高中物理 第4章 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4章相互作用 第1节重力与重心 目标导航1 会用力的图示和示意图来描述力 2 知道重力的大小和方向 了解生活 生产中测量重力的方法 重点 3 知道重心的概念及均匀物体重心的位置 重点 4 会用悬挂法确定不规则薄板状物体的重心位置 难点 一 力的描述1 力的概念 1 力 力是物体和 之间的相互作用 2 单位 力的单位是 简称牛 符号n 3 作用效果 使物体的 或 发生改变 4 矢量性 力不但有 而且有 是 物体 牛顿 形状 运动状态 大小 方向 矢量 2 力的表示方法 1 力的图示 用一条带箭头的线段来表示力 按一定比例画出线段 线段的长短表示力的 末端的箭头表示力的作用 箭头或箭尾表示力的 箭头所在的直线表示力的 2 力的示意图 只画出带箭头的 来表示力 对线段的长度没有严格要求 大小 方向 作用点 作用线 线段 特别提醒 力的图示要画出力的大小 方向 作用点 并严格按标度画出力的大小 二 重力及其测量1 重力 1 概念 由于 而使物体受到的力 常把物体受到的重力的大小简称为物重 2 大小 g 其中g是比例系数 g 9 8n kg 3 方向 重力的方向总是 2 重力的测量重力的大小可以用 测出 测量时物体必须保持 这样物体对测力计的拉力才等于物体受到的 体检时常用 来测量体重 地球的吸引 mg 竖直向下 弹簧测力计 静止 重力 磅秤 想一想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 三 重心与稳定1 重心 1 定义 研究重力对一个物体的作用效果时 可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在某一点 这个点就是重力的 叫做物体的重心 2 决定物体重心位置的因素 物体的形状和 形状规则 质量分布均匀的物体 重心在 上 2 重心与稳定的关系 重心的高低会影响物体的稳定性 重心 物体的稳定性越高 作用点 质量分布 几何中心 越低 想一想2 如图所示是儿童玩具 不倒翁 把它扳倒之后又能站起 这是为什么 提示 物体的重心越低 稳定性越好 不倒翁 的重心设计得很低 在扳倒时 其重心升高 所以它会自动站起 学案导引1 如何用力的图示法来描述力 2 根据画出的力的图示和力的示意图获取的信息有什么不同 1 对力的概念的理解 1 力是物体与物体之间的相互作用 是从日常生产 生活与力有关的实际问题中抽象出来的概念 可以通过一些具体的实例 将 作用 这个抽象的概念具体化 从而由现象入手理解力的概念 2 力的 三性 2 力的图示和力的示意图的作法比较 特别提醒 1 在力的图示中 必须标明标度 表示力的有向线段的长度必须严格按比例确定 在同一个物体上画几个力的图示 标度必须统一 2 力的示意图是为了便于对物体进行受力分析 不需要设置标度 侧重于力的位置和方向 在进行物体的受力分析时 一般只需画出力的示意图 一个物体同时受几个力 力的作用点可以都画于重心处 体积为1 2dm3的立方体木块漂浮在水面上 有一半浸入水中 试作出力的图示 g取10m s2 答案 见精讲精析 误区警示 画力的图示应注意以下几点 1 必须明确画出力的标度 2 必须正确显示力的三要素 3 切不可将力的图示与力的示意图混淆 4 必要时须先确定物体的受力情况或力的相关要素 5 在同一物体上画几个力的图示时 必须选取同一标度 变式训练1 质量为20kg的小孩沿着滑梯下滑 试画出小孩所受重力的图示 g取10n kg 解析 小孩所受重力大小g mg 20kg 10n kg 200n 重力方向竖直向下 选定标度后 可作出小孩所受力的图示 如图所示 答案 见解析 学案导引1 重力的大小由什么因素决定 2 两个质量相同的物体所受重力一定相同吗 3 重力加速度g随纬度 高度怎样变化 1 重力的产生 1 重力是由于受到地球的吸引而产生的 常把物体受到的重力的大小简称为物重 重力的施力物体是地球 2 地球表面附近的一切物体 不论是静止的还是运动的 不论是否与地面接触 都受重力作用 重力与物体的运动状态和接触面情况均无关 2 重力的大小 1 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 9 8m s2 表示质量为1kg的物体受到的重力是9 8n 2 在同一地点 重力的大小与质量成正比 在不同地点 如不同的地球纬度 不同的海拔高度 g值不同 则同一物体所受重力也有所不同 一般在地面附近不太大的范围内 可认为同一物体的重力大小恒定不变 3 重力的测量实验室里 重力的大小可以用弹簧测力计测出 当弹簧测力计吊起物体静止时 物体对测力计的拉力大小等于物体受到的重力 4 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 特别提醒 1 用弹簧测力计测量重力时物体必须保持静止 或匀速直线运动 状态 2 物体对弹簧测力计的拉力等于物体的重力 不能说物体对弹簧测力计的拉力就是物体的重力 这两种力本质是不同的 对于重力的一些认识 下列说法中正确的是 a 重力就是地球对物体的吸引力 重力的方向总是垂直于支持面b 重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出c 量大的物体所受重力有可能小于质量小的物体所受重力d 物体对悬绳的拉力或对支撑面的压力不一定等于物体所受的重力 精讲精析 逐项分析如下 答案 cd 规律总结 1 重力的大小是由物体的质量和g值决定的 与物体是否受其他力及运动状态无关 2 重力大小测量的条件是物体处于静止状态或匀速直线运动状态 其原理是二力平衡 变式训练2 2012 浙江学军中学高一期中 设想从某一天起 地球对物体的引力减小了一半 那么对漂浮在水面上的船来说 下列说法正确的是 a 船受到的重力减小一半 船的吃水深度也减少一半b 船受到的重力不变 船的吃水深度也减少一半 c 船受到的重力减小一半 船的吃水深度不变d 船受到的重力不变 船的吃水深度不变解析 选c 根据g mg 地球对物体的引力减小一半 则g减小一半 所以船受到的重力减小一半 而船浮在水上 有mg gv排 g减小一半 等式仍成立 船的吃水深度不变 学案导引1 物体上只有重心处才受地球的吸引吗 2 物体的重心一定在物体上吗 1 理解重心的概念 1 重心不是最重的点 各部分所受重力的效果 与只在重心处各部分重力的合力是等效的 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上 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 由于重心是一个等效作用点 它可以不在物体上 例如 质量分布均匀的球壳 其重心在球心 并不在壳体上 3 任何物体有且只有一个重心 2 重心的确定重心的位置跟物体的形状和质量分布都有关系 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 如直尺 篮球 足球等物体的重心都在其几何中心 2 质量分布不均匀的物体 重心除跟物体的形状有关外 还跟物体的质量分布情况有关 如图所示的起重机的重心位置随所吊货物的多少和位置的变化而变化 3 薄板重心的确定 薄板形物体的重心可用悬挂法确定 如图所示 先在a点把板悬挂起来 物体静止时 物体所受重力与悬绳的拉力在同一竖直线上 所以物体的重心一定在通过a点的竖直线ab上 然后在c点把物体悬挂起来 同理知 物体的重心一定在通过c点的竖直线cd上 ab和cd的交点o 就是薄板的重心位置 3 重心与稳度 1 物体的稳定程度由重心的高低及水平支持面的大小共同决定 重心越低 水平支持面越大 则物体就越稳定 2 增加稳定性的措施 增大接触面积 降低重心高度 特别提醒 1 物体的形状或质量分布发生变化 重心的位置要随之变化 2 重心位置不一定在物体上 如篮球 圆环等 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 解题指导 解答此题时应注意以下关键点 1 重心只是物体各部分所受重力的等效作用点 理解 等效 的含义 2 重心的位置受物体的几何形状及质量分布情况等因素的影响 精讲精析 可按以下流程对本题进行解答 答案 bc 变式训练3 下列关于重力和重心的说法 正确的是 a 只有静止的物体才受到重力作用b 重力就是地球对物体的吸引力c 重心就是物体上最重的一点d 重心是物体的各部分所受重力的等效作用点 解析 选d 本题考查同学们对重力和重心概念的理解 重力是由于地球的吸引而产生的 与物体所处的状态是无关的 但又不能将重力与物体所受的地球引力相混淆 重力只是地球对物体的吸引力的一个分力而已 重心是从重力作用效果来定义的 它是物体的各部分所受重力的等效作用点 不能理解为是最重的点