一个物体的各部分都要受到重力的作用 从效果上看 我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点 这一点叫做物体的重心 g 等效 质量分布均匀的物体 重心的位置只跟物体的形状有关 重心在物体上 重心不在物体上 重心的位置可以在物体上也可以在物体外 质量分布不均匀的物体 重心的位置不仅与物体的形状有关还与物体内质量分布有关 悬挂法 只适用于薄板状的物体 此方法的原理是什么 二力平衡 三 对重力和重心的进一步理解1 对重力的理解 1 概念 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力 即重力的施力物体是地球 但不能说重力就是地球对物体的吸引力 由于地球自转的影响 重力一般不等于地球对物体的吸引力 重力是非接触力 它与物体的运动情况和接触面的情况无关 2 大小 重力的大小是由物体的质量和所处的地理位置共同决定的 由g mg 在同一地点 重力的大小与质量成正比 在不同地点 如从两极到赤道或离地面越高 g值均减小 从而使同一物体的重力也有所不同 物体的重力与其运动状态无关 3 重力的方向 重力的方向是竖直向下 不能说成 垂直向下 也不能说成 指向地心 竖直向下 是垂直于当地的水平面向下 而 垂直向下 可以垂直于任何支持面向下 物体只有在赤道或两极上时 重力的方向才指向地心 其他位置并不能指向地心 重力的方向也不受其他作用力的影响 与物体的运动状态也没有关系 2 对重心的理解 1 重心是重力的等效作用点 等效 意味着作用效果相同 认为物体各部分受到的重力集中于一点 可以使研究的问题大大简化 它不是物体上实际存在的特殊点 也不是物体上最重的点 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也发生变化 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 物体的重力随g值变化 或位置变化 而变化 而物体的质量是固定不变的 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 根据二力平衡 测力计的读数在数值上等于重力的大小 即时应用 例3 下列说法 正确的是 a 重力就是地球对物体的吸引力b 只有静止的物体才受到重力c 物体的各部分中 只有重心处受重力d 重力是由于物体受到地球的吸引而产生的 d 即时应用 例4 关于重力的大小及重心的位置 下列说法正确的是 a 重力是物体本身具有的力 大小与物体的质量成正比b 静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其所受的重力c 重力只作用在物体的重心上 重心的位置总在物体的几何中心d 重力是由于地球对物体的吸引而产生的 重力的施力物体是地球解析解答此类问题必须弄清楚两点 1 重力的大小由m g共同决定 而g的值又与物体所处的地理位置有关 2 物体重心的位置与物体的形状和质量分布均有关系 d 重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力 而不是物体本身具有的力 物体的重力的计算式g mg 其中g的值与物体所处的地理位置有关 同一地点 g值相同 物体的重力与物体的质量成正比 不同地点 不同高度 g值一般不同 因此 不能说物体的重力大小与物体的质量成正比 选项a错误 静止在水平面上的物体 对水平面的压力大小等于物体的重力 选项b错误 重心是物体所受重力的等效作用点 重心的位置与物体的形状和质量分布均有关 只有质量均匀分布时 重心的位置才总在物体的几何中心 故选项c也错误 由重力的产生可知 选项d正确 答案d 变式训练 3 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 用线悬挂的物体静止时 线的方向一定通过重心c 一块砖平放 侧放或立放时 其重心在砖内的位置不变d 舞蹈演员在做各种优美的动作时 其重心在体内的位置不变 解析 选bc 根据重心的定义和特点可知a错误 b正确 对于砖 质量分布和物体形状两因素未变 c正确 对舞蹈演员 形状变 d错误 物体的重心与物体的质量分布及其形状有关 变式训练 4 1 用测力计如何测出物体的重力 2 如果知道当地的重力加速度的值为g 能否借助测力计测出物体的质量 解析 1 将物体竖直悬挂在测力计上 保持物体和测力计静止 则测力计的示数即为物体重力的大小 四 四种基本相互作用 1 万有引力 存在于一切物体之间 相互作用的强度随距离的增大而减小 2 电磁相互作用 存在于电荷与电荷 磁体与磁体 电流与电流之间 他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 存在于原子核内质子质子 质子与中子 中子与中子之间 它是短程力 作用范围只有约10 15m 4 弱相互作用 在放射现象中发现的 也是短程力 强度只有强相互作用的10 12 课堂互动讲练 对力的概念的理解 下列说法中正确的是 a 射出枪口的子弹 能打到很远的距离 是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用b 甲用力把乙推倒 说明只是甲对乙有力的作用 乙对甲没有力的作用c 只有有生命或有动力的物体才会施力 无生命或无动力的物体只会受到力 不会施力d 任何一个物体 一定既是受力物体 也是施力物体 思路点拨 解答本题时应把握以下三点 1 找不到施力物体的力是不存在的 2 任何物体都能产生力的作用 3 力的作用是相互的 受力物体同时也是施力物体 精讲精析 子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力 使子弹离开枪口时有很大的速度 但子弹离开枪口以后 只受重力和空气阻力作用 并没有一个所谓的推力 因为不可能找到这个 推力 的施力物体 故不存在 故a错 物体间力的作用总是相互的 甲推乙的同时乙也推甲 故b错 不论物体是否有生命或是否有动力 它们受到别的物体 作用时 都会施力 马拉车时 车也拉马 书向下压桌子 桌子也向上推书 故c错 由于自然界中的物体都是相互联系的 找不到一个孤立的 不受其他物体作用的物体 所以每一个物体既是受力物体 又是施力物体 故d对 答案 d 方法总结 本题考查了力的概念 力是物体间的相互作用 一方面说明了力不能脱离物体而独立存在 另一方面说明了力的相互性 一个物体既是施力物体 同时也是受力物体 变式训练1关于力的概念 下列说法中正确的是 a 力是使物体发生形变和运动状态改变的原因b 一个力必定联系着两个物体 其中每个物体既是施力物体又是受力物体c 只要两个力的大小相等 它们产生的效果一定相同d 两个物体相互作用 其相互作用是有先后的 解析 选ab 从力的基本概念出发作出判断 根据力的两个作用效果 可知选项a正确 根据力的相互性 可知选项b正确 根据力的三要素 可知力的作用效果不仅与力的大小有关 还与力的方向和作用点的位置有关 选项c错误 物体间的相互作用是同时的 没有时间上的先后关系 选项d错误 对重力 重心的理解 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测力计的拉力 思路点拨 重力的大小由物体本身的质量和所处位置的重力加速度决定 与其他因素都没有关系 自主解答 物体重力的计算式为g mg 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 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 用测力计竖直悬挂重物 静止或匀速直线运动时 物体对测力计的拉力才等于物体的重力 故选项d错误 答案 b 变式训练2 2011年浏阳高一检测 关于物体的重心 下列说法中正确的是 a 任何物体的重心都一定在这个物体上b 重心的位置只与物体的形状有关