【教师整理】高中物理（人教版）必修一：第三章 第一节 重力　基本相互作用（共19张PPT）

课件19张PPT。第三章 第一节 重力　基本相互作用
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　　力是物体对物体的作用　　
　　古希腊有一个科学家叫阿基米德，他有一句名言：“给我一个支点，我就可以撬动地球。”
　　我国东汉时期有一个著名唯物主义思想家王充，他在《论衡·效力篇》中说：“古之多力者，身能负荷千钧，手能决角引钩，使之自举，不能离地。”(大意是力气再大的人，自己也不能把自己举起来)　　西楚霸王项羽“力拔山兮气盖世”，真不知道是他双手拔山的力大，还是他双脚蹬地的力大．
　　缺少支点就撬不起地球；大力士不能自举；若双手拔山，必“脚踏实地”，这些都向我们显示了一个道理：力是物体与物体间的相互作用，施力物体和受力物体必同时存在．
　　请你思考：
　　1．力的实质是什么？
　　2．力能离开物体而存在吗？
　　3．施力物体与受力物体一定同时存在吗？　　基础梳理
　　知识精析
　　一、相互作用的特点
　　1．力的产生离不开物体(施力物体——产生力的物体，受力物体——受到力的物体)，而且有两个物体同时存在才能产生力．
　　2．物体之间的力是相互的，甲物体作用于乙物体，乙物体也同时作用于甲物体，施力物体必然也是受力物体，受力物体必然也是施力物体，物体间的这一对相互作用力总是同时产生，同时消失，不存在先后和因果关系．
　　3．物体间发生相互作用有两种情况：一是两个物体直接接触时可能发生相互作用．如：用手压桌子时产生的压力就是直接接触产生的；二是两个物体并未直接接触而发生相互作用．例如：两块磁铁相隔一定距离时虽未直接接触，但它们之间存在磁场力．　　4．力的作用效果有时表现为形变(如：物体被拉伸、压缩、扭转、剪切等)，有时表现为物体运动状态的改变(如：物体运动速度的大小改变、方向改变或大小和方向同时改变)，有时两者同时出现．
　　二、力的图示和力的示意图
　　1．用力的图示来表示力的三要素的具体步骤．
　　(1)选定标度，选某一长度表示多少牛顿的力．
　　(2)沿力的方向并从力的作用点开始，按一定比例画出一线段．
　　(3)在线段的末端标出箭头，表示方向．
　　2．选标度时，注意根据力的大小做恰当的选择，能在图中非常直观、方便地看到这个力，还要使画图匀称美观，还要注意不能用不同标度画同一物体受到的力．　　3．力的图示是用作图法直观形象地表示力，力的三要素均能在力的图示中找到，力的示意图则不同，它可以表示出力的作用点和方向，但线段的长短并不表示力的大小．
　　三、探究重力
　　1．对重力的认识
　　(1)重力的产生：重力是由于物体受到地球的吸引而产生的．即重力的施力物体是地球，但不能说重力就是地球对物体的吸引力，由于地球自转的影响，重力一般不等于地球对物体的吸引力．重力是非接触力，它与物体的运动情况和接触面的情况无关．
　　(2)重力的大小：重力的大小是由物体的质量和所处的地理位置共同决定的，即G＝mg.在同一地点，重力大小与质量成正比，在不同地点，如：在地球上的不同纬度，离地面的高度不同，g有微小改变，则同一物体的重力也有所不同．　　(3)重力的方向：重力的方向是竖直向下，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；物体只有在赤道或两极上时，重力的方向才指向地心，其他位置并不能指向地心．重力的方向也不受其他作用力的影响，与物体的运动状态也没有关系．
　　2．对重心的理解
　　(1)重心概念的提出，采用了“等效”的观点，“等效”意味着作用效果相同．
　　(2)重心是重力的“等效”作用点，认为物体各部分受到的重力集中于一点，可以使研究的问题大大简化．它不是物体上实际存在的特殊点，也不是物体上最重的点．　　(3)物体重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．例如：一个圆形平板的重心在板上，而一个质量分布均匀的铁环的重心就不在环上．
　　(4)重心的位置与物体所在的位置及放置状态和运动状态无关．但一个物体的质量分布发生变化时，其重心的位置也将发生变化．
　　方法指导
　　一、正确理解力的概念
　　例1　下列说法正确的是(　　)
　　A．拳击手一拳击出，没有击中对方，这时只有施力物体，没有受力物体
　　B．运动员将足球踢出，球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力
　　C．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力，而乙对甲没有力
　　D．两个物体发生相互作用不一定相互接触　　分析　力是物体对物体的作用，有力的产生必定同时有施力物体和受力物体，利用力的相互性和物质性可以判断一个力是否存在．
　　解析　
　　二、力的图示
　　例2　一个铁球在空中飞行，所受重力为120 N，方向竖直向下，试画出重力的图示和示意图，并说明施力物体和受力物体．
　　解析　要严格按以下步骤画力的图示．
　　(1)选定标度：选1 cm长的线段表示30 N的力；
　　(2)用一矩形表示物体，从作用点沿力的方向画一线段，线段的长度按选定的标度和力的大小画，线段上加上刻度，如图甲所示，从O点竖直向下画一条4倍于标度(1 cm)的线段；
　　(3)在线段上加上箭头表示力的方向．
　　也可以按照如图乙所示那样，不画物体，而用O点表示物体，画出力F的图示．
　　画力的示意图．如图丙所示，用一矩形表示物体，从物体上向力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向．然后标明F＝120 N即可．这个重力的施力物体是地球，受力物体是铁球．　　
　　点评 (1)画力的图示时一定要先选定合适的标度，并且同一个图中只能选定一个标度，力的图示一定要把力的三要素充分体现出来．
　　(2)力的示意图只是粗略地分析物体受到的某个力或几个力．只注重力的方向和作用点，对力的大小表示没有严格要求，在以后对物体进行受力分析时，只画力的示意图就可以了．注意要把各力的作用点画在物体上．　　变式训练1
　　在图甲中木箱的P点，用与水平方向成30°角斜向上的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向上的20 N的力把木块抵在墙壁上．试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图．
　　解析　甲图：选6 mm线段表示50 N的力．
　　乙图：选1 cm线段表示10 N的力．
　　丙图：
　　三、重力与重心
　　例3　关于重力的大小及重心的位置，下列说法正确的是(　　)
　　A．重力是物体本身具有的力，大小与物体的质量成正比
　　B．静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其所受的重力
　　C．重力只作用在物体的重心上，重心的位置总在物体的几何中心
　　D．重力是由于地球对物体的吸引而产生的，重力的施力物体是地球
　　解析　解答此类问题必须弄清楚两点：
　　(1)重力的大小由m、g共同决定，而g的值又与物体所处的地理位置有关．　　(2)物体重心的位置与物体的形状和质量分布均有关系．
　　重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，而不是物体本身具有的力．物体的重力的计算式G＝mg，其中g的值与物体所处的地理位置有关，同一地点，g值相同，物体的重力与物体的质量成正比，不同地点，不同高度，g值一般不同，因此，不能说物体的重力大小与物体的质量成正比，选项A错误；静止在水平面上的物体，对水平面的压力大小等于物体的重力，选项B错误；重心是物体所受重力的等效作用点，重心的位置与物体的形状和质量分布均有关，只有质量均匀分布时，重心的位置才总在物体的几何中心，故选项C也错误；由重力的产生可知，选项D正确．
　　答案　D　　变式训练2
　　(1)用测力计如何测出物体的重力？
　　(2)如果知道当地的重力加速度的值为g，能否借助测力计测出物体的质量？
　　解析　(1)将物体竖直悬挂在测力计上，保持物体和测力计静止，则测力计的示数即为物体重力的大小．　　互动平台
　　育才老师和细心同学关于力是物体对物体的作用的对话
　　细心：力是不能够脱离物体而存在的，有受力物体必有施力物体，有施力物体的同时也有受力物体．我原来总以为飞出去的标枪会受到一个向前的推动力，现在明白了，根本不存在施加推动力的施力物体，当然对标枪的推动力就不存在．
　　育才：有个成语叫“鬼使神差”，人们常用来形容事情出现得荒唐，其实说的就是当不存在施力物体时，所有的作用都是虚无缥缈的．因此，在分析物体受力时，一定要找到哪个是受力物体，哪个是施力物体，这样，才不致产生人为地增加力或丢掉力的错误．　　细心同学和粗心同学关于力的图示的对话
　　粗心：由力的图示的作图方法可知，画一个力的图示就是用一条有方向的线段把力的三要素(大小、方向和作用点)表示出来，随便画一条线段表示力的大小，箭头指向表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点就可以了．
　　细心：你怎么确定你所画的那一条线段的长短就表示那个力的大小呢？那一条线段我也可以认为表示任意一个大小的力．例如，你说它表示8 N，我也可说它表示3 N、5 N、10 N等等．
　　粗心：我知道了，要使某一线段表示某个力的大小，应选取一个标准长度(明确多长线段表示多大力)，然后按选好的标度画出来的线段才可以唯一地表示某个力的大小．
　　细心：力的图示是把数字的力用几何语言表达，为以后应用几何知识解决力学问题奠定了基础．
　　粗心：看起来以后的物理学习中肯定少不了与几何知识打交道了．