高中物理 第4章 相互作用 第1节 重力与重心课件 鲁科版必修1.ppt

第4章相互作用 第1节重力与重心 教师备课参考 核心素养养成目标 物理观念1 认识力 会画力的图示和力的示意图 2 理解什么是重力 会测量重力 3 理解什么是重心 会确定物体重心的位置 科学思维与科学探究1 注意创设情境 通过实例分析让学生感受到力的物质性和相互性 并让学生感受到重力无处不在 让学生将生活实际与物理概念相联系 2 通过重力的学习 让学生了解生活 生产中测量重力的方法 3 借助 等效法 让学生理解重心的概念 并能根据二力平衡知识确定物体重心的位置 科学态度与责任1 通过力 重力 重心的学习 体会物理知识与生活的联系 2 渗透 等效法 的思想 教学重难点 教学重点1 知道力的概念 会用力的图示和力的示意图来描述力 2 理解重力和重心的概念 教学难点对重心的理解和确定方法 感悟解题规律 探寻基本知识 测评学习效果 探寻基本知识 树立物理观念 知识点一 力 情境导学 在足球场上 运动员把球踢飞 球由静止变为运动 说明球的运动状态发生了改变 图中 弹簧被拉长或压缩 说明弹簧发生了形变 结合以上现象 思考以下问题 1 力有哪些作用效果 2 图中 手压缩弹簧过程中 手压弹簧的力 谁是施力物体 谁是受力物体 答案 1 力的作用效果是使物体发生形变或改变物体的运动状态 2 手是施力物体 弹簧是受力物体 知识梳理 1 力的概念 力是和之间的相互作用 2 作用效果 使物体的或发生改变 3 力的三要素 力的大小 方向 作用点 4 单位 简称 符号是 5 力的图示 线段长短表示力的 末端箭头表明力的作用 箭头或箭尾表示力的 箭头所在的直线表示力的 思考判断 1 只有相互接触的物体间才有力的作用 2 施力物体同时也是受力物体 3 要想描述清楚一个力需要指明力的大小 方向和作用点 物体 物体 形状 运动状态 牛顿 牛 n 大小 方向 作用点 作用线 知识点二 重力及其测量 情境导学 有一批记者乘飞机从上海到西藏旅游 问 1 他们托运的行李与在上海时比较 行李的质量将怎么变化 2 所受重力的大小将怎么变化 答案 1 质量不随地理位置而改变 故质量不变 2 由于重力加速度随高度的升高而减小 故重力变小 知识梳理 1 重力 1 产生 由于地球的而使物体受到的力 常把物体受到的重力的大小简称为 2 大小 g 式中g为比例系数 也就是自由落体加速度 3 方向 2 重力的测量重力的大小可以用弹簧测力计测出 测量时物体必须保持 这样物体对测力计的拉力才物体受到的重力 思考判断 1 地球上所有物体的重力的施力物体都是地球 2 只有静止的物体受重力 而运动的物体不受重力 3 重力的方向也可以表述为指向地心 吸引 物重 mg 竖直向下 静止 等于 知识点三 重心与稳定 情境导学 如图所示 把一个直立于水平面上的边长为a的正方形匀质薄板abcd绕c点翻转到对角线ac处于竖直位置 其重心位置升高了多少 知识梳理 1 重心 1 定义 物体的各部分都受到重力作用 从作用效果看 可以把物体各部分受到的视为集中作用在某一点 这个点就是重力的作用点 叫做物体的重心 2 决定物体重心位置的因素 物体的和物体的分布 3 重心位置的确定方法 形状规则 质量分布均匀的物体 重心在上 形状不规则的物体 采用悬挂法或支撑法 2 重心与稳定物体的重心 物体就越稳定 重力 形状 质量 几何中心 越低 思考判断 1 重心是物体重力的作用点 也就是物体上最重的点 2 重心一定在物体上 3 物体升高或降低时 重心在物体上的位置也相应升高或降低 要点一 感悟解题规律 培养科学思维 正确理解力和力的图示 1 对力的概念的理解 1 力的物质性 力不能离开施力物体和受力物体而独立存在 即没有物体就谈不上力的作用 2 力的相互性 力的作用是相互的 力是存在于物体之间的 一个力总是联系着两个物体 施力物体和受力物体 3 力的矢量性 描述一个力既要说明大小 又要指明方向 2 力的图示与力的示意图 典例1 一个铁块在空中飞行 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 1 选定标度 选5mm长的线段表示30n的力 2 用一矩形表示铁块 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 线段上面加上刻度 如图 甲 所示 从o点竖直向下画一条4倍于标度的线段 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 不画铁块 而用o点表示铁块 画出重力的图示 画力的示意图 如图 丙 所示 用一矩形表示铁块 从铁块上沿力的方向画一线段 并加上箭头 表示方向 然后标明g 120n即可 这个重力的施力物体是地球 受力物体是铁块 答案 见解析 误区警示不能用不同标度画同一图示中的不同的力 选标度时应根据力的大小合理设计 一般情况下 线段为2 5段 针对训练1 1 如图所示 质量分布均匀的物体a受到的重力都是8n 试画出物体a所受重力的示意图 答案 如图所示 要点二 重力的理解及测量 1 重力的产生 1 重力是由于地球的吸引而产生的 但重力的大小不一定等于地球对物体的吸引力 重力一般小于地球对物体的吸引力 2 重力是非接触力 同一物体在空中运动与静止时所受重力相等 2 重力的大小重力与质量的关系 g mg g是自由落体加速度 通常取g 9 8n kg 1 g值会随地球上的纬度的改变而改变 纬度越高 g值越大 两极处最大 赤道处最小 2 g值会随海拔高度改变而改变 在同一纬度处 高度越高 g值越小 致使同一物体受重力随高度增加而减小 3 重力的方向重力的方向总是竖直向下的 可利用铅垂线确定其方向 1 竖直向下 既不能说成 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 只有在两极或赤道时 重力的方向才指向地心 其他位置并不指向地心 2 重力的方向不受其他作用力的影响 与运动状态也没有关系 典例2 2017 鄢陵高一检测 下面有关物体重力的说法中正确的是 a 地球上的物体只有静止时才受重力b 同一物体在同一位置时 不论它是静止还是运动 所受重力大小是相同的c 物体所受重力的方向总是垂直于水平面向下d 同一物体当它被竖直向上抛出后所受重力较小 而被竖直向下抛出后所受重力较大 b 解析 地球上的所有物体都要受到重力作用 与物体的运动状态无关 故选项a错误 同一物体在同一位置时 g一定 其重力g mg 则不论它是静止还是运动 所受重力大小是相同的 所以同一物体被竖直向上抛出后和被竖直向下抛出后 重力是相同的 故选项b正确 d错误 物体所受重力的方向总是竖直向下的 不一定垂直于水平面向下 故选项c错误 教师备用 例2 1 2017 山西晋中高一期末 关于重力 下列说法正确的是 a 物体所受重力的作用点是物体上最重的点b 物体所受重力的施力物体是地球c 地球表面同一物体的重力随纬度的增大而减小d 质量大的物体受到的重力大 所以自由落体加速度也大 解析 物体所受重力的作用点是物体的重心 重心并不是物体上最重的点 重心有可能不在物体上 故a错误 物体所受重力的施力物体是地球 故b正确 地球表面的重力加速度随纬度的增大而增大 由g mg可知 同一物体的重力随纬度的增大而增大 故c错误 自由落体运动的加速度与质量无关 轻重不同的物体在同一位置重力加速度相等 故d错误 b 针对训练2 1 2017 哈尔滨师范大学附属中学检测 下列说法正确的是 a 物体的重力就是地球对物体的吸引力b 物体的重力总是垂直接触面向下的c 物体运动时受到的重力大于它静止时受到的重力d 同一物体在地球两极处所受到的重力比在赤道处所受到的重力大 解析 物体的重力是由于地球对物体的吸引而产生的 并不是地球对物体的吸引力 选项a错误 物体的重力总是竖直向下的 选项b错误 物体运动时受到的重力等于它静止时受到的重力 选项c错误 同一物体在地球两极处所受到的重力比在赤道处所受到的重力大 选项d正确 d 要点三 对重心的理解 1 对重心的理解 1 重心不是最重的点 重心是一个物体各部分受到的重力的等效作用点 因此可认为物体各部分所受重力集中于重心 但实际上物体的各部分都受重力 重力并不只作用于重心 重心也不是物体上最重的点 2 物体的重心可以不在物体上 例如 质量分布均匀的球壳 其重心在球心 并不在球壳上 3 重心是物体所受重力的作用点 任何物体有且只有一个重心 4 物体重心的位置由物体的形状及质量分布决定 与物体的放置方式无关 与物体的运动状态无关 2 重心的确定 1 质量分布均匀的物体 重心位置只跟物体的形状有关 若物体的形状是中心对称的 对称中心就是重心 2 质量分布不均匀的物体 重心位置除跟物体的形状有关外 还跟物体的质量分布情况有关 3 确定不规则物体重心位置的方法 悬挂法 典例3 多选 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c 形状规则 质量分布均匀的物体 其重心在物体的几何中心d 物体重心的位置不一定随物体形状的改变而改变 cd 解析 物体的重心不一定在物体上 如圆环的重心在其圆心上 选项a错误 重心的位置与物体的形状和质量分布有关 只有形状规则 质量分布均匀的物体 其重心在物体的几何中心上 故选项b错 c正确 一般来讲 物体重心的位置会随物体形状的改变而改变 有时物体形状改变重心位置可能不变 如把一个气球吹得更大时 气球的重心一直在其球心处 故选项d正确 教师备用 例3 1 关于重心 下列说法正确的是 a 重心就是物体上最重的一点b 重心就是物体的几何中心c 直铁丝弯曲后 重心一定还在铁丝上d 重心是物体的各部分所受重力的等效作用点 解析 重心是物体的各部分所受重力的等效作用点 并不一定是物体上最重的一点 故选项a错误 d正确 重心位置与物体的形状和质量分布有关 对形状规则 质量分布均匀的物体的重心在其几何中心上 故选项b错误 直铁丝弯曲后重心可能不在铁丝上 故选项c错误 d 针对训练3 1 2017 哈尔滨检测 关于重力的说法正确的是 a 若一个物体的质量分布发生变化 其重心位置可能会发生变化b 重力的方向一定垂直于接触面c 一质量分布均匀的砖块 平放 侧放和立放时 其重心在砖内的位置一定变化d 只有静止的物体才会受到重力作用 解析 物体重心的位置跟物体的形状和质量分布有关 若一个物体的质量分布发生变化 其重心位置可能会发生变化 故a正确 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力 方向总是竖直向下的 不一定垂直于接触面向下 故b错误 物体重心的位置跟物体的形状和质量分布有关 砖的形状已经固定 其重心的位置在砖内就相对于砖不再变化 故c错误 地球附近的物体都受到重力的作用 与物体的运动状态无关 故d错误 a 测评学习效果 演练当堂技法 1 2017 鹤岗第一中学检测 下列说法中正确的是 a 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b 只有有生命的物体才会施力 无生命的物体只会受到力 不会施力c 一个物体 如果是施力物体 那么同时也一定是受力物体d 表示力的线段越长 它所表示的力越大 c 解析 力的作用都是相互的 甲用力把乙推倒 甲对乙有力 乙对甲也有力 但是效果可以不同 故a错 不管物体是否有生命 当它与别的物体发生作用时 它既是施力体也是受力体 不存在只施力不受力的物体 也不存在只受力不施力的物体 故b错 自然界中的物体都不是孤立的 而是相互联系着的 每一个物体总会受到别的物体的作用 是受力体 同时也对别的物体施加力的作用 又是施力体 故c正确 在同一个标度下说法d没有错 但在没有指明力的标度或采用不同标度时 线段的长度就失去了表示力的大小的意义 故d错 2 多选 下列关于重力 重心的说法 正确的是 a 由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力b 任何有规则形状的物体 它的重心一定与它的几何中心重合c 用一绳子将物体悬挂起来 物体静止时 该物体的重心一定在绳子的延长线上d 任何物体的重心都在物体上 不可能在物体外 ac 解析 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力 故选项a正确 物体的重心与物体的形状和质量分布两个因素有关 所以有规则形状的物体 重心不一定与它的几何中心重合 还与其质量分布情况有关 故选项b错误 用一绳子将物体悬挂起来 物体静止时 物体受到重力和绳子的拉力 二力平衡 则根据平衡条件可知 物体的重心一定在绳子的延长线上 故选项c正确 物体的重心可以在物体上 也可能在物体之外 比如均匀圆环 故选项d错误 3 2017 广西桂林市高一段考 多选 一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化 a 把它从赤道拿到南极b 把它送到月球上去c 把它放到水里d 让物体自由下落 ab 解析 从赤道拿到两极 重力加速度变大 则重力变大 故a正确 送到月球上去 重力加速度减小 则重力减小 故b正确 放到水里 重力加速度不变 则重力不变 故c错误 让物体自由下落 物体的重力不变 选项d错误 4