3.1 重力 基本相互作用
一个静止的球，我们踢它一脚，就可以把力作用在球上，使它开始运动，并产生速度；假如再去顶它一下，那就不只改变了它的运动方向，同时也改变了它的速度．力也可以使物体的形状改变，譬如撑杆跳时，可以使杆发生弯曲．力的性质和特点有哪些呢？
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要点一、力和力的图示
1．力的概念
力是物体与物体之间的相互作用．
2．力的特征
(1)力的物质性
力不能离开物体而独立存在，无论是什么物体，它都要受到力的作用；而只要有力的存在，就必须有施力物体和受力物体．
(2)力的效果性
力的效果性可以体现在两个方面：①物体运动状态的变化即物体速度的变化．不管是速度的大小还是方向发生变化，都说这个物体的运动状态发生了变化；②物体形状的变化．当我们用手压锯条的时候，锯条变弯，我们就说锯条发生了形状的变化．
(3)力的相互性
力存在于施力物体和受力物体之间，力的作用是相互的，施力物体同时也一定是受力物体．我们将两个物体之间的作用力称为作用力与反作用力．
(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，要把一个力完整地表示出来，既要说明力的大小又要说明力的方向．
(5)力的瞬时性
力可以发生突变，既可以瞬间产生，也可以瞬间消失．
(6)力的三要素
力的大小、方向、作用点，共同称为力的三要素．
3．力的图示
(1)力的测量：力的大小可以用测力计(弹簧秤)测量．
(2)力的单位：国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N.
(3)力的图示：物理学中用一根有向线段来形象、直观地表示力，线段的长度表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，用箭头或箭尾表示力的作用点，这种表示力的方法叫做力的图示．
(4)作力的图示需要“四定”：
①定标——选定作图的标度，即单位长度的线段表示多大的力．有几个力时，应当兼顾各个力的大小，一般采用这几个力的最大公约数作为共同的标度．
②定点——确定力的作用点画在何处．画一个方块或一个点表示受力物体，并确定力的作用点．
③定线——从力的作用点开始，沿力的作用方向画一线段(根据所选标度和该力的大小确定线段的长度)，并在线段上加上刻度．
④定向——在线段的末端加注箭头，指明力的方向，并且在箭头的旁边标出表示这个力的字母、数值和单位．
要点二、重力和重心
1．概念
地面附近的一切物体都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，重力也叫重量．
理解重力要把握好以下几个方面：
(1)本质：由于地球的吸引而使物体受到的力．
(2)重力的施力物体是地球．
(3)地球表面附近的一切物体，不论是静止还是运动的，不论是否与地面接触，都受重力作用，重力与运动状态和接触面的情况均无关．
(4)重力的方向总是竖直向下的．
(5)重力大小的计算公式是G＝mg.式中m是物体的质量，单位用kg，g是一个与地球位置有关的量，叫重力加速度(g值随地球纬度的增加而增大，随距地面高度的增大而减小)．通常情况下，g取9.8 N/kg，表示质量是1 kg的物体受到的重力是9.8 N.
(6)重力的大小可以用弹簧秤测出．
2．重心
一个物体的各部分都要受到重力的作用．从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．
(1)重心是重力的等效作用点．
(2)物体重心的位置跟物体的形状和物体内质量的分布都有关系，跟物体的放置情况和运动状态无关．
(3)对于薄板状物体，可以用悬挂法找出其重心所在的位置．这种方法依据的主要原理是
二力平衡条件
一、力的理解
例1 下列说法中不正确的是( )
A．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用
B．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只受到力，不会施力
C．只有直接接触的物体相互作用才有力的作用
D．小说《水浒》中的花和尚鲁智深是一位“大力士”，是说他有很大的力
解析 甲推乙的同时，乙也推甲，力的作用是相互的，故A错误．不论物体是否有生命或是否有动力，它们受到别的物体作用时都会施力，也就是说，受力物体一定同时也是施力物体，如马拉车，车也拉马，故B选项错．两个物体发生了力的作用，不一定需要直接接触，如磁铁隔着一段距离时也能吸引铁屑，故选项C错．物理学中的“力”与现实中的“力”是两个不同的概念，故选项D错误．
答案 ABCD
(1)力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体．
(2)力可以发生在接触和不接触的物体之间.
二、力的图示
例2 一个重20 N的物体沿着斜面下滑，如下图所示，关于物体所受重力的图示不正确的是( )
答案 BC
解析 重力的方向总是竖直向下即垂直于水平面向下，不一定与接触面垂直；另外，选取不同的标度，力的图示会有所不同．根据上述原则可知A、D图示正确，B、C则不正确．
三、重力的理解
例3 如果重力消失了，将会发生的情况是( )
A．天不会下雨，也不会刮风
B．一切物体的质量都没有了
C．用天平仍然可以测出物体的质量
D．河水不会流动
解析 下雨、刮风以及河水流动都是由于物体受到重力作用而引起的，如果重力消失，这些自然现象都不会发生，故A、D正确．质量是物体本身的固有属性，与重力是否消失无关，故B错．如果重力消失，放在天平托盘上的物体对托盘天平无压力，所以天平也就无法测量物体的质量了，所以C错．
答案 AD
四、重心的理解
例4 关于物体的重心，下列说法正确的是( )
A．物体的重心一定在物体上
B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心
C．一砖块平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变
D．舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变
解析 物体的重心是重力的等效作用点，不一定在物体上，所以A项错误；悬挂法确定物体重心时，线的方向一定通过重心，因此B项正确；物体重心与质量分布和形状有关，当质量分布不变、形状不变时，其重心不变，而形状改变时重心位置也改变，所以C项正确，D项错误．
答案 BC
1.关于地面上物体的重力，下列说法正确的是( )
A．只有静止时，物体才受重力
B．物体对地面的压力就是物体的重力
C．弹簧测力计和杆秤都能称量物体的重力大小
D．同一地点，物体的重力与其质量成正比
答案 D
解析 重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，故物体运动时也受到重力作用．由实验可知，在同一地点，物体的重力与其质量是成正比的．
2. 关于力的说法正确的是( )
A．力是改变物体运动状态的原因
B．运动物体在运动方向上一定受到力的作用
C．一个力必然涉及两个物体
D．力的大小相等，作用效果不一定相同
答案 ACD
3. 下列有关力的一些说法正确的是( )
A．物体被竖直向上抛出后，因为受到一个竖直向上的升力作用才上升
B．放在斜面上的物体会沿斜面下滑，是因为受了一个下滑力的作用
C．放在水中的木块浮于水面，是因为受了一个浮力的作用
D．运动员跳远腾空后，是因为受了一个强大的冲力作用，所以能前进几米
答案 C
4. 下列说法正确的是( )
A．甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感觉到痛，说明甲对乙施加了力，而乙未对甲施加力
B．“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的
C．磁铁吸引铁钉时，磁铁不需要与铁钉接触，说明力可以脱离物体而存在
D．网球运动员用力击球，网球受力飞出后，网球受力的施力物体不再是人
答案 D
5．下列说法中正确的是( )
A．自然界所有的相互作用力都可归纳为四种基本相互作用
B．在四种基本相互作用中，万有引力是最强的
C．四种基本相互作用的规律是完全独立的，不可能再统一了
D．万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力
答案 AD
6．一饮料杯装满水，如图3－1－1所示，杯的底部有一小孔，在水从小孔不断流出的过程中，杯连同水的共同重心将( )
A．一直下降 B．一直上升
C．先升高后降低 D．先降低后升高
答案 D
7．在图3－1－2中，质量分布均匀的物体A受到的重力都是8 N，试画出物体A所受重力的示意图．
图3－1－2
答案
8．一根密度和粗细均匀的直铜棒，它的重心在何处？水平放置、竖直放置和倾斜放置时，它的重心位置是否相同？为什么？如果把直铜棒变成弧形，它的重心位置是否改变？为什么？
答案 直铜棒的重心在棒的几何中心；当变换放置方式时，重心位置相同，这是因为物体重心与物体形状和物体的质量分布有关；形状发生了改变，所以，铜棒的重心位置也发生改变．
题型1 力的相互性和作用效果的理解
例1 关于力的作用效果的说法中正确的是( )
A．物体的运动状态发生变化，一定受到外力作用
B．物体的运动状态不发生变化，一定不受外力作用
C．力对物体的作用效果完全由力的大小决定
D．物体受到力的作用后，一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象
答案 A
解析 当物体的运动状态发生变化，则说明物体一定受到外力的作用，故A正确，同时也说明了B、D不正确，如弹簧受外力被拉伸稳定后，发生了形变，但运动状态并没有发生变化．
力的作用效果由力的大小、方向、作用点三要素共同决定，故C错误．
拓展探究 若气球下挂一重物，沿与水平面成45°角的方向斜向上匀速上升，如图3－1－1所示，不考虑空气阻力，从力的相互性和作用效果的角度，分析气球和重物整体受力情况，下列说法正确的是：( )
图3－1－1
A．受重力、浮力、水平方向的风力
B．只受重力和浮力的作用
C．受重力、浮力、斜向上的冲力
D．受重力、浮力、风力、斜向上的冲力
答案 B
解析 根据力是物体间的相互作用可知，对于一个力总是同时对应着受力物体和施力物体，对于C、D选项中的冲力，我们找不到相应的施力物体，因此不存在，所以C、D错误；根据力的作用效果可知，物体受到力的作用会改变运动状态或发生形变，反过来我们也能根据物体的运动状态来判定物体的受力情况，我们发现如果气球和重物整体受重力、浮力、水平方向的风力三个力的作用，就不可能做匀速直线运动，故A错，只有B选项正确．
1．力的作用效果：当物体受到力的作用时其运动状态会发生改变或产生形变，反之如果物体的运动状态发生了改变或产生了形变，则物体一定受到力的作用．
2．力的作用效果由力的大小、方向、作用点三要素共同决定．
3．物体的运动状态由速度来描述，只要物体的速度发生了变化，不管是速度的大小还是方向发生了改变，都说物体的运动状态发生了变化．
4．分析一个力是否存在时，要看它是否有施力物体和受力物体.
题型2 重力的理解
例2 下列说法正确的是( )
A．自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受重力越来越大
B．在空中飞行的物体不受重力作用
C．一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向始终在改变
D．将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小与方向都不变
答案 D
解析 在地球上的同一位置，同一物体的重力为一定值，故A错；只要在地球上，物体所受重力就不为零，故B错；重力的方向始终竖直向下，与物体运动状态无关，故C错．
拓展探究 一个质量为60 kg的人，在地球上的重量为588 N，在月球上的重量为98 N．该人做摸高运动时，在地球上的高度为0.5 m，那么在月球上的触摸高度为多少？
答案 3.0 m
解析 人在地球和月球上的质量相等，由G＝mg得，地球表面的自由落体加速度g＝＝ m/s2＝9.8 m/s2，月球表面的自由落体加速度g′＝＝ m/s2＝1.63 m/s2
设人在地球上的触摸高度为h，在月球上的触摸高度为h′.由v－v＝2ax得，＝，解得h′＝h＝×0.5 m＝3.0 m.
1．重力的大小G＝mg，只与重力加速度g有关，与物体的运动状态无关．
2．重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大；海拔越高，g越小，离地越近，g越大.
题型3 力的图示
图3－1－2
例3 如图3－1－2所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示．
答案 见解析图
解析 画力的图示，按以下步骤进行．①选定标度，此题可选3 mm长的线段表示2 N的力；
②从作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小画，线段画上刻度．如下图甲从O点竖直向下画一段五倍于标度(3 mm)线段；
③在线段上加箭头表示力的方向．
为了简便，也可以照图乙那样，不画B物体，而用O点代替B物体，画出力F的图示．
力是矢量，既有大小又有方向．力的作用点不同，作用效果不同．所以要把一个力完全表达出来，必须表明力的大小、方向、作用点．在物理学中通常用力的图示来形象、直观地
表示某个力.
1.下列说法中正确的是( )
A．用手压弹簧，手先给弹簧一个作用，弹簧压缩后再反过来给手一个作用
B．运动员将垒球抛出后，垒球的运动状态仍在变化，垒球仍为受力物体，但施力物体不是运动员
C．施力物体对受力物体施加了力，施力物体本身可能不受力的作用
D．某物体作为一个施力物体，也一定是受力物体
答案 BD
解析 力是改变物体运动状态的原因，物体运动状态发生变化，一定是有力作用在物体上．力的作用是相互的，一个物体是施力物体，同时也是受力物体．
2．关于重力的大小和方向，下列说法中正确的是( )
A．物体重力的大小等于它对竖直悬绳拉力的大小或等于它对水平支持面压力的大小
B．在地球各处的重力方向都是相同的
C．重心是理想化的物理模型
D．对某一物体而言，其重力的大小总是一个恒量，不因物体从赤道移到南极而变化
答案 C
解析 物体的重力大小与它对竖直悬线的拉力大小或它对水平支持面压力的大小并不一定相等，只有在物体静止或做匀速直线运动时才相等，故A错误；在地球上各处的重力方向都是竖直向下的，但各个地方的竖直向下并不是指向同一方向，例如南极和北极的重力方向恰好相反，同一物体在不同纬度处的重力大小也是不同的，在地球表面上，越靠近两极其重力的大小也越大，故B、D错误；重心是为研究问题的方便引入的一个物理模型，物体各个部分都受重力作用，可以等效地看作集中在一点上，故C正确．
3．对下列情况中的物体进行受力分析，正确的是( )
A．汽车刹车时，车上人向前倾倒，是因为突然受到向前的冲力
B．物体在桌面上静止不动，是因为它没有受到任何外力
C．被踢向空中的足球，不再受到脚踢球的作用力
D．放风筝时，只要有线拉动，不需要空气提供作用力
答案 C
4．一个物体所受的重力在下列哪些情形下要发生变化( )
A．把它从赤道拿到两极
B．把它运到月球上去
C．把它从地面浸入水中
D．把它置于运行的电梯内
答案 AB
解析 由G＝mg可知，物体质量不变，当重力加速度g发生变化时，重力G随之改变．由于地球两极的g值大于赤道上的g值，地球上的g值大于月球上的g值，所以选项A、B正确；由于重力大小与物体所处的环境和运动状态无关，所以C、D两种情况下物体的重力没有发生变化．
5．物体受到力的作用可能发生的变化是( )
A．速度的大小发生变化
B．发生形变
C．运动方向发生改变
D．速度的大小和方向都发生变化
答案 ABCD
6．关于物体的重力和重心，下列说法正确的是( )
A．物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下
B．同一物体在地球上的不同位置，当用不同弹簧秤测量时其所受重力大小是不同的，当用同一弹簧秤测量时所受重力大小一定相同
C．物体的重心就是物体各部分所受重力的合力的作用点
D．形状规则的物体(例如正方体)，其重心一定在其几何中心处
答案 C
解析 重力的方向是竖直向下，“垂直”是典型的错误说法；同一物体在地球上的不同位置，所受重力的大小一般不同，利用弹簧秤测量当然也一般不同；影响重心的分布有两个因素，一是质量分布是否均匀，二是物体的几何外形，只有质量分布均匀、形状规则的物体，其重心才在其几何中心处．
7．如图3－1－3所示，一物体A受到一个大小为10 N的拉力作用，该拉力方向与水平方向成30°角斜向上，画出这个拉力的图示．
图3－1－3
解析 题图仅是拉力的示意图，而不是拉力的图示，画力的图示时，应按以下步骤进行：
(1)选定标度，本题我们可以选取1 cm长的线段表示5 N的力．
(2)沿力的方向并且从力的作用点开始，按比例画出一线段，下图中有向线段的长度为2 cm.
(3)在线段末端标出箭头，如上图所示．为了简便，还可以将受力物体用一个点来代替，将力画成如右上图所示的形式．
8．根据下列要求用图示法画出力：
(1)水平桌面对桌面上的书产生30 N的支持力；
(2)用1 600 N的力沿与水平方向成30°角的斜上方拉车．
答案 见解析
解析 水平桌面对书的支持力竖直向上，作用点可认为在书的中部．拉车时可取车上前部某点为作用点．
(1)取3 mm长的线段表示10 N，作用点为A，书所受支持力为FA，力的图示如下图(a)所示，力的示意图如下图(b)所示．
(2)取3 mm长的线段表示400 N，作用点为B，车所受拉力为FB力的图示，如下图(a)所示，力的示意图如下图(b)所示．
9．如图3－1－4所示，绳对物体竖直向上的拉力的大小为100 N，请用力的图示法表示拉力．指出此力的施力物体和受力物体，并画出该物体受到的重力与拉力的示意图．
答案 见解析．
解析 (1)选取合适的标度：1 cm长线段表示25 N，并用线段表示出；(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，如图甲所示，从O点竖直向上画一段4倍于标度的线段；(3)在线段终点上加箭头表示力的方
向．为了简便，也可以按照图乙那样不画物体，而用质点来表示物体，画出拉力F的图示．该力F的施力物体是绳受力物体即该物体，该物体所受重力和拉力的示意图如图丙所示．
甲 乙 丙
10．(1)把一条盘在地面上长为L的匀质绳向上提起，当绳刚好被拉直时，它的重心升高了多少？
(2)把一个长为a，宽为b的匀质长方形木板ABCD(如图3－1－5所示)，绕C点翻到对角线AC处于竖直位置时，其重心位置升高了多少？
图3－1－5
答案 (1)L (2)
解析 (1)绳子被提起时，重心位于其中点上，故它的重心升高.(2)开始时，木板重心的高度为.当木板绕C点翻到AC处于竖直位置时，重心的高度为，故木板重心位置升高了.
3.1 重力 基本相互作用
一、教材分析?
这一节首先从力的概念入手进行研究，“力是物体间的相互作用”这个表达是抽象的，也是教学中的一个难点，教学中要从生活中的具体例子出发，说明力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生形变的原因，在此基础上给出力的定义.对于力的相互性的理解是从施力物体和受力物体的角度来进行定义的，刚开始分析物体受力时，可以把施力物体找出来以便在分析时不会凭空增加力的个数.
力的三要素是对物体进行受力分析时把问题简单化的一种方法，也是以后作力的分析草图时必须用到的一种基本知识和技能，所以要学生多加练习，特别是对力的示意图更要加以重视，这是受力分析的基础.
重力概念的理解难点在于重心的理解，重心是重力的作用点，但重心的位置与物体的形状和物体的密度分布都有关系.理解重力可以从演示实验入手进行，把抽象的问题具体化是解决难点的很好的方法.
二、教学目标
1、知道重力产生的原因及其定义。
2、知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系，能用重锤线检验一条线或一个面是否竖直或水平。
3、知道物体重心的含义
4、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运动状 态发生改变
5、知道力的三要素
6、了解四种基本相互作用
三、教学重难点
重点：1、重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系
2、力能使物体发生形变或运动状态发生改变
难点：1、力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关
2、重心的概念
四、学情分析
?力的概念在初中已经有所接触，但是它的理解仍然是一个难点，关键是在于力是物体间的相互作用这一问题上，并且两个力地位是相同的．重力是在初中已经学习过的一个概念，对它的理解主要应该放在重心的研究上，知道不同情况下物体重心的位置．自然界四种基本相互作用是新教材新增的内容，对它的理解不必太深，了解这方面的知识，为将来发展打下基础．
五、教学方法
创设情景，导入目标——自主探索，实践体验——表达交流，总结归纳
六、课前准备
多媒体，长方形木块，锯条，橡皮条，已知质量的钩码，重锤线，铅笔，刻度尺，质量均匀分布的金属板等。
七、课时安排?
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑?
匀速直线运动，匀速圆周运动，加速直线运动有何区别？
引入物体运动状态发生变化的含义是什么？
学生阅读课本P54第一段后答：物体速度（大小、方向）发生变化
物体发生形变的含义是什么？学生阅读课本P54第二段后举例。
（二）情景引入、展示目标
同学们都平时都习惯这样说，我们班要数某某同学的力量最大，某某同学脚部的力量最强，一脚可以把足球开出五、六十米。这种对力的说法符合物理角度对力的定义吗？本节课我们将着手研究这个问题，并学习几种简单的力学问题。
（三）合作探究、精讲点播
一、力和力的图示
⑴力的描述：力是物体与物体的作用。（即力产生的条件是两个或两个以上的物体发生作用）
⑵力的作用效果：使物体的运动状态发生改变或是物体发生形变。
⑶力的测量工具：测力计（弹簧秤）
⑷力的单位：牛顿
⑸力的量性：矢量，遵循矢量运算法则
⑹力的图示：按一定比例作出的带箭头的线段，线段的长短表示力的大小，箭头的方向表示力的作用方向，箭头或箭尾表示力的作用点。
二、重力
1、重力
提问：重力是怎样产生的？
学生在预习后回答：地球上的一切物体都要受到地球的吸引，所以人跳起来总会落在地上，扔出去的东西总要落回地面。
提问：有的同学说物体的重力就是地球的吸引力，到底是不是呢？
学生猜疑：有的说是，有的说不是。
教师释疑：严格地说，重力并不是地球的吸引力，而是吸引力的一部分，以后才会学到这些知识，现在知道就行了。所以说重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，而不能说地球的吸引力就是物体的重力。由于两者相差很小，通常可以用重力代替吸引力。
⑴概念：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，叫做重力。重力就是重量。
一个物体受到10N的重力，可以说这个物体的重量是10N。
提问：重物受到的重力的施力物体和受力物体各是谁？
学生：施力物体是地球，受力物体是重物。
强调：地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。因此，在今后的受力分析中重力肯定有。
？
学生：物体静止时对弹簧秤的拉力大小等于其重力。
实验：手提弹簧称及其下挂的钩码，测出钩码的重力；在竖直方向上用不同的方式运动，观察弹簧称示数及其变化。
(引导学生根据实验，并结合二力平衡知识得出结论)
⑴重力的大小：
重力的大小可以用弹簧秤测出。
在静止的情况下，物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，在数值上等于物体重力的大小。
动手实验：用弹簧秤测量一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力的大小，观察计算重力G与钩码的质量m的关系。
学生马上得到：G与m成正比。
重力大小与物体质量关系： G＝mg（g＝9.8N/kg）
强调：g值在地球的不同位置取值不同，一般情况下忽略这个差异，可认为g值是恒定的。
实验：从静止释放的小石块总是竖直下落，重锤线的方向总是竖直向下。
归纳：从静止释放的小石块总是竖直下落，分析重锤线下重物的受力情况，可知重力的方向竖直向下。
⑵重力的方向：总是竖直向下。
强调：竖直向下不能说成垂直向下，竖直向下指的是与水平地面相垂直，不能笼统指垂直方向。
3、重心
⑴概念
物体的各部分都受到重力的作用。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，或各部分重力的等效作用点，或各部分所受到的重力的合力的作用点，叫物体的重心。
通俗点讲，重心就是重力的作用点。把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果，这就是物理学的一种等效替代的思想。
⑵与重心位置有关的因素：
①与物体的形状有关；
②与物体的质量分布有关。
质量分布均匀的物体的重心，跟物体的形状有关。
质量分布均匀的有规则形状的物体，其重心在此几何中心上。
同学们在初中知识的基础上，找出这些质量分布均匀的物体的重心（投影分析）
质量分布均匀的形状不规则的薄板形物体的重心可用二次悬挂法或寻找支点法找到。
学生动手找自己的不规则薄板的中心，并且说出其原理。
教师演示：木圆环，不规则形状薄木板的重心。（参照课本中P5的实验）
验证：用悬挂法确定重心之后，在板上固定一条细线，让其穿过重心C点，再在其重心C处拴上细绳提拉，验证薄板可以水平平衡。也可以重心C为支点，让薄板水平平衡。
演示讲解：不倒翁的制作就是改变椭圆空腔的重心，增强对重心概念的印象。
演示：将一段均匀的直铁丝，做成直角、四边形、圆形等不同的形状，用悬挂法寻找其重心的位置。
归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外。
物体的稳定程度与重心的高低及支承面的大小等有关。
简单介绍一下不倒翁的原理，让学生有一种印象，为以后学习平衡的种类奠定基础。
巩固练习：用卡车运输一些有的轻、有的重物体，将这些物体怎样堆放到卡车上较为合理。
(尽量将重的物体放在车的底部，整体的重心较低，行驶较安全)
三、基本相互作用
引力相互作用是是所有物体之间都存在的一种相互作用。对于通常大小的物体，它们之间的引力非常微弱，常被忽略不计。
电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。电和磁是密切相关的，在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中的电力联系起来，电力和磁力可统一为电磁相互作用。
引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用。这两种力是长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的。但是，电磁力要比引力强得多。宏观物体之间的相互作用，除引力外，所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。
强相互作用和弱相互作用都是短程力。短程力的作用范围在原子核尺度内。强作用力只在10-15m范围内有显著作用，弱作用力的作用范围不超过10-16m。这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中才显示出来，在宏观世界里不能觉察它们的存在。核子（质子、中子）、电子和中微子等参与弱相互作用。强相互作用是介子和重子（包括质子、中子）之间的相互作用，因为这种力将核子束缚在一起，核物理学家们把它称为核相互作用。
（四）、反思总结、当堂检测?
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测
（五）发导学案、布置作业??
1、课后完成课本54页“问题与练习”中的习题。
2、用悬挂法确定形状不规则物体的重心（硬纸板、衣服挂）
九、板书设计?
一、力和力的图示
二、重力
1、重力
2、重力的大小和方向
3、重心
三、基本相互作用
必修一3.1 重力 基本相互作用
课前预习学案
一、预习目标
本节学习力的基本知识：力的概念、力的图示；重力和重心。介绍了自然界的四种基本作用。
二、预习内容：
1、物体的运动状态用 来描述，只要物体的 变化了，不管是 还是 改变了，都说这个物体运动状态发生了变化
2、在外界的作用下，物体 发生了变化，就说物体发生了形变。
3、在物理学学中，人们把改变物体的 ，以及产生形变的原因，即物体之间的 ，称为力。力的三要素是
。
4、力的矢量性：力是 ，它不但有大小，而且有 ，力的大小可以用 来测量，在国际单位制中，力的单位是 ，简称 ，符号
5、力可以用一根带箭头的线段来表示。力的图示与力的示意图的区别在
。
6、由于地球的吸引而使物体受到的力叫做 。物体受到的重力与物体的质量的关系是 ，其中g是 ，重力的方向总是 ，物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的 。 重心在几何中心。
7、四种基本相互作用：自然界中的四种相互作用是 、 、 、 。重力是 在地球表面的表现，弹力摩擦力是由 引起的。强相互作用力的作用范围只有约1015m，即原子核的大小。
三、提出疑惑
1、什么原因使物体的运动状态发生变化、使物体产生形变呢？
2、物体间的相互作用是什么？有什么特点？它的单位是什么？
3、如何形象地描述力？什么是力的图示？什么是力的示意图和力的图示？
4、什么是重力？其方向如何？物体的重力大小与哪些因素有关？物体的重力与地球对物体吸引力一样吗？
5、苹果为什么向下掉落？何谓物体的重心？
6、科学家想建立一种“统一场“来解决相互作用问题，它们都是哪些相互作用？
课内探究学案
一、学习目标
1．知道物体运动状态的改变就是指物体的运动速度改变.
2．知道力是 、 的原因.
3.知道力的图示是用一带箭头有标度的线段把抽象的力直观而形象表示出来的一种处理力的科学方法，在具体问题中能画出力的图示或力的示意图.
4.知道重力是物体由于地球的吸引而产生的，掌握重力的大小和方向，知道重力大小的测量方法.
5.掌握重心的概念,知道重心的位置与哪些因素有关，会确定质量均匀分布且形状规则的物体重心位置.
6.知道四种基本相互作用的概念，了解人们对事物的认识总是在不断探索中发展变化.
二、学习过程
任务一、力和力的图示
阅读教材p51回答下列问题
1、物体运动状态改变指的什么？你能举出例子吗？如：
2、你还能举出物体发生形变的例子吗？如？
3、什么原因可以使物体的运动状态发生改变、使物体发生形变呢？
4、你能给力下一个定义吗？
5、作用在运动物体上的力，如果力的方向与运动方向相同，将加快物体的运动，如果力的方向与运动方向相反，将阻碍物体的运动，这说明力的方向不同，它的作用效果也不一样，可见，要把一个力完全表达出来，除了指明力的大小，还要指明力的方向。所以力是矢量我们目前学习里哪些矢量？
6、力的单位是什么呢?
7、要想测量力的大小，我们可以用什么工具呢?
8、要具体描述作用在物体上的一个力，我们可以采用什么样的方法?
做一做：
如图所示，绳对物体竖直向上的拉力大小为150N，用力的图示法表示拉力．
任务二、重力
1、重力产生的原因是什么?
2、重力的大小可以用弹簧秤进行测量，可以根据公式G＝mg计算，（其中的g是我们以前所学的自由落体加速度，它的大小与物体所处的高度和纬度有关．当高度增加时，g的值 ；当纬度增加时，g的值 ）。
3、重力的方向总是指向哪？
4、重力的作用点称为重心，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中在一个点上，这个点叫做物体的重心．物体的重心位置与什么因素有关？是如何进行确定的呢?
做一做：
1、下列说法，正确的是……………………………………( D )
A. 重力就是地球对物体的吸引力 B．只有静止的物体才受到重力
C．物体的各部分中，只有重心处受重力
D．重力是由于物体受到地球的吸引而产生的
任务三、四种基本相互作用
学生自己阅读教材第52页四种基本相互作用，请把自己阅读的内容总结一下？
三、反思总结
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
四、当堂检测
1.物理学中用一根带有_____ _的线段来表示力，____ __的方向表示力的方向，这样的力的表示法称为__________；如果线段的长短严格按照___ __来画，这样的表示法叫做______ _.
箭头，箭头，力的示意图；比例，力的图示
2．重心是物体所受______ _____,物体的重心可以在物体上，也可以_______ __,重心在物体几何中心的条件是______________________.
重力的作用点，不在物体上，质量均匀分布，外形规则
3. 在物理学中我们把_______叫做力.力的三要素是_______、_________、________.
地球附近物体受到的重力是由_____产生的,重力的施力物体是_____,重力的方向_____,重力的作用点在_____
物体的相互作用大小方向作用点地球地球竖直向下重心
4．在公式G=mg中,在地球表面处g=9.8N/kg,在月球表面处g′=1.63N/g .一个质量是50kg的人,在地球表面处所受的重力为_____N;他在月球表面处所受的重力为_____N
490 81.5
5．请你判断下列说法 正确的是（AD）
A．物体受到力的作用，运动状态一定改变。
B．竖直向上抛出的物体，物体竖直上升，是因为受到一个竖直向上的升力。
C．物体只有相互接触才会产生力的作用。
D．同一个物体既可以是施力物体也可以是受力物体。
6．下列关于力的说法正确的是（CD）
A．一个力可能有两个施力物体
B．力的三要素相同，作用效果一定相同
C．物体受到力的作用，其运动状态未必改变
D．物体发生形变时，一定受到力的作用
7．关于力的描述，下面说法正确的是（A）
Ａ．作某力的图示时，若选定的标度不同，那么表示这个力的线段的长度就不同，但箭头的指向是相同的
Ｂ．描述力只要用一根带箭头的线段表示出力的大小和方向就可以了
Ｃ．两力相同指两力大小相等即可
Ｄ．两力相同指两力的大小、方向、施力物体、受力物体都相同，实质上指的同一个力
8．一个物体受到三个力的作用，它们的图示如图3-1-4所示，下面正确的说法是（ C ）
A． 这三个力都相等
B． 这三个力中只有F1和F2相等
C． 这三个力都不相等
D． 这三个力，必定有三个施力物体和三个受力物体
9．关于重心的说法，正确的是（CD）
A．重心就是物体内最重的一点
B．有规则形状的物体，其重心必在物体的几何中心
C．把一物抬到高处，其重心在空间的位置也升高了
D．背跃式跳高运动员，在跃过横杆时，其重心在身体之外
10．关于重力的大小和方向，下列说法中正确的是 （ A ）
A． 在地球上方的物体都要受到重力作用，所受的重力与它的运动状态无关,也不管是否存在其他力的作用
B． 在地球各处的重力方向都是相同的
C．向上运动的物体所受重力可能小于向下运动的同一物体所受重力
D．对某一物体而言，其重力的大小总是一个恒量，不因物体从赤道移到南极而变化
11．关于四种相互作用,下列说法中正确的是 ( BCD )
A.使原子核内质子、中子保持在一起的作用是电磁相互作用
B.在天然放射现象中起作用的基本相互作用是弱相互作用
C.万有引力和电磁相互作用是远程力， 强相互作用和弱相互作用是近程力
D.地球绕太阳旋转而不离去是由于万有引力作用
课后练习与提高??
1．水平地面上一辆小车的重力是50N，受到与水平面成30°的斜向上的25N的拉力。试画出小车的重力和拉力的图示（图3-1-5）。
见图3-1-5右图
2、 有一条质量均匀分布的长为L的绳子盘在水平地面上，现将它竖直向上拉起，当它的下端恰好离地时，它的重心位置升高了多少？
L/2
3．如图3－1－6所示,把一边长为lm的匀质立方体,绕bc棱翻倒,当AbcD平面处于竖直位置时,它的重心位置升高了多少?
0.2m
3.1 重力 基本相互作用
时间：45分钟 满分：100分
一、单项选择题(每小题6分，共30分)
1．下列说法正确的是( )
A．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用
B．只有有生命的物体才会施力，无生命的物体只会受到力，不会施力
C．任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体
D．在力的图示法中，长的线段所对应的力一定比短的线段所对应的力大
2．关于力的作用效果的说法中正确的是( )
A．物体受到力作用后，形状及运动状态都一定发生变化
B．物体受到力作用后，形状及运动状态可能都不发生变化
C．物体速度不发生改变，则物体一定没有受到外力作用
D．物体形状发生改变必定是有力作用的结果
3．关于重力、重心，下列说法中正确的是( )
A．风筝升空后，越升越高，说明风筝的重心相对风筝的位置也越来越高
B．质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上
C．舞蹈演员在做各种优美动作的时候，其重心相对身体的位置不断变化
D．重力的方向总是垂直于地面
4．关于地面上物体的重力，下列说法正确的是( )
A．只有静止时，物体才受重力
B．物体对地面的压力就是物体的重力
C．弹簧测力计和杆秤都能称量物体的重力大小
D．同一地点，物体的重力与其质量成正比
5．在下图中，所画的重力示意图错误的是(物体均静止，重力为G)( )
二、多项选择题(每小题6分，共18分)
6．下列说法正确的是( )
A．不相互接触的物体之间也会产生力的作用，可见力是可以离开物体而单独存在的
B．只要确定了力的大小和方向，这个力就完全确定了
C．画某力的图示时，选定的标度不同，表示这个力的线段的长度也不同，但箭头的指向是相同的
D．在日常生活中，人们常用杆秤来测量质量的大小
7．用弹簧秤竖直悬挂一个静止的小球，下面说法正确的是( )
A．小球对弹簧秤的拉力就是小球的重力
B．小球对弹簧秤的拉力大小等于小球的重力大小
C．小球的重力的施力物体是弹簧秤
D．小球的重力的施力物体是地球
8．一个物体重2 N，那么，在下列情况下它受到的重力还是2 N的是( )
A．将它竖直向上抛出
B．将它放到水里，它被浮起
C．将它放到月球或木星上
D．将它放到高速行驶的列车上
三、非选择题(共52分)
9．(8分)质量为3 kg的铅球在空中飞行时受到________的作用，这个力的施力物体是________，其大小为________N，方向________．(忽略空气阻力)
10．(8分)已知物体在月球上受到的重力是地球上的.质量为50 g的钩码，在地球上用天平测量示数为________，用弹簧测力计测量示数为________；若将钩码移到月球上，用天平测量示数为________，用弹簧测力计测量示数为________．(g取10 N/kg)
11．(12分)到市场上买0.5 kg的鸡蛋正好是8个，若用手托住其中一个鸡蛋，这个鸡蛋对你的手的压力是多少？画出这个力的图示．
答案
课后作业
1．C 力的作用是相互的，只是效果可以不同，故A错．不管物体是否有生命，当它与别的物体发生作用时，它既是施力物体，同时也是受力物体，不存在只施力不受力的物体，也不存在只受力而不施力的物体，故B错．自然界中的物体都不是孤立的，而是相互联系着的，每一个物体总是会受到别的物体的作用，是受力物体，同时也是施力物体，C正确．在同一个标度下，说法D正确，但在没有指明力的标度或采用不同的标度时，就无法用线段的长度来比较力的大小，D错误．
2．D 力的作用效果是使物体发生形变或改变物体的运动状态，但两者不一定同时产生，也不会同时都不产生．A，B错．物体的速度不发生改变可能是受到平衡力作用的结果，C错．物体的形状发生改变，说明物体一定受到力的作用，D正确．
3．C 重心位置与质量分布、物体形状都有关，质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在其几何中心上，重力方向总是竖直向下．
4．D A错误，物体是否受重力与其运动状态无关．B错误，物体对地面的压力与物体的重力的施力物体和受力物体都不同，故不是一个力．C错误，杆秤的原理是杠杆，只能称量质量不能称量重力．D正确，在同一地点g为常数，由G＝mg可知，重力与质量成正比．
5．A 重力的方向是竖直向下的，故只有A选项错．
6．CD 力是物体对物体的作用，不能离开物体而单独存在，A错．要确定力，必须完整地确定力的三要素，B错．根据力的图示的规定知，C正确．杆秤是用来测量质量的，D正确．
7．BD 小球对弹簧秤的拉力与小球的重力这两个力的施力物体和受力物体不同，A错．由课本结论知：用悬绳挂着的静止物体，对竖直悬绳的拉力大小等于物体受到的重力，B正确．小球的重力的施力物体是地球，C错．D正确．
8．ABD 在地面上的物体受到的重力大小与它的运动状态无关，与是否放在水里无关，A，B，D正确，同一物体在月球或木星上的重力，是由月球或木星对物体的吸引产生的，与地球上的重力数值不同，C错．
9．重力 地球 29.4 竖直向下
10．50 g 0.5 N 50 g N
11．略
12.(12分)(1)把一条盘放在地上的长为L的匀质链向上刚好拉直时，它的重心位置升高多少？
(2)把一个边长为a的匀质立方体，如下图所示，绕AB棱翻到对角面ABCD处于竖直位置时，重心位置升高多少？
13．(12分)物体竖直悬挂在弹簧秤下静止时，秤示数为29.4 N，则用天平测此物体质量时，示数为多少？当弹簧秤拉着物体向上匀速运动时对物体所受的拉力而言，指出施力物体和受力物体，此时秤的示数是多少？(g取9.8 N/kg)
答案
12.(1)L/2 (2)Δh＝h′－h＝a－a＝(－1)a
如图所示．
13．3 kg 弹簧秤 物体 29.4 N
解析：根据G＝mg，有m＝＝ kg＝3 kg.物体为受力物体，弹簧秤对物体施加力是施力物体；物体在向上匀速运动时与静止情况相同，物体受到弹簧秤向上的拉力和地球对物体的重力大小相等，所以秤的示数仍为29.4 N.
课件16张PPT。第三章
相互作用预
习
作
业课
后
作
业随
堂
作
业重力 基本相互作用
