3.1-重力--基本相互作用

2021/3/292021/3/291．力是物体与物体之间的相互作用。力的三要素：大小、方向、作用点。2．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。重心的位置与物体的形状和质量分布有关，物体的重心不一定在物体上。3．自然界有四种基本相互作用，分别是：万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。2021/3/292021/3/291．运动状态的变化物体的运动状态用速度来描述。只要物体的速度变化了，不管是还是改变了，都说这个物体的运动状态发生了变化。2．力(1)定义：物理学中把物体与物体之间的相互作用称做力。[自学教材]大小方向2021/3/29(2)作用效果：①使物体的运动状态发生变化②使物体产生形变3．力的标矢性力是矢量，既有又有，力的大小可以用测力计测量。国际单位制中，力的单位是，简称牛，符号是N。大小方向牛顿2021/3/294．力的三要素、和。5．力的表示(1)力的图示：能表示出力的、和。(2)力的示意图：只表示出力的和。大小方向作用点大小方向作用点作用点方向2021/3/29[重点诠释]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。2021/3/29(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。2021/3/292．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。2021/3/293．力的图示和力的示意图的比较作图步骤力的图示力的示意图1选定标度(用某一长度表示一定的力的大小)无需选标度2从作用点开始沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段即可3在线段的末端标出箭头，表示方向在线段末端标出箭头，表示方向2021/3/29[特别提醒](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。(3)画出一物体受到的不同力时要用同一标度。2021/3/291．关于力的作用效果的叙述中，正确的是()A．物体的运动状态发生变化，一定受外力的作用B．物体的运动状态不发生变化，一定不受外力的作用C．物体受力作用后，一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象D．力对物体的作用效果完全由力的大小决定2021/3/29解析：物体运动状态发生改变，一定受到了力的作用，但运动状态不变并不一定没有受到力的作用，力的作用效果是使物体运动状态发生改变或者是使物体发生形变。力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果。答案：A2021/3/291．重力的产生(1)由于的吸引而使物体受到的力。(2)重力的施力物体是。2．重力的大小(1)重力的大小跟物体的成正比，即G＝。(2)测量：用测力计悬挂被测物体，当处于状态时，测力计示数即为其重力大小。[自学教材]地球地球质量mg竖直静止2021/3/293．重力的方向总是。4．重心物体的各部分都受重力作用，从上看可认为各部分所受到的重力作用，即为物体的重心。5．决定物体重心位置的因素(1)物体的；(2)物体的。竖直向下效果集中于一点形状质量分布2021/3/29[重点诠释]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)重心在物体上的位置与物体所处的位置、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。2021/3/29(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。2021/3/292．关于物体重心，下列说法不正确的是()A．物体的重心有可能不在物体上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，其重心在体内位置不变2021/3/29解析：物体的重心不一定在物体上，故A对；用线悬挂物体时，当物体静止时，悬线的方向一定通过重心，B正确；重心在物体上的位置与物体所处的位置、放置状态及运动状态无关，C正确；舞蹈演员在做各种动作时重心发生变化，D错。答案：D2021/3/291．万有引力相互吸引的作用存在于一切物体之间，相互作用的强度随距离增大而减弱。物理学中称其为。重力是万有引力在地球表面附近的一种表现。2．电磁相互作用间的相互作用，间的相互作用，本质上是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用称为电磁相互作用。[自学教材]万有引力电荷磁体2021/3/293．强相互作用这种作用发生在的内部，距离增大时，强相互作用急剧减小，它的作用范围只有约10－15m，超过这个界限，这种相互作用实际上已经不存在了。4．弱相互作用在现象中起作用的基本相互作用，作用范围也很小，强度只有强相互作用的10－12倍。原子核放射2021/3/29[重点诠释]引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用，这两种力是长程力，但是电磁力要比引力强得多。强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在原子核尺度内，在宏观世界里不能觉察到它们的存在。2021/3/293．下列说法中错误的是()A．自然界中所有的相互作用力都可归纳为四种基本相互作用B．在四种基本相互作用中，万有引力是最弱的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．万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力2021/3/29解析：在当前的研究水平上，可以认为自然界所有的相互作用归纳为四种，A正确；在四种基本相互作用中，万有引力是最弱的，B正确；随着研究的深入，已经发现了几种基本相互作用之间的统一关系，如“弱电统一”，四种基本相互作用最终有可能统一为一种最基本的相互作用，C错误；万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力，D正确。答案：C2021/3/292021/3/29[例1]如图3－1－1所示，物体A对物体B的压力是10N，试画出这个力的图示和示意图。[思路点拨]选标度→画线段→加箭头图3－1－12021/3/29[解析]画力的图示，要严格按照以下步骤进行。(1)选定标度：此题选2mm长的线段表示2N的力。(2)从力的作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示，从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度的线段；2021/3/29(3)在线段上加箭头表示力的方向。画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明FN＝10N即可，如图丙所示。[答案]见解析2021/3/29(1)在作力的图示时应恰当地找到力的作用点，同时所选标度一定要适宜，线段不宜过长也不宜过短，线段上的刻度不能过少也不能太多太密，一般取2～5段为宜。(2)在画力的示意图时不能以为线段越长表示的力越大。［借题发挥］2021/3/291．如图3－1－2所示，所画的重力示意图错误的是(物体均静止，重力为G)()图3－1－2解析：重力的方向应是竖直向下，故A错。答案：A2021/3/29[例2]如图3－1－3所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，在水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会()A．一直下降B．一直上升C．先升高后降低D．先降低后升高[审题指导]解答本题应把握以下几点：(1)装满水时和水流完时，重心均在球心。(2)判断水流出后重心如何变化。图3－1－32021/3/29[解析]当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心。随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心也下降；后来一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心却升高；最后，水流完时，重心又回到球心。故球壳和水的共同重心先降低后升高，选项D正确。[答案]D2021/3/29重心作为物体重力的等效作用点并不是物体上最重的点。重心与物体的质量分布有关，当质量分布发生变化时其重心位置也要发生变化。［借题发挥］2021/3/292．下列关于重力和重心的说法中正确的是()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．任何形状规则的物体，它的重心都在其几何中心上D．重心是重力的等效作用点，可以在物体上也可在物体外2021/3/29解析：物体所受的重力是由于地球的吸引而产生的，一般不等于地球对物体的吸引力，其方向也不一定垂直于支持面，A项错；天平测的是物体的质量，B项错；重心位置不仅与物体的几何形状有关，还与质量分布有关，C项错；由重心的性质及其特点可知D项正确。答案：D