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一、力的特性和效果1.力的特性(1)力的物质性力是物体间的相互作用,或者说力是物体对物体的作用,没有脱离物体而独立存在的力.我们谈到一个力时,一定同时具有受力物体和施力物体;不存在只有受力物体而没有施力物体的力,也不存在只有施力物体而没有受力物体的力.(2)力的相互性物体之间力的作用是相互的.只要一个物体对另一个物体施加了力,那么另一个物体一定同时对这个物体也施加了反作用力,即力总是成对出现的.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)力的矢量性力不仅有大小,而且有方向.力是矢量.2.力的作用效果力有两个作用效果,一是改变受力物体的运动状态(速度的大小或方向发生变化或两者同时发生变化);二是使受力物体发生形变(形状和体积的变化).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.根据力的作用效果,判断物体是否受力,是判断物体受力的最基本方法.(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.【典例1】下列说法中正确的是()A.甲用力把乙推倒,说明甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用B.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力,不会施力C.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体D.只有施力物体或受力物体的力是存在的【解题指导】求解此题应把握以下两点:(1)物体之间力的作用是相互的,受力物体同时又是施力物体.(2)力是物体对物体的作用,没有脱离物体而独立存在的力.【标准解答】选C.甲推乙的同时,乙也在推甲,力的作用是相互的,A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,桌子也向上支撑书,B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,所以每一个物体都受到别的物体作用,是受力物体,同时也对其他物体施力,又是施力物体,C正确;力是物体间的相互作用,有力就一定涉及两个物体,只有施力物体或受力物体的力是不存在的,D错.【规律方法】关于力的理解的三大误区(1)误认为物体可以只受力不施力.事实上,只要一个物体受到力的作用,它必然对施力物体也施加了作用力.(2)误认为力只发生在相互接触的物体之间,事实上,力既可发生在相互接触的物体之间,也可发生在不直接接触的物体之间.(3)误认为只有有生命的人或动物才能产生力的作用.事实上任何物体都可以作为施力物体,都可以对其他物体施加力的作用.二、力的图示和力的示意图的比较(1)标度的选取应根据力的大小合理设计.一般情况下,线段应取2~5段整数段标度的长度.(2)画同一物体受到的不同的力时要用同一标度.【典例2】(2011·武汉高一检测)图甲、乙中A的重量均为10N,画出它们所受重力的图示.【解题指导】作力的图示的思路是:【标准解答】此题按以下步骤进行作图:①选定标度:此题用4mm长的线段表示2N的力.②从作用点(重心)沿力的方向画一线段,根据选定的标度,线段长短和力的大小成正比,线段上加刻度,如图所示,沿竖直向下的方向画一段五倍于标度(即20mm)的线段;③在线段上加箭头表示力的方向.【规律方法】力的图示的应用(1)力的图示反映了力的三要素,用作图法解决力的问题时经常用到.(2)用力的图示把力表示出来,这是一种科学方法,通过这种方法,把力译成几何语言,能更直观和形象地表示力.三、对重力及重心的理解重力的施力物体是地球,其本质是万有引力在地球表面附近的一种表现.它是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,但由于地球自转的影响,重力并不等同于万有引力.1.对重力大小的理解(1)在同一地点,重力的大小与质量成正比.(2)在不同地点,某一物体的重力的大小与物体所处的纬度位置有关,在纬度越高的位置,所受重力越大;其重力的大小还与物体的海拔高度有关,在同一地点,位置越高,重力越小.(3)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.对重力方向的理解重力的方向总是竖直向下,竖直向下不是垂直于支撑面向下,也不是指向地球球心.3.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.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,测力计的示数在数值上等于重力的大小.【典例3】如图所示,把一个平放着的,边长为l的匀质立方体绕bc棱翻转,使对角面AbcD处于竖直平面内,则它的重心位置升高了多少?【解题指导】审题时应重点关注以下几点:(1)“匀质”说明物体质量分布均匀,其重心应该在其几何中心.(2)“绕bc棱翻转”时,重心的相对位置不变.【标准解答】匀质立方体的重心位于中心,也就是对角面AbcD两对角线Ac,bD的交点O,立方体平放时O点离地面的高度h=.当把立方体绕bc棱翻转到使对角面AbcD处于竖直平面内时,O点离地面的高度等于O点到bc棱的距离,即等于对角面边长Ab或cD的一半,故后来O点离地面的高度h′=.所以翻转后这个匀质立方体的重心位置升高了Δh=h′-h=-=(-1)l.答案:(-1)ll22l22l2ll2l22l22【规律方法】质量分布均匀、形状规则的物体的重心位置(1)根据质量分布均匀,形状规则的特点,确定出物体的重心就是它的几何中心.(2)根据物体的位置变化情况,借助几何知识确定物体重心位置的变化.【典例】月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的.将一物体在地球表面放入水中,恰好有一半体积浸没在水中.将该物体在月球表面放入水中,该物体将()A.漂浮,但浸没在水中的体积为该物体体积的B.下沉C.漂浮,浸没在水中的体积仍为该物体体积的一半D.悬浮在水中16130【标准解答】选C.设这个物体的密度为ρ,体积为V.水的密度为ρ水,当它放入水中时:G=F浮,即ρVg=ρ水·V·g.所以ρV=ρ水·V,可见与重力加速度g无关,也就是说将该物体在月球表面放入水中时,它还是漂浮,浸没在水中的体积仍为该物体体积的一半,故选C.1212重心变化把握不准造成错误如图所示,一容器内盛有水,容器的下方有一阀门K,打开阀门让水从小孔中慢慢流出,在水流出的过程中,水和容器的共同重心将A.一直下降B.一直上升C.先升高,后降低D.先降低,后升高【正确解答】首先,水面的下降将导致水和容器这个共同体的质量分布发生变化.即开始一段时间内,水面下降,重心下降;但又由于容器自身质量的影响,水面下降到一定程度后,重心又开始上升了,直至水流完,重心又回到空容器的重心位置,故选D.正确答案:D【易错分析】易错选A的原因有如下两点,(1)对决定物体重心位置的因素掌握不牢.(2)没有注意到空容器本身重心的存在.实际上物体的重心位置除与物体的形状有关外还与物体的质量分布情况有关.当水没有流出时,水和容器有一个共同的重心位置.随着水的流出,水和容器的共同重心逐渐下移.然后又逐渐升高,水流完时,重心回到空容器的重心位置.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.力的作用效果可以是使物体保持一定的速度向前运动【解析】选A.力是物体间的相互作用,不能离开物体而独立存在,A正确;不接触的两个物体之间也可以有力的作用,例如磁体之间的作用力,B错误;物体间的作用是相互的,C错误;力的作用效果是改变物体的运动状态(即改变物体的速度)或使物体发生形变,D错误.2.在16届广州亚运会的足球比赛中,一前锋队员面对对方的守门员,用脚轻轻地将球一挑,足球在空中划过一道弧线进入球门.若不计空气阻力,使足球在空中飞行时运动状态发生变化的力的施力物体是()A.前锋队员B.地球C.守门员D.足球【解析】选B.足球在空中受重力作用而改变运动状态,其施力物体是地球.3.一个物体所受重力在下列哪种情况下要发生变化.把它()A.从赤道拿到南极B.把它放到水里C.让它自由下落D.让它加速运动【解析】选A.从赤道到两极,g值增大,物体所受重力增大,A正确;同一地点,物体所受重力大小与物体所处的状态和环境无关,B、C、D错误.4.从效果上看,物体的各部分受到的重力作用可以认为都集中于一点,这一点叫做物体的重心,以下关于物体重心的说法中正确的是()A.物体的重心不一定在物体上B.重心的位置与物体的质量分布无关C.任何形状的物体,其重心都与它的几何中心重合D.有规则形状的质量分布均匀的物体,它的重心在几何中心上【解析】选A、D.物体重心的位置与其形状和质量分布有关,B、C错,D正确;物体的重心可以在物体上,也可能在物体之外,A正确.5.(2011·青岛高一检测)画出图中物体A所受重力的示意图.【解析】如图所示答案:见解析图一、选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分)1.关于力的说法,下列结论正确的是()A.只有有生命的物体才会施加力B.受力物体同时也是施力物体C.静止的物体不受力,运动的物体才受力D.只有接触的物体间才可能相互施加力【解析】选B.任何物体受力后都会给施力物体反作用力,A错误,B正确;无论静止的物体还是运动的物体都可以受力,C错误;不直接接触的物体间也可以有作用力,例如磁体间的相互作用,D错误.2.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动;根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置与物体形状和质量分布有关D.物体只有重心受重力作用,其他部分不受重力作用【解析】选A、C.重力作用在物体的各部分,重心是物体的等效作用点,A正确,D错误;重力的方向总是竖直向下的,B错误;物体的形状和质量分布影响物体的重心位置,C正确.3.(2011·蚌埠高一检测)下列关于重力的说法正确的是()A.飞机沿着水平方向飞行时不受重力作用B.质量分布均匀,形状规则的物体的重心一定在物体上C.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的力D.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小于G【解析】选C.地球附近物体都受重力作用,大小与物体运动状态无关,A、D错误.由重力的定义知,C正确.质量分布均匀,形状规则的物体的重心也可能在物体外,如圆环,B错误.4.(2011·济南高一检测)北京时间2010年8月29日晚,中国男篮迎战土耳其男篮世锦赛小组赛第二个对手科特迪瓦队.易建联在一次进攻中将篮球向空中斜抛出去,篮球在空中划过一道弧线进入篮筐.若不计空气阻力,篮球在空中飞行时受力情况是()A.只受重力B.受重力和易建联给球的力C.只受易建联给球的力D.只受篮筐给球的力【解析】选A.易建联刚刚抛球时对球有力的作用,球离开易建联的手后,就没有了相互作用力,B、C错误;篮筐和球接触时才有力的作用,D错误;故篮球在空中飞行时只受重力作用,A正确.5.2010年10月1日,“嫦娥二号”探月卫星按时发射,数天之后“嫦娥二号”变为绕月卫星,关于“嫦娥二号”受力的说法,下列正确的是()A.“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等B.“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小相等C.月球对“嫦娥二号”的引力的效果是改变它的运动状态D.“嫦娥二号”绕月球运行时,不再受重力作用【解析】选A、C.“嫦娥二号”的质量不变.但重力加速度发生了变化,由G=mg可知,“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等,A正确,B、D错误.引力的作用效果是改变物体的运动状态,C正确.二、非选择题(本题共3小题,共25
本文标题:力的物质性力是物体间的相互作用
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