重力基本相互作用

1編輯ppt本章綜述本章講述的是有關(guān)“力”的基礎(chǔ)知識(shí)，是學(xué)習(xí)靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)所必需的預(yù)備知識(shí)，也是學(xué)習(xí)整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)和準(zhǔn)備．“重心”概念的引入，把實(shí)際作用于整個(gè)物體各部分的重力等效為作用于重心的一個(gè)力；“力的圖示”是把物體“用一個(gè)點(diǎn)代表”來(lái)等效處理，滲透物理思想和物理方法．“力的合成與分解”對(duì)合力與分力之間的等效處理深化了等效替代思想．2編輯ppt本章內(nèi)容多與數(shù)學(xué)、生物、建筑、體育及航空、航天等學(xué)科相聯(lián)系，如人體骨骼、肌肉結(jié)構(gòu)有關(guān)的力學(xué)原理，建筑物的受力平衡，體育運(yùn)動(dòng)中的舉重、雜技等受力分析，以及航天器在不同運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力問(wèn)題等．本章以研究力的概念開始，圍繞三種重要性質(zhì)的力：重力、彈力、摩擦力產(chǎn)生條件和性質(zhì)，然后對(duì)物體進(jìn)行受力分析，并應(yīng)用平行四邊形定則對(duì)力進(jìn)行處理．學(xué)習(xí)過(guò)程中要掌握四個(gè)概念，兩個(gè)定則．四個(gè)概念：力、重力、彈力、摩擦力．兩個(gè)定則：平行四邊形定則、三角形定則．3編輯ppt主要內(nèi)容課標(biāo)要求重點(diǎn)難點(diǎn)關(guān)鍵力和矢量重力彈力摩擦力力的合成力的分解①區(qū)分矢量與標(biāo)量；②理解重力、彈力、摩擦力產(chǎn)生條件及基本性質(zhì)；③會(huì)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力；④理解平行四邊形定則及三角形定則；⑤知道共點(diǎn)力的平衡條件．②③④③④④主要內(nèi)容、課標(biāo)要求、重點(diǎn)、難點(diǎn)及關(guān)鍵4編輯ppt對(duì)于本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，不但要熟練掌握基本概念和規(guī)律，同時(shí)要把握知識(shí)間內(nèi)在的聯(lián)系，形成知識(shí)體系，這樣才能抓住重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，做到融會(huì)貫通、舉一反三，最終達(dá)到熟練掌握、靈活應(yīng)用的目的．在學(xué)習(xí)中建議：5編輯ppt1．在學(xué)習(xí)三種常見(jiàn)力時(shí)，應(yīng)當(dāng)多與生活中的事例相結(jié)合，在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上正確建立這些力的概念，比如，靜摩擦力的大小、方向、產(chǎn)生或消失都會(huì)隨其他力的變化而變化；對(duì)于彈力的學(xué)習(xí)，要通過(guò)具體實(shí)例的分析、練習(xí)，掌握各種常見(jiàn)的彈力如拉力、壓力、支持力的方向，特別是輕桿的彈力．關(guān)于彈簧的彈力大小，遵循胡克定律，要求定量分析．6編輯ppt2．在理解和掌握各種常見(jiàn)力的基礎(chǔ)上，多做一些受力分析的習(xí)題，在練習(xí)中要注意養(yǎng)成良好的受力分析習(xí)慣，提高受力分析的正確性、規(guī)范性．在練習(xí)中掌握建立物理模型的方法(把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理問(wèn)題)，掌握受力分析的方法(整體法和隔離法)以及處理力的合成與分解問(wèn)題的方法(力的圖示法、代數(shù)計(jì)算法、正交分解法等)提高理解能力、推理能力、分析綜合能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力．7編輯ppt3．培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣；應(yīng)用歸納、比較、類比的方法對(duì)知識(shí)進(jìn)行整合，弄清知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，形成有序的知識(shí)結(jié)構(gòu)；積極主動(dòng)地進(jìn)行探究性的學(xué)習(xí)和思考．如：學(xué)習(xí)彈力的概念時(shí)，要注意理解彈力產(chǎn)生的本質(zhì)原因．8編輯ppt9編輯ppt知識(shí)與技能1．知道力是物體間的相互作用．2．知道重力和重心的概念．3．掌握力的圖示方法，會(huì)畫力的示意圖．過(guò)程與方法通過(guò)事實(shí)和現(xiàn)象去體會(huì)、感受、表述力的存在．情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)玩具“不倒翁”和古代汲水瓶體驗(yàn)學(xué)習(xí)物理的樂(lè)趣．10編輯ppt如下圖甲所示，直升機(jī)通過(guò)螺旋槳的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠在空中飛行；如圖乙所示，跳高運(yùn)動(dòng)員越橫桿的姿勢(shì)經(jīng)歷了幾種變遷，最終大多采取“背越式”的姿勢(shì)．甲乙11編輯ppt在真空中，直升機(jī)能否飛行？采取背越式比跨越式有何優(yōu)點(diǎn)？12編輯ppt1．力的概念力是物體與物體之間的相互作用．2．力的特征(1)力的物質(zhì)性力不能離開物體而獨(dú)立存在，無(wú)論是什么物體，它都要受到力的作用；而只要有力的存在，就必須有施力物體和受力物體．13編輯ppt特別提醒：相互作用的兩個(gè)物體誰(shuí)是施力物體誰(shuí)是受力物體是相對(duì)的，和所選研究對(duì)象有關(guān)，當(dāng)其中一個(gè)是受力物體時(shí)，另一個(gè)就是施力物體．(2)力的效果性力的效果性可以體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化即物體速度的變化．不管是速度的大小還是方向發(fā)生變化，都說(shuō)這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化；②物體形狀的變化．當(dāng)我們用手壓鋸條的時(shí)候，鋸條變彎，我們就說(shuō)鋸條發(fā)生了形狀的變化．14編輯ppt(3)力的相互性力存在于施力物體和受力物體之間，力的作用是相互的，施力物體同時(shí)也一定是受力物體．我們將兩個(gè)物體之間的作用力稱為作用力與反作用力．(4)力的矢量性力是矢量，力既有大小，又有方向．力的方向不同，作用效果往往不同．所以，要把一個(gè)力完整地表示出來(lái)，既要說(shuō)明力的大小又要說(shuō)明力的方向．15編輯ppt(5)力的瞬時(shí)性力可以發(fā)生突變，既可以瞬間產(chǎn)生，也可以瞬間消失．(6)力的三要素力的大小、方向、作用點(diǎn)，共同稱為力的三要素．16編輯ppt3．力的圖示(1)力的測(cè)量：力的大小可以用測(cè)力計(jì)(彈簧秤)測(cè)量．(2)力的單位：國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)是N.(3)力的圖示：物理學(xué)中用一根有向線段來(lái)形象、直觀地表示力，線段的長(zhǎng)度表示力的大小，箭頭的指向表示力的方向，用箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)，這種表示力的方法叫做力的圖示．17編輯ppt畫力的圖示的步驟：①選定標(biāo)度(用多長(zhǎng)的線段表示多少牛的力)．選標(biāo)度應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)，一般情況下，線段應(yīng)分為2～5段，不宜太多，太多了圖示不清晰；也不可太少，不能少于2段．②從作用點(diǎn)沿力的方向畫一線段，根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段的長(zhǎng)度，并在線段上加刻度．不能用不同標(biāo)度畫同一物體所受的不同的力．③在線段的一端加箭頭表示力的方向，箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)，線段所在的直線叫做力的作用線．18編輯ppt4．力的示意圖力的示意圖是一種粗略表示力的方法，只畫出物體受到的力及力的方向，不需要選定標(biāo)度確定有向線段的長(zhǎng)度．19編輯ppt特別提醒：力的圖示與力的示意圖不同，它不僅需要表示物體受哪些力的作用及力的方向如何，而且需要選定標(biāo)度嚴(yán)格畫出線段的長(zhǎng)度．20編輯ppt1．重力(1)定義：由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力．(2)重力的大小：重力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系是G＝mg，通常取g＝9.8N/kg，即1kg的物體所受重力為9.8N.可用測(cè)力計(jì)(如彈簧秤)測(cè)量重力．(3)重力的方向：重力的方向總是豎直向下的．豎直向下不能說(shuō)成垂直向下．重力是垂直于水平面向下．21編輯ppt特別提醒：(1)重力是非接觸力；(2)重力的施力物體是地球；(3)物體所受的重力與物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及是否受到其他力無(wú)關(guān)；(4)重力不一定等于地球?qū)λ奈Γ?5)重力隨緯度的升高而增大；(6)重力隨離地高度的增加而減小．22編輯ppt2．重心(1)定義：一個(gè)物體的各部分都受到重力的作用，從效果看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力集中作用于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心．(2)質(zhì)量分布均勻的物體的重心位置只跟物體的形狀有關(guān)．形狀規(guī)則的質(zhì)量分布均勻物體的重心在其幾何中心．質(zhì)量分布不均勻的物體重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量的分布均有關(guān)系．23編輯ppt特別提醒：(1)質(zhì)量分布均勻的物體，它的重心位置只跟物體的形狀有關(guān)．若物體的形狀是中心對(duì)稱的，對(duì)稱中心就是重心．(2)質(zhì)量分布不均勻的物體，重心位置除跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體的質(zhì)量分布情況有關(guān)．如：起重機(jī)的重心位置隨吊升貨物的多少和位置的變化而變化．24編輯ppt(3)對(duì)于形狀不規(guī)則，但體積和形狀固定的物體(即重心位置不變的物體)可以利用二次懸掛法來(lái)找它的重心．例如：尋找形狀不規(guī)則的薄板的重心，具體做法是：①如圖甲所示，第一次在薄板的A點(diǎn)用線把它懸掛起來(lái)，當(dāng)薄板靜止時(shí)，用筆和刻度尺在薄板面上畫出懸線的延長(zhǎng)線AB；②如圖乙所示，第二次在薄板的C點(diǎn)再一次用線把它懸掛起來(lái)，并畫出此次懸線的延長(zhǎng)線CD；③根據(jù)重力的作用點(diǎn)在物體的重心，并借助“二力平衡”的知識(shí)可知，AB與CD的交點(diǎn)O即為此薄板的重心．25編輯ppt(4)物體的重心可以不在物體上．由于重心是一個(gè)等效作用點(diǎn)，它可以不在物體上．例如：質(zhì)量分布均勻的球殼，其重心在球心，并不在殼體上．26編輯ppt1．萬(wàn)有引力作用萬(wàn)有引力作用是自然界的一種基本相互作用，行星與恒星能聚在一起組成星系，靠的正是這種作用．2．電磁相互作用電荷間的相互作用、磁體間的相互作用，本質(zhì)上是同一種相互作用的不同表現(xiàn)(這方面的詳細(xì)知識(shí)在后面將進(jìn)一步學(xué)習(xí))，這種作用就是電磁相互作用．27編輯ppt3．強(qiáng)相互作用質(zhì)子間存在斥力，但質(zhì)子和中子卻能組成原子核，說(shuō)明原子核內(nèi)有一種強(qiáng)大的相互作用——強(qiáng)相互作用存在．強(qiáng)相互作用的作用范圍約為10－15m.4．弱相互作用放射現(xiàn)象(后面將進(jìn)一步學(xué)習(xí))的發(fā)現(xiàn)，證明了在原子核內(nèi)還有一種基本的相互作用——弱相互作用．弱相互作用的范圍與強(qiáng)相互作用相同，但強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的10－12倍．28編輯ppt例1下列說(shuō)法正確的是 ()A．拳擊手一拳擊出，沒(méi)有擊中對(duì)方，這時(shí)只有施力物體，沒(méi)有受力物體B．運(yùn)動(dòng)員將足球踢出，球在空中飛行是因?yàn)榍蚴艿揭粋€(gè)向前的推力C．甲用力把乙推倒，說(shuō)明只是甲對(duì)乙有力，而乙對(duì)甲沒(méi)有力D．兩個(gè)物體發(fā)生相互作用不一定相互接觸答案：D29編輯ppt分析：力是物體對(duì)物體的作用，有力的產(chǎn)生必定同時(shí)有施力物體和受力物體，利用力的相互性和物質(zhì)性可以判斷一個(gè)力是否存在．30編輯ppt解析：31編輯ppt規(guī)律總結(jié)：對(duì)力的概念可以從以下幾個(gè)方面理解：(1)力是物體對(duì)物體的相互作用，談到一個(gè)力必然有施力物體和受力物體，一個(gè)物體是施力物體，必然也同時(shí)是受力物體．(2)力作用在物體上所產(chǎn)生的效果是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和使物體發(fā)生形變．(3)發(fā)生相互作用的兩個(gè)物體，既可以直接接觸，也可以不直接接觸．32編輯ppt變式訓(xùn)練1關(guān)于力的概念，下列說(shuō)法中正確的是()A．力是使物體發(fā)生形變和改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因B．一個(gè)力必定聯(lián)系著兩個(gè)物體，其中每個(gè)物體既是施力物體又是受力物體C．只要兩個(gè)力的大小相等，它們產(chǎn)生的效果一定相同D．兩個(gè)物體相互作用，其相互作用力可以是不同性質(zhì)的力答案：AB33編輯ppt解析：要通過(guò)實(shí)例加深對(duì)力的概念的理解，注意力的物質(zhì)性、相互性、力的三要素及作用效果．從力的基本概念出發(fā)作出判斷．根據(jù)力的兩個(gè)作用效果，可知選項(xiàng)A正確．根據(jù)力的相互性，可知選項(xiàng)B正確．根據(jù)力的三要素，可知力的作用效果不僅與力的大小有關(guān)，還與力的方向和作用點(diǎn)的位置有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．相互作用力一定是同一性質(zhì)的力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．可見(jiàn)，正確選項(xiàng)為A、B.34編輯ppt例2一個(gè)鐵球在空中飛行，所受重力為120N，方向豎直向下，試畫出重力的圖示和示意圖，并說(shuō)明施力物體和受力物體．35編輯ppt解析：要嚴(yán)格按以下步驟畫力的圖示．(1)選定標(biāo)度：選1cm長(zhǎng)的線段表示30N的力；(2)用一矩形表示物體，從作用點(diǎn)沿力的方向畫一線段，線段的長(zhǎng)度按選定的標(biāo)度和力的大小畫，線段上加上刻度，如下圖甲所示，從O點(diǎn)豎直向下畫一條4倍于標(biāo)度(4cm)的線段；36編輯ppt(3)在線段上加上箭頭表示力的方向．也可以按照如圖乙所示那樣，不畫物體，而用O點(diǎn)表示物體，畫出力F的圖示．畫力的示意圖．如圖丙所示，用一矩形表示物體，從物體上向力的方向畫一線段，并加上箭頭，表示方向．然后標(biāo)明F＝120N即可．這個(gè)重力的施力物體是地球，受力物體是鐵球．37編輯ppt規(guī)律總結(jié)：(1)畫力的圖示時(shí)一定要先選定合適的標(biāo)度，并且同一個(gè)圖中只能選定一個(gè)標(biāo)度，力的圖示一定要把力的三要素充分體現(xiàn)出來(lái)．(2)力的示意圖只是粗略地分析物體受到的某個(gè)力或幾個(gè)力．只注重力的方向和作用點(diǎn)，對(duì)力的大小表示沒(méi)有嚴(yán)格要求，在以后對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，只畫力的示意圖就可以了．注意要把各力的作用點(diǎn)畫在物體上．38編輯ppt變式訓(xùn)練2在圖甲中木箱的P點(diǎn)，用與水平方向成30°角斜向上的150N的力拉木箱；在圖乙中木塊的Q點(diǎn)，用與豎直方向成60°角斜向上的20N的力把木塊抵在墻壁上，試作出甲、乙兩圖中所給力的圖示，并作出圖丙中電燈所受重力和拉力的示意圖．39編輯ppt答案：甲圖：選6mm線段表示50N的力．40編輯ppt乙圖：選1cm線段表示10N的力．丙圖：41編輯ppt例3關(guān)于重力的概念，下列說(shuō)法中正確的是 ()A．重力的施力物體是地球B．重力的方向總是垂直向下的C．重力的大小可以用彈簧測(cè)力計(jì)和桿秤直接測(cè)量D．把物體放在水平支持物上，靜止時(shí)物體對(duì)水平支持物的壓力就是物體受到的重力答案：A42編輯ppt解析：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，它的施力物體是地球；它的方向總是豎直向下的，不是垂直向下的；重力的大小可以用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量，而桿秤直接測(cè)量的是質(zhì)量，而不是重力；重力和壓力的施力物體和受力物體不同，性質(zhì)也不同，所以不是同一個(gè)力．43編輯ppt規(guī)律總結(jié)：對(duì)于重力概念的把握，主要從以下方面入手：(1)重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，但地球引力并非重力，它只是重力產(chǎn)生的原因．(2)重力的方向豎直向下，其大小G＝mg.(3)重力的大小可借助二力平衡，利用彈簧秤測(cè)出．44編輯ppt變式訓(xùn)練3關(guān)于重力的說(shuō)法，正確的是 ()A．重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力B．只有靜止的物體才受到重力C．同一物體在地球上無(wú)論怎樣運(yùn)動(dòng)都受到重力D．重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的答案：CD45編輯ppt解析：地球?qū)ξ矬w的吸引力是產(chǎn)生重力的原因，但不等同于重力，故D正確而A錯(cuò)誤．只要物體在地球表面或地球表面附近，物體就一定要受到重力作用，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故C正確，B錯(cuò)誤．46編輯ppt例4有一質(zhì)量分布均勻鐵鏈長(zhǎng)L，原來(lái)放在地面上，現(xiàn)在將鐵鏈豎直向上剛好拉直，它的重心位置升高了多少？使一塊邊長(zhǎng)為a的均勻立方體繞著自己的一個(gè)棱翻轉(zhuǎn)，當(dāng)它的對(duì)角線剛好與地面垂直時(shí)，其重心位置升高了多少？47編輯ppt48編輯ppt49編輯ppt規(guī)律總結(jié)：分析重心位置的步驟(1)以所給物體為研究對(duì)象，了解其質(zhì)量分布的情況及幾何形狀．(2)對(duì)質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，其重心在物體的幾何中心上．(3)對(duì)于薄板型的物體可利用懸掛法確定．(4)若物體的質(zhì)量分布或幾何形狀改變，物體的重心位置可能變化，注意重心位置不一定在物體上．50編輯ppt變式訓(xùn)練4如右圖所示，一飲料杯裝滿水，杯子的底部有一小孔，在水從小孔不斷流出的過(guò)程中，杯連同杯中水的共同重心將 ()A．一直下降 B．一直上升C．先升后降 D．先降后升答案：D51編輯ppt解析：水杯的重心位置是不變的，水不斷流出，則水的重心不斷下降，故整體的重心在不斷下降，降到一定位置后又會(huì)上升．也可用極限思維方法來(lái)研究：設(shè)想水流盡，則整體的重心就是杯的重心，故共同重心是先降后升，所以D正確．52編輯ppt一、力是__________作用；力的三要素是__________；力的作用效果有__________和__________．二、重力是由于__________；重力的大小可以用__________來(lái)測(cè)量；重力的方向總是__________；重力的作用點(diǎn)叫做__________．53編輯ppt三、力的分類：(1)根據(jù)力的__________分類，常見(jiàn)的有重力、彈力、摩擦力、電磁力、核力等等；(2)根據(jù)力的__________劃分，常見(jiàn)的有拉力、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力等等．四、重力與質(zhì)量的關(guān)系：地面上同一位置處，物體的重力大小G與物體的質(zhì)量m成正比，即G＝mg，常取g值為__________N/kg.五、從17世紀(jì)下半葉到20世紀(jì)初，逐漸被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并認(rèn)識(shí)的四種相互作用力分別是：__________、__________、__________、__________.54編輯ppt自主校對(duì)：一、物體間的相互大小、方向、作用點(diǎn)使物體的形狀發(fā)生改變使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變二、地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下重心三、(1)性質(zhì)(2)作用效果四、9.8五、萬(wàn)有引力電磁相互作用強(qiáng)相互作用弱相互作用55編輯ppt1．下列說(shuō)法正確的是 ()A．靜止不動(dòng)的物體，一定不受任何力的作用B．物體的形狀沒(méi)有改變，說(shuō)明該物體一定不受力的作用C．物體的運(yùn)動(dòng)方向改變了，則該物體一定受到力的作用D．只有運(yùn)動(dòng)物體才會(huì)受到力的作用答案：C56編輯ppt解析：物體受到力的作用，可能使物體形狀發(fā)生改變，也可能使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，C正確．57編輯ppt2．關(guān)于重心的位置，下列說(shuō)法正確的是 ()A．物體升高或降低時(shí)，重心在物體上的位置也要升高或降低B．物體的形狀改變時(shí)，其重心位置必定也要改變C．物體的重心在物體上的位置隨物體的放置方法不同而不同D．物體升高、降低或放置方法改變，重心在物體上的位置都不變答案：D58編輯ppt解析：確定的物體的重心在物體上的位置不變，故D正確，A、C錯(cuò)誤；物體的形狀改變時(shí)，重心的位置不一定改變，B錯(cuò)誤．59編輯ppt3．如圖所示，質(zhì)量為2kg的物體m靜止在水平地面上，受到兩個(gè)力的作用：重力和支持力，則：(1)此物體有幾個(gè)施力物體，它們分別是什么物體？(2)如果支持力等于重力，且重力大小為20N，試畫出支持力的圖示．60編輯ppt解析：(1)據(jù)題圖可知，物體受兩個(gè)力作用：重力和支持力．其中，重力的施力物體為地球，支持力的施力物體是地面．此物體可以說(shuō)是有兩個(gè)施力物體．(2)因?yàn)橹亓＝20N，而支持力等于重力，顯然，支持力大小為F＝20N，方向豎直向上．作出標(biāo)度如圖中所示，4mm代表5N，作出支持力的圖示．61編輯ppt62編輯ppt飲水鳥中國(guó)古代玩具“飲水鳥”早已失傳多年，這兩年才被重新發(fā)現(xiàn)．63編輯ppt根據(jù)前蘇聯(lián)