2024-2025學(xué)年高中物理第三章相互作用1重力基本相互作用學(xué)案新人教版必修11

PAGE8-1重力基本相互作用[學(xué)習(xí)目標]1.[物理觀念]知道力的概念及矢量性，會作力的圖示．(重點)2.[科學(xué)思維]了解重力產(chǎn)生的緣由，會確定重力的大小和方向，理解重心的概念．(難點)3.[科學(xué)思維]了解自然界中的四種基本相互作用．一、力和力的圖示1．運動狀態(tài)的變更：物體的運動狀態(tài)用速度來描述．只要物體的速度變更了，不管是大小還是方向變更了，都說這個物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變更．2．力的作用效果(1)使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變更；(2)使物體產(chǎn)生形變．3．力的矢標性：力是矢量，既有大小又有方向．力的大小可以用彈簧測力計測量．國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，符號是N.4．力的表示(1)力的圖示：能表示出力的大小、方向和作用點．(2)力的示意圖：只表示出力的作用點和方向．二、重力1．產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力．2．大小(1)在試驗室中可以用彈簧測力計測量重力的大?。?2)重力的計算公式是G＝mg，公式中G是物體的重力，m是物體的質(zhì)量，g是自由落體加速度．3．方向：總是豎直向下．4．重心(1)定義：重力的等效作用點．(2)重心位置確定因素：物體的形態(tài)和質(zhì)量分布．三、四種基本相互作用1．萬有引力：在宇宙中，相互吸引的作用力存在于一切物體之間，強度隨物體間距離的增大而減弱．2．電磁相互作用：電荷和電荷，磁體和磁體間的相互作用．3．強相互作用：在原子核內(nèi)把質(zhì)子和中子緊密地保持在一起的作用力，它的作用范圍約10－15m，超出這個界限該力已經(jīng)不存在了．4．弱相互作用：在放射現(xiàn)象中起作用的力，作用范圍與強相互作用相同，但強度只有強相互作用的10－6倍．1．思索推斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)力可以離開施力物體或受力物體單獨存在． (×)(2)只有相互接觸的物體間才有力的作用． (×)(3)重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力． (×)(4)重力的方向也可以表述為指向地心． (×)(5)重心是物體重力的作用點，重心肯定在物體上． (×)2．甲、乙兩拳擊運動員競技，甲一拳擊中乙肩部，觀眾可認為甲運動員(的拳頭)是施力物體，乙運動員(的肩部)是受力物體，但在甲一拳打空的狀況下，下列說法中正確的是()A．這是一種只有施力物體，沒有受力物體的特別狀況B．此時的受力物體是空氣C．甲的拳頭、胳膊與自身軀干構(gòu)成相互作用的物體D．以上說法都不正確C[力的作用是相互的，同時存在著施力物體與受力物體，只要有力產(chǎn)生必定存在著施力物體與受力物體，甲運動員擊空了，但在其擊拳過程中，其拳頭、胳膊與軀干的相互作用系統(tǒng)內(nèi)由于相互作用而產(chǎn)生力，故選C.]3．(多選)關(guān)于三角形勻稱薄板的重心，下列說法正確的是()A．薄板三條邊的垂線的交點就是它的重心B．薄板三條邊的中線的交點就是它的重心C．懸掛薄板的細線的延長線肯定通過重心D．薄板三角形三個角平分線的交點就是它的重心BC[薄板三條邊中線的交點是它的重心、垂線和角平分線的交點不是重心，懸掛薄板的細線的延長線肯定通過重心，故B、C正確，A、D錯誤．]力的性質(zhì)和作用效果1．力的三特性質(zhì)性質(zhì)理解物質(zhì)性力是物體對物體的作用，脫離物體而獨立存在的力是不存在的，一個力肯定同時具有受力物體和施力物體相互性物體之間力的作用是相互的，只要一個物體對另一個物體施加了作用力，另一個物體也肯定會對這個物體施加反作用力矢量性力是矢量，不僅有大小，而且有方向2.力的作用效果(1)力的作用效果(2)影響作用效果的要素：力的大小、方向和作用點．(3)作用效果的應(yīng)用：是分析物體是否受力的基本方法．若存在作用效果，說明該力存在；若沒有作用效果，說明該力不存在．[跟進訓(xùn)練]1．下列說法中正確的是()A．“風(fēng)吹草動”，草受到了力，但沒有施力物體，說明沒有施力物體的力也是存在的B．運動員將足球踢出，球在空中飛行是因為球受到一個向前的推力C．甲用力把乙推倒，只是甲對乙有力，而乙對甲沒有力D．兩個物體發(fā)生相互作用不肯定相互接觸D[力是物體對物體的作用，任何力都有它的施力物體和受力物體，風(fēng)吹草動，施力物體是空氣，故A錯；踢出去的球向前運動，并沒有受到向前的推力，因為找不到這個力的施力物體，而沒有施力物體的力是不存在的，故B錯；由力的相互性可知，甲推乙的同時，乙也“推”甲，故C錯；物體發(fā)生相互作用并不肯定相互接觸，如磁鐵之間不須要接觸就有磁力，故D對．]2．關(guān)于力的作用效果，下列說法正確的是()A．物體的運動狀態(tài)發(fā)生變更，肯定受外力的作用B．物體的運動狀態(tài)不發(fā)生變更，肯定不受外力的作用C．物體受力作用后，肯定同時出現(xiàn)形變和運動狀態(tài)發(fā)生變更的現(xiàn)象D．力對物體的作用效果完全由力的大小確定A[物體的運動狀態(tài)發(fā)生變更，肯定是受到了力的作用，但運動狀態(tài)不變并不肯定是沒有受到力的作用，故選項A對，B錯；力的作用效果是使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變更或者是使物體發(fā)生形變，故選項C錯；力的大小、方向、作用點都影響力的作用效果，故選項D錯．]關(guān)于力的理解的兩個誤區(qū)(1)誤認為力可以沒有施力物體或受力物體．事實上力是物體與物體間的相互作用，任何力同時具有施力物體與受力物體．(2)誤認為只有相互接觸的物體間才存在作用力．事實上有些力可以發(fā)生在不接觸的物體間，如重力、磁力等．力的圖示和力的示意圖1．力的圖示與力的示意圖的區(qū)分(1)力的圖示能表示力的三要素，精確表示力時常常用到．(2)力的示意圖只能表示力的作用點和方向，在對物體的受力狀況進行分析時常常用到．2．力的圖示與力的示意圖的畫法作圖步驟力的圖示力的示意圖選標度選定標度(用某一長度表示肯定大小的力)畫線段從作用點起先沿力的方向畫一線段，依據(jù)選定的標度和力的大小按比例確定線段長度從作用點起先沿力的方向畫一適當長度線段標方向在線段的末端標出箭頭，表示方向在線段的末端標出箭頭，表示方向【例1】一個鐵球在空中飛行，所受重力為120N，方向豎直向下．(1)畫出重力的圖示；(2)畫出重力的示意圖，并說明施力物體和受力物體．[解析](1)畫力的圖示．①選定標度．如圖甲所示．例如，選4mm長的線段表示30N的力．②用一圓形表示鐵球，從圓心沿豎直方向向下畫一條線段，線段的長度按選定的標度和力的大小畫，線段上加上刻度．③在線段上加上箭頭表示力的方向．(2)畫力的示意圖．如圖乙所示，用一圓形表示鐵球，從圓心沿豎直方向向下畫一線段，并加上箭頭，表示方向．重力的施力物體是地球，受力物體是鐵球．[答案]見解析力的圖示法口訣要想表示力，方法很簡潔，選好比例尺，再畫一線段，長短表大小，箭頭表方向，留意線尾巴，放在作用點．[跟進訓(xùn)練]3．(多選)一個重20N的物體沿斜面下滑，關(guān)于物體重力的圖示，下列四個圖中正確的是()ABCDAD[依據(jù)重力方向豎直向下和力的大小推斷可知選項A、D正確．]重力及重心的理解1．對重力的理解(1)產(chǎn)生：重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但由于地球自轉(zhuǎn)的影響，重力一般不等于地球?qū)ξ矬w的引力．與引力相比，重力大小略微小一些(兩極除外)，方向略微偏一些(兩極和赤道除外)．(2)大?。篏＝mg，同一物體的重力隨所處緯度的上升而增大，隨海拔高度的增大而減?。?3)方向：豎直向下，除了赤道和兩極，豎直向下并不是指向地球的球心．2．重心的性質(zhì)及確定方法(1)重心的特點：重心是重力的等效作用點，并非物體的其他部分不受重力作用．(2)重心的位置及確定因素①位置：重心的位置可以在物體上，也可以在物體外．②確定因素a．物體質(zhì)量分布狀況．b．物體的形態(tài)．(3)重心位置的確定方法①質(zhì)量分布勻稱、形態(tài)規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上．②形態(tài)不規(guī)則的薄形物體，可用支撐法或懸掛法來確定重心．【例2】(多選)下列關(guān)于“嫦娥二號”受力的說法中正確的是()A．“嫦娥二號”在地球表面受到的重力大小與在月球表面受到的重力大小不相等B．“嫦娥二號”在地球表面受到的重力大小與在月球表面受到的重力大小相等C．月球?qū)Α版隙鸲枴钡囊Φ男Ч亲兏倪\動狀態(tài)D．“嫦娥二號”繞月球運行時，不再受重力作用AC[“嫦娥二號”的質(zhì)量不變，但重力加速度發(fā)生了變更，由G＝mg可知，“嫦娥二號”在地球表面受到的重力大小與在月球表面受到的重力大小不相等，A正確，B、D錯誤．引力的作用效果是變更物體的運動狀態(tài)，C正確．]對重力相識的四個常見錯誤(1)誤認為重力與地球?qū)ξ矬w的引力相同．(2)誤認為重力的方向垂直于支撐面．(3)誤認為重力的重心必在物體上．(4)誤認為重力的大小與物體運動狀態(tài)有關(guān)．[跟進訓(xùn)練]4．把一個薄板狀物體懸掛起來，靜止時如圖所示，則對于此薄板狀物體所受重力的理解，下列說法正確的是()A．重力就是地球?qū)ξ矬w的引力B．重力大小和物體運動狀態(tài)有關(guān)C．重力的方向總是指向地心的D．薄板的重心肯定在直線AB上D[重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，不是地球?qū)ξ矬w的引力，選項A錯誤；重力的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，選項B錯誤；重力的方向豎直向下，選項C錯誤；因為繩對板的拉力與板受的重力為一對平衡力，必在一條直線上，所以薄板的重心肯定在直線AB上，選項D正確．]1．[物理觀念]重力、重心的概念．2．[科學(xué)思維]力的性質(zhì)、效果、力的圖示．3．[科學(xué)探究]“懸掛法”確定物體的重心．1．下列詞語所隱含的物理現(xiàn)象，可用牛頓理論中力的概念和規(guī)律來說明的是()①水滴石穿②鐵杵成針③水中望月④逆風(fēng)揚帆⑤光陰飛逝A．①②③B．③④⑤C．①②④D．①③⑤C[力具有使物體發(fā)生形變和變更運動狀態(tài)兩個效果，水滴石穿、鐵杵成針、逆風(fēng)揚帆均體現(xiàn)了這兩個作用效果，而“水中望月”是光的反射現(xiàn)象，“光陰飛逝”反映了時間的不行逆轉(zhuǎn)性，與力的概念和規(guī)律沒有聯(lián)系．]2．在地球表面的同一個地方，讓一物體處于以下三種狀態(tài)：(1)將物體豎直向上拋出；(2)讓物體自由下落；(3)物體放在水里，它被浮起，比較這三種狀況下物體所受的重力大小，下列說法正確的是()A．第(1)種狀況最小B．第(2)種狀況最小C．第(3)種狀況最小D．這三種狀況物體所受的重力大小相同D[在地球表面的同一個地方，重力加速度g肯定，物體的重力G＝mg，可知同一物體的重力肯定，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，所以這三種狀況物體所受的重力大小相同．故A、B、C錯誤，D正確．]3．有一質(zhì)量勻稱分布的圓形薄板，若將其中心挖掉一個小圓．則薄板的余下部分()A．重力減小，重心隨挖下的小圓板移走了B．重力和重心都沒變更C．重力減小，重心位置沒有變更D．重力減小，重心不存在了C[挖掉一個小圓后，薄板質(zhì)量變輕，重力減小了，因質(zhì)量分布勻稱、有規(guī)則外形的物體的重心在其幾何中心上，故重心位置不變，C正確．]4．如圖所示，物體A對物體B的壓力是10N，