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1

PAGEPAGE111重力基本相互作用[學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]物理觀念：1.知道力的概念、三要素和作用效果.2.了解重力的產(chǎn)生緣由，明確重力的方向，理解重心的概念.3.了解自然界中的四種基本相互作用．科學(xué)思維：1.會作出力的圖示和示意圖.2.理解重心的位置與物體形態(tài)、質(zhì)量分布有關(guān)，會用懸掛法確定薄板重心的位置．一、力和力的圖示1．力的作用效果：(1)使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變更；(2)使物體發(fā)生形變．2．力(1)定義：物體與物體之間的相互作用．(2)單位：牛頓，簡稱牛，符號：N.(3)矢量性：力既有大小，又有方向．(4)測量：力的大小可以用彈簧測力計測量．3．力的表示方法(1)力的圖示：用一條帶箭頭的線段(有向線段)來表示力的三要素．①線段的長短(嚴(yán)格按標(biāo)度畫)表示力的大?。虎诩^指向表示力的方向；③箭尾(或箭頭)表示力的作用點，線段所在的直線叫做力的作用線．(2)力的示意圖：只用一條帶箭頭的線段來表示力的方向和作用點．二、重力1．定義：由于地球的吸引而使物體受到的力．2．大小：G＝mg，g就是自由落體加速度．3．方向：豎直向下．4．作用點——重心(1)重心：一個物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫做物體的重心．(2)確定因素：①物體的形態(tài)；②物體的質(zhì)量分布．(3)確定方法：對形態(tài)不規(guī)則的薄板狀物體，可以采納懸掛法來確定重心的位置．三、四種基本相互作用1．萬有引力：相互吸引的作用存在于一切物體之間，直到宇宙的深處，只是相互作用的強(qiáng)度隨距離增大而減弱(填“增加”或“減弱”)．2．電磁相互作用：電荷間的相互作用，磁體間的相互作用．3．強(qiáng)相互作用：使原子核緊密地保持在一起的相互作用．它的作用范圍只有約10－15m.4．弱相互作用：在放射現(xiàn)象中起作用的另一種基本相互作用．作用范圍約為10－15m．強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的10－6倍．1．推斷下列說法的正誤．(1)每個力都必有施力物體和受力物體．(√)(2)只有相互接觸的兩物體之間才有力的作用．(×)(3)兩個力的大小都是5N，則這兩個力肯定相同．(×)(4)只有物體的重心才受到重力的作用．(×)(5)重心是物體重力的作用點，重心肯定在物體上．(×)2．小明用20N的水平力推桌子(如圖1所示)，作出此力的圖示和力的示意圖．圖1答案如圖所示一、力和力的圖示如圖2所示是足球撞擊球網(wǎng)的瞬間．圖2(1)足球撞擊球網(wǎng)時對球網(wǎng)產(chǎn)生了巨大的沖擊力，球網(wǎng)對足球有沒有作用力？若有，該力對足球產(chǎn)生了什么樣的作用效果？(2)若足球?qū)η蚓W(wǎng)的作用點為圖中的A點，且作用力方向水平向右，大小為50N，請在圖中畫出該力的圖示．答案(1)有．變更足球的運動狀態(tài)．(2)如圖所示．1．力的特性(1)物質(zhì)性：力是物體與物體之間的相互作用，沒有脫離物體而獨立存在的力．一個力同時具有受力物體和施力物體．(2)相互性：物體之間力的作用是相互的．力總是成對出現(xiàn)，施力物體同時又是受力物體，受力物體同時又是施力物體．(3)矢量性：力不僅有大小，而且有方向，是矢量．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．力的圖示和力的示意圖作圖步驟力的圖示力的示意圖選標(biāo)度選定標(biāo)度(用某一長度的線段表示肯定大小的力)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(biāo)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(dāng)長度線段標(biāo)方向在線段的末端標(biāo)出箭頭，表示方向在線段的末端標(biāo)出箭頭，表示方向例1(多選)下列說法正確的是()A．甲揮拳擊打乙，卻被乙躲開，這時只有施力物體沒有受力物體B．射出槍口的子彈能打到很遠(yuǎn)的地方，是因為子彈離開槍口后受到一個推力作用C．力是不能脫離物體而單獨存在的D．一個力必定聯(lián)系著兩個物體，其中每個物體既是施力物體又是受力物體答案CD解析甲的手臂和拳頭應(yīng)當(dāng)看做兩個部分，它們之間存在力的作用，并不是乙躲開就沒有受力物體了，所以A錯誤．B選項提到的推力沒有施力物體，所以這個力是不存在的，子彈離開槍口時具有很大的速度，可以飛得很遠(yuǎn)，所以B錯誤．由力的物質(zhì)性可知C正確．力是物體之間的相互作用，涉及力就必需有兩個物體，即施力物體和受力物體，所以D正確．1．相互作用的物體，可以干脆接觸，也可以不接觸，但作用力必定是成對出現(xiàn)的．2．并非有生命的物體才是施力物體，也并非先有施力物體后有受力物體．3．任何一個力都獨立產(chǎn)生作用效果，使物體發(fā)生形變或使物體運動狀態(tài)發(fā)生變更．例2如圖3所示，一人通過細(xì)繩用大小為50N的力F沿與水平方向成30°角斜向上拉物塊A，試畫出拉力F的圖示，并指出受力物體與施力物體．圖3答案見解析解析依題意知，細(xì)繩拉物塊A，受力物體是物塊A，施力物體是細(xì)繩．畫力的圖示時，先選好標(biāo)度，以4mm長的線段表示10N的力，則拉力F共長20mm，用點A代表物塊A，即力的作用點，最終標(biāo)上箭頭指明拉力的方向，即得力F的圖示，如圖所示．為了精確無誤地表示拉力的方向，圖中的虛線是必要的補充．針對訓(xùn)練在圖4甲中木箱的P點，用與水平方向成30°角斜向右上方的150N的力拉木箱；在圖乙中木塊的Q點，用與豎直方向成60°角斜向左上方的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．圖4答案如圖所示二、重力與重心(1)建筑工地上常用重錘來檢測墻壁是否豎直，為什么運用重錘就能夠檢測墻壁是否豎直？(2)重心是物體上最重的一點嗎？重心位置與什么有關(guān)？物體的重心肯定在物體上嗎？請舉例說明．答案(1)重力的方向豎直向下，所以懸掛重錘的細(xì)線肯定在豎直方向上，假如墻壁與細(xì)線平行，則說明墻壁豎直．(2)不是．重心是物體各部分所受重力的等效作用點．重心位置與物體的質(zhì)量分布及形態(tài)有關(guān)．重心可以不在物體上，如木匠用的拐尺、圓環(huán)的重心都不在物體上．1．重力的大小(1)重力的大小G＝mg，只與質(zhì)量和重力加速度g有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)．(2)重力加速度g與物體所處的緯度和高度有關(guān)，在赤道處，g最小，在兩極處，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，離地面越近，g越大．2．重力的方向：總是豎直向下．豎直向下是指與水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面對下，也不等同于指向地心．3．重力的作用點——重心(1)重心是物體各部分所受重力的等效作用點，并不是只有物體的重心才受到重力作用．重心的位置除跟物體的形態(tài)有關(guān)外，還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān)．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．重心的位置可以在物體上，也可以在物體外．(2)重心位置的確定方法：薄板狀物體的重心可以用懸掛法確定．例3關(guān)于重力，以下說法正確的是()A．重力的方向總是垂直于接觸面對下的B．把處在空氣中的物體浸入水中，物體所受重力變小C．掛在繩上靜止的物體，它受到的重力就是繩對它的拉力D．同一物體在地球各處所受重力大小不肯定相同答案D解析重力的方向總是豎直向下的，但不肯定是垂直于接觸面對下，比如在斜面上的物體所受的重力方向并不垂直于斜面，A錯誤；重力G＝mg，其大小只和質(zhì)量、重力加速度g有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，B錯誤；繩子拉力的施力物體是繩子，重力的施力物體是地球，兩者的施力物體不同，不是同一個力，C錯誤；由于重力加速度隨著緯度、高度的變更而變更，所以同一物體在地球各處所受重力大小不肯定相同，D正確．例4關(guān)于重心，下列說法正確的是()A．重心就是物體內(nèi)最重的一點B．物體發(fā)生形變時，其重心位置肯定不變C．物體上升時，其重心在空間的位置肯定不變D．采納背越式跳高的運動員在越過橫桿時，其重心位置可能在橫桿之下答案D解析重心是物體各部分所受重力的等效作用點，故A項錯；質(zhì)量分布勻稱、形態(tài)規(guī)則的物體，重心在其幾何中心，把一根質(zhì)量分布勻稱的直鐵棒彎成圓后重心由原來在物體上變到在圓心處，故B項錯誤；物體上升時，重心在空間的位置變更與否看詳細(xì)情形，如某人從一樓上升到五樓，其重心上升，故C項錯誤；重心的位置和物體的質(zhì)量分布及形態(tài)都有關(guān)，故D項正確．1．(對力的概念的理解)關(guān)于力，下列說法中正確的是()A．沒有相互接觸的物體間也可能有力的作用B．依據(jù)相隔肯定距離的磁鐵間存在相互作用可知：力可以離開物體而獨立存在C．兩個力大小都是10N，方向相同，那么這兩個力肯定相同D．施力物體施力在前，受力物體受力在后答案A解析力是物體對物體的相互作用，沒有相互接觸的物體間也可能有力的作用，比如重力，故選項A正確．相隔肯定距離的兩個磁鐵間有相互作用，若拿走其中一個磁鐵，這種相互作用將不存在，所以力是不能離開物體而獨立存在的，故選項B錯誤．只有當(dāng)兩個力的大小、方向、作用點都相同時，我們才能說這兩個力相同，故選項C錯誤．力的作用是相互的，施力物體和受力物體受到的力是同時產(chǎn)生的，沒有前后之分，故選項D錯誤．2．(力的圖示和力的示意圖)圖5表示的是小車所受外力F的圖示，所選標(biāo)度都相同，則對于小車的運動，作用效果相同的是()圖5A．F1和F2 B．F1和F4C．F1和F3、F4 D．都不相同答案B解析推斷作用效果是否相同，應(yīng)從力的三要素，即大小、方向和作用點去考慮，三要素相同則作用效果相同，而力沿其作用線平移時作用效果不變，選項B正確．3．(對重力的理解)關(guān)于重力的大小及重心的位置，以下說法正確的是()A．重力是物體本身具有的力，大小與物體的質(zhì)量成正比B．靜止在水平面上的物體對水平面的壓力大小肯定小于其所受的重力大小C．重力只作用在物體的重心上，重心的位置總在物體的幾何中心D．重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，重力的施力物體是地球答案D解析重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力，而不是物體本身具有的力，施力物體是地球；物體重力的計算式G＝mg，其中g(shù)的值與物體所處的地理位置有關(guān)，同一地點、同一高度，g值相同，物體的重力與物體的質(zhì)量成正比，不同地點，不同高度，g值一般不同，因此，不能說物體的重力大小與物體的質(zhì)量成正比，選項A錯誤，D正確；靜止在水平面上的物體，對水平面的壓力大小等于物體的重力大小，選項B錯誤；重心是物體所受重力的等效作用點，重心的位置與物體的形態(tài)和質(zhì)量分布均有關(guān)，只有形態(tài)規(guī)則、質(zhì)量勻稱分布時，重心的位置才在物體的幾何中心，故選項C錯誤．4．(對重心的理解)(多選)關(guān)于物體的重心，以下說法中正確的是()A．質(zhì)量勻稱分布的、形態(tài)規(guī)則的物體的重心在其幾何中心B．風(fēng)箏升空后，越升越高，說明風(fēng)箏的重心相對風(fēng)箏的位置也越來越高C．一磚塊平放、側(cè)放或立放時，其重心在磚內(nèi)的位置不變D．舞蹈演員在做各種美麗動作時，其重心的位置不變答案AC一、選擇題考點一力的概念與力的圖示1．(多選)下列關(guān)于力的作用效果的敘述正確的是()A．發(fā)生形變的物體必定受到了力的作用B．物體的運動狀態(tài)沒有發(fā)生變更，物體也可能受到力的作用C．力的作用效果不僅取決于力的大小和方向，還與力的作用點有關(guān)D．力作用在物體上，必定同時出現(xiàn)形變和運動狀態(tài)的變更答案ABC2．下列說法中正確的是()A．用手壓彈簧，手先給彈簧一個作用力，彈簧壓縮后再反過來給手一個作用力B．運動員將壘球拋出后，壘球的運動狀態(tài)仍在變更，壘球仍為受力物體，但施力物體不再是運動員C．施力物體對受力物體施加了力，施力物體本身可能不受力的作用D．“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答案B3.關(guān)于圖1所示的兩個力F1和F2，下列說法正確的是()圖1A．F1＝F2，因為表示兩個力的線段一樣長B．F1>F2，因為表示F1的標(biāo)度大C．F1<F2，因為F1只有兩個標(biāo)度的長度，而F2具有三個標(biāo)度的長度D．無法比較，因為兩個力的標(biāo)度的大小未知答案D解析在力的圖示中，所表示的力的大小取決于圖中標(biāo)度的大小和線段的長度．離開了標(biāo)度的大小，僅由線段的長度無法比較F1和F2的大?。键c二重力和重心的概念4．(多選)關(guān)于重力和自由落體加速度，下列說法正確的是()A．物體所受重力的方向總是豎直向下B．物體所受重力的施力物體是地球C．地球表面的自由落體加速度隨緯度的增大而減小D．質(zhì)量大的物體受到的重力大，所以自由落體加速度也大答案AB解析重力的方向豎直向下，選項A正確；物體所受重力的施力物體是地球，選項B正確；地球表面的自由落體加速度隨緯度的增大而增大，選項C錯誤；自由落體加速度與質(zhì)量無關(guān)，質(zhì)量不同的物體在同一位置自由落體加速度相等，選項D錯誤．5．(多選)關(guān)于物體的重心，下列說法正確的是()A．物體上升或降低時，重心在物體中的位置也隨之上升或降低B．用線豎直懸掛的物體靜止時，線的方向肯定通過該物體的重心C．形態(tài)規(guī)則的物體，其幾何中心不肯定與其重心重合D．因物體的重心是重力的作用點，所以物體的重心肯定在物體上答案BC解析形態(tài)與質(zhì)量分布不變的物體的重心在物體中的位置是固定的，不會隨物體升降而變更，故A錯誤；用線豎直懸掛的物體靜止時，線的方向肯定通過該物體的重心，故B正確；重心與物體的形態(tài)和質(zhì)量分布有關(guān)，形態(tài)規(guī)則的物體，質(zhì)量分布不肯定勻稱，所以其幾何中心不肯定與其重心重合，故C正確；重心可以在物體上，也可以在物體外，故D錯誤．6．(多選)用彈簧測力計懸掛靜止的小球，下列說法正確的是()A．彈簧測力計對小球的拉力就是小球所受的重力B．彈簧測力計對小球的拉力大小等于小球所受重力的大小C．小球所受重力的施力物體是彈簧測力計D．小球所受重力的施力物體是地球答案BD解析“拉力”不是“重力”，選項A錯誤；靜止小球所受重力的大小等于彈簧測力計拉力的大小，選項B正確；重力的施力物體是地球，選項C錯誤，D正確．7.如圖2所示，一容器內(nèi)盛有水，容器的下方有一閥門K，打開閥門讓水從小孔中漸漸流出，在水流出的過程中，水和容器的共同重心將()圖2A．始終下降B．始終上升C．先上升，后降低D．先降低，后上升答案D解析水面的下降將導(dǎo)致水和容器這個共同體的質(zhì)量分布發(fā)生變更．即起先一段時間內(nèi)，水面下降，重心下降；但又由于容器自身質(zhì)量的影響，水面下降到肯定程度后，重心又起先上升了，直至水流完，重心又回到空容器的重心位置，故選D.8.如圖3所示，“馬踏飛燕”是漢代藝術(shù)家超群的藝術(shù)技巧的結(jié)晶，是我國古代青銅藝術(shù)的稀世珍寶，駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因為()圖3A．馬是空心的B．馬蹄大C．馬的重心在飛燕上D．馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上答案D解析駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因為飛燕對馬的支持力和馬的重力在一條豎直線上，選項A、B、C錯誤，D正確．9．(多選)一個重20N的物體沿斜面下滑，關(guān)于該物體重力的圖示，以下四