2019-2020学年高中物理 第三章 1 重力 基本相互作用课件 新人教版必修1

第三章相互作用1重力基本相互作用1.了解力是物体对物体的作用,力的作用是相互的,认识力能使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。2.知道力的三要素,会画力的图示和力的示意图。3.知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。4.知道物体重心的含义。5.知道重力产生的原因及其定义。一二三一、力和力的图示运动状态的变化:只要一个物体的速度变化了,不管是其大小还是方向改变了,都说这个物体的运动状态发生了变化物体的形变:在外界的作用下,物体的体积或形状发生的变化力:物体与物体之间的相互作用,力是改变物体的运动状态或使物体发生形变的原因力的作用效果:改变物体的运动状态,或使物体发生形变一二三力的矢量性:力是矢量,它不但有大小,而且有方向。力的大小可以用弹簧测力计测量。在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号N力的三要素:大小、方向和作用点力的图示:用一根带箭头的线段表示力的大小和方向,线段是按一定的比例(标度)来画出的,它的长短表示力的大小,它的指向表示力的方向力的示意图:用一根带箭头的有向线段表示力的大小和方向,只表示物体在这个方向上受到了力,线段长度不严格表示力的大小一二三提示:甲图说明球的运动状态改变了;乙图说明竹子发生了形变。原因是球和竹子受到了力的作用。甲、乙两图分别说明了什么问题?发生如图所示的现象的原因是什么?一二三二、重力产生:由于地球的吸引而使物体受到的力,施力物体是地球大小:跟物体的质量成正比,即𝐺=𝑚𝑔,式中𝐺、𝑚、𝑔的单位分别是N、kg、N/kg方向:重力的方向总是竖直向下的作用点:重心定义:一个物体各部分都受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点称为重心决定因素:取决于物体的形状和质量分布位置:可以在物体上,也可以在物体外部;质量分布均匀、形状规则的物体,重心在其几何中心温馨提示重力的方向竖直向下,是指与水平面垂直向下。一二三台秤水平放置,如图所示,静止在其上面的物体对秤的压力就是物体的重力吗?提示:不是。物体对秤的压力和物体的重力大小相等、方向相同,但施力物体和受力物体不同,作用点也不同。一二三三、四种基本相互作用自然界中的四种基本相互作用是万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。一二三一、对力的正确理解物质性力是物体对物体的作用,力不能离开物体而独立存在,每个力的产生必须同时联系两个物体,即施力物体和受力物体相互性物体之间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体,力总是成对出现的,且物体间的这一对力总是同时产生、同时消失、同时变化,不存在先后关系矢量性力是矢量,力不仅有大小,而且有方向同时性两物体间发生力的作用时,相互作用的一对力是同时发生的,它们同时产生,无先后之分,无主动与被动之分独立性任何一个力都独立地产生作用效果,使物体发生形变或使物体运动状态发生变化一二三温馨提示在力学中,我们的研究对象是“受力物体”。在谈到一个具体的力时,首先应该强调受力物体,其次再指出施力物体。在以后的学习中,当我们研究物体在力的作用下运动变化的规律时,重要的是明确研究对象(受力物体)受到的力。一二三二、力的图示和力的示意图步骤力的图示力的示意图1选定标度(用多长线段表示多少牛的力)无需选标度2从作用点沿力的方向画一线段,线段长短按选定的标度和力的大小画出,线段上加刻度从作用点开始沿力的方向画一适当长度的线段3在线段上加箭头,表示力的方向在线段上加箭头,表示力的方向一二三温馨提示力的图示与力的示意图是不同的。力的图示不仅要表示出力的作用点和力的方向,还要表示出力的大小,而力的示意图只要表示出力的作用点和力的方向就行了。因此,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;而在力的示意图中,对表示力的有向线段的长度就没有如此严格的要求。在对物体进行受力分析时,一般只需画出力的示意图。一二三三、对重力与重心的理解1.重力(1)重力的性质。①地球上的物体都受到重力作用,不论质量大小,也不论有无生命。②重力是非接触力,同一物体在空中运动或静止时所受重力相等。③重力的施力物体是地球。一二三(2)重力的大小: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。重力与质量的关系是G=mg,g是自由落体加速度,通常取g=9.8m/s2。①g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。②g值会随海拔的改变而改变。在同一纬度处,高度越大,g值越小,因此同一物体所受重力随高度增加而减小。一二三(3)重力的方向。①重力的方向总是竖直向下的,可利用铅垂线确定其方向,如图所示。“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(这一点同学们学必修2中相关内容时会明白)。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。一二三(4)重力的测量。在实验室里,重力的大小可以用弹簧测力计测量;工业上用电子吊秤、电子地秤等称更重的物体。测量原理:根据二力平衡知识可知,静止时物体的重力与所受测力计的弹力大小相等。测量条件:物体处于平衡状态。一二三2.对重心的理解(1)重心是一个等效作用点:一个物体的各个部分都分别受到重力的作用,从效果上看,可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点,即物体的重心,如图所示,引入重心的概念,整个物体就可以用一个有质量的点来代替,从而使所研究的问题大大简化。要注意重心并非物体上最重的点,也并非只有这一点才受到重力的作用。一二三(2)物体重心的位置跟物体的形状和质量分布都有关系。(3)重心的位置可能在物体上,也可能不在物体上。关于重心的位置,要通过实例分析,弄明白物体的重心可能在物体上,也可能在物体外;物体发生形变时,它的重心位置可能会发生变化。均匀直棒弯成圆环与曲尺状后重心的变化如图所示。一二三(4)悬挂法确定薄板重心的原理。原理:二力平衡时,两个力等大反向。方法:薄板状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,物体所受的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。类型一类型二类型三类型一对力的概念的理解【例题1】(多选)关于力的说法正确的是()A.力是物体对物体的作用B.若一物体是施力物体,则该物体一定同时也是受力物体C.只有互相接触的物体间才存在相互作用力D.磁铁间有作用力,说明力可以离开物体而独立存在解析:力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而单独存在,这是力的物质性。只要有力的作用,就一定同时存在施力物体和受力物体,但两者具有相对意义,因为力的作用是相互的,施力物体同时也将受到力的作用,是受力物体,直接接触的物体间可能产生力的相互作用,不接触的物体间也可能产生力的相互作用,如磁铁与磁铁之间、物体与地球之间都存在相互作用。故本题中选项A、B正确,选项C、D错误。类型一类型二类型三答案:AB题后反思力是物体间的相互作用,一方面说明了力不能脱离物体而单独存在,另一方面说明了力作用的相互性,一个物体既是施力物体,同时也是受力物体。类型一类型二类型三类型二力的表示方法【例题2】如图所示,静止木块对桌面的压力为6N。试画出压力的图示,并说明施力物体和受力物体;画出木块所受重力和支持力的示意图。点拨:画力的图示首先要选定标度,根据题中所给的数据,确定用多长的标度来表示多大的力。画力的示意图对力的标度没有严格要求,但力的方向和力的相对大小不能画错。类型一类型二类型三解析:画力的图示时,要严格按照以下步骤进行:(1)选标度:本题中选如答案图所示的线段表示3N的力。(2)从作用点沿力的方向画一线段,线段上加上标度。如答案图甲所示,从O点竖直向下画一条2倍于标度的线段。(3)线段上加箭头表示力的方向。(4)压力的作用点应画于桌面上。画力的示意图时,对线段的长短没有严格要求,只需画出力的作用点和方向。类型一类型二类型三答案:压力的图示如图甲所示,压力的施力物体是木块,受力物体是桌子;木块所受重力和支持力的示意图如图乙。题后反思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。类型一类型二类型三类型三对重心的理解【例题3】关于重力和重心,下列说法正确的是()A.当物体漂浮在水面上时重力会减小B.放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力C.物体的重心位置总是在物体的几何中心上D.物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变解析:重力来源于地球对物体的引力,与物体是否漂浮在水面上无关,A错误;放置在水平面上的物体对水平面的压力是弹力,是由于物体形变而引起的,B错误;重心位置取决于物体的形状和质量分布情况,只有形状规则、质量分布均匀的物体,重心才在物体的几何中心上,C错误,D正确。答案:D类型一类型二类型三题后反思(1)重力大小取决于物体的质量和g值,与是否受其他力及运动状态无关。(2)影响重心位置的不是其所处位置、放置方式及运动状态,而是形状与质量分布。