4.1 重力与重心 课件 (5)

课件73张PPT。教师用书独具演示●课标要求
1．知道力是物体间的相互作用，力使物体的形状或运动状态发生改变，用力的图示表达力的三要素．
2．了解重力的产生，理解重力的三要素．
3．能测量重力的大小，确定重力的方向．
4．能解释稳定等与重力相关的现象，并能应用．第1节 重力与重心
●课标解读
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，认识力能使物体形状或运动状态发生改变．
5．知道力的三要素．
●教学地位
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.
●新课导入建议
设问导入
1．你觉得力是什么？请举例说明理由．
2．力的作用效果有哪些？举例说明．
情景导入
(课件展示)播放“苹果落地、投掷标枪、喷泉、飘落的雪花”等录像资料．
引导学生观察讨论，找出共同点
探讨结论：这些物体都最终落向地面，是因为受到地球引力的作用．
本节课就来学习力的一种——重力．
课前预习安排：
1．看教材
2．填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论) ●教学流程设计步骤1：
导入新课，本节教学地位分析 步骤2：
老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生) 步骤3：
师生互动完成“探究1”互动方式(由于学生初中有一定基础，该问题可引导学生自己完成) 步骤4：
教师通过例题讲解力的图示的画法 步骤5：
让学生完成迁移应用1，检查完成情况并点评 步骤6：
师生互动完成“探究2”(方式同完成探究1相同) 步骤7：
完成“探究3”(重在讲解重力的大小、方向及重心位置的确定) 步骤8：
完成“探究4”(重在讲解分析一个力是否存在的常用方法) 步骤9：
指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 步骤10：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，完善课堂小结，安排学生课下完成【课后知能检测】 演示结束1.基本知识
(1)力
①定义：力是物体和物体之间的 作用．
②单位：力的单位是 ，简称牛，符号N.
③作用效果：使物体的 或 发生改变．
④矢量性：力不但有 ，而且有 ，力是 ．力的描述 相互牛顿形状运动状态大小方向矢量(2)力的表示
①力的图示
用一根带箭头的 来表示力，按一定比例(或标度)画出线段，其长短表示力的 ，末端的箭头表示力的 ，箭头或箭尾表示力的 ，箭头所在的直线表示力的 ．
②力的示意图
只画出带箭头的 来表示物体在这个方向上受到了力，对线段长度没有严格要求．线段大小作用方向作用点作用线线段2．思考判断
(1)物体的运动状态变化，就是速度发生了变化．(√)
(2)力是矢量，力的作用效果除与力的大小有关外还与力的方向和作用点有关．(√)
(3)只要有力作用在物体上，物体的运动状态就一定发生变化．(×)
3．探究交流
要完整的表示某一力需要表示出哪些方面？
【提示】　需表示出力的大小、方向、作用点这三个方面，这种表示方法叫力的图示.1.基本知识
(1)重力
①定义：由于地球的 而使物体受到的力叫重力．
②大小：G＝ .(其中g是比例系数，g＝9.8 N/kg)
③方向：重力的方向总是 ．
④影响因素：同一物体的重力在地球上的不同位置，其数值不同．
(ⅰ)不同纬度重力不同，两极最大，赤道最小．
(ⅱ)高度不同，重力不同，数值随高度的增加而减小．重力及其测量 吸引mg竖直向下
(2)重力的测量
重力的大小可以用 测出．测量时物体必须保持 ，这样物体对测力计的拉力才等于物体受到的 ．体检时常用 来测量体重．
弹簧测力计静止重力磅秤2．思考判断
(1)只有静止的物体受重力，而运动的物体不受重力．(×)
(2)地球对物体有吸引力，而物体对地球无吸引力．(×)
(3)同一物体在同一地方不论静止还是向哪一个方向运动所受的重力大小和方向都相同．(√)
3．探究交流
重力的方向总是竖直向下，能否说成垂直向下？
【提示】　竖直向下不能说成垂直向下，竖直向下是垂直于当地水平面向下，而垂直向下可以垂直于任何支持面.1.基本知识
(1)重心
①在研究重力对一个物体的 时，可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在 ，这个点就是重力的 ，叫做物体的 ．任何一个物体都有重心，且只有 个重心．重心与稳定 作用效果某一点作用点重心一②决定物体重心位置的因素：
(ⅰ)物体的 ．
(ⅱ)物体的 ．
③确定物体重心的方法
(ⅰ)形状规则、质量分布均匀的物体，重心在其______ ________上．
(ⅱ)对不规则的细棒和薄板，可用支撑法或 确定其重心．
(2)影响物体稳定程度的因素
①物体的重心 越稳定．
②物体的支持面 越稳定．形状质量分布几何中心悬挂法越低越大
2．思考判断
(1)物体升高或降低时，重心在物体上的位置也相应升高和降低．(×)
(2)物体改变形状时，重心位置一定发生变化．(×)
(3)物体的重心可能位于物体之外．(√)
3．探究交流
如图4－1－1所示，身体素质和技术相当的跳高运动员，为什么采用“背越式”的要比采用“跨越式”的成绩好呢？图4－1－1
【提示】　跳高运动员在越过横杆时，“背越式”运动员的重心比“跨越式”运动员的重心升高的高度低，因此运动员越过相同高度的横杆，采用“背越式”跳法要比“跨越式”容易些. 【问题导思】
1．是否存在没有受力物体或没有施力物体的力？
2．力的作用能发生不相互接触的两个物体之间吗？
3．力可产生怎样的作用效果？决定力作用效果的因素是什么？力的特性和效果
1．力的特性
(1)力的物质性
力是物体间的相互作用，或者说力是物体对物体的作用，没有脱离物体而独立存在的力．我们谈到一个力时，一定同时存在受力物体和施力物体；不存在只有受力物体而没有施力物体的力，也不存在只有施力物体而没有受力物体的力．
(2)力的相互性
物体之间力的作用是相互的．只要一个物体对另一个物体施加了力，那么另一个物体一定同时对这个物体也施加了力，即力总是成对出现的．施力物体同时又是受力物体，受力物体同时又是施力物体．
(3)力的矢量性
力不仅有大小，而且有方向，力是矢量．
2．力的作用效果
(1)作用效果：一是改变物体的运动状态，二是使受力物体发生形变(形状和体积的变化)．
(2)决定因素：力的作用效果由力的大小、方向、作用点共同决定．根据力的作用效果，可判断物体的受力情况．1．物体之间发生力的作用时，不一定相互接触，不接触的物体间仍可存在力的作用．
2．力的作用是相互的，一个物体是施力物体的同时，也一定是受力物体．
3．力总是成对出现的，世上物体间作用力有无数个，但一定是偶数个． (2013·龙岩一中高一期末)下述关于力的说法中正确的是(　　)
A．力是物体对物体的作用
B．只有直接接触的物体间才有力的作用
C．力可以离开物体而独立存在
D．力的大小相同，产生的效果一定相同
【审题指导】　解答该题时一定要深刻理解力的特性和力的作用效果．
【解析】　由力的特性知，力是物体与物体间的相互作用，力不能离开物体而单独存在，力不仅产生于相互接触的物体间，而且不相互接触的物体间仍可存在力的作用，且力的作用效果由大小、方向、作用点共同决定，故A正确，B、C、D均错误．
【答案】　A
关于力的理解的三大误区
1．误认为物体可以只受力不施力．事实上，只要一个物体受到力的作用，它必然对施力物体也施加了作用力．
2．误认为力只发生在相互接触的物体之间，事实上，力既可发生在相互接触的物体之间，也可发生在不直接接触的物体之间．
3．误认为只有有生命的人或动物才能产生力的作用．事实上任何物体都可以作为施力物体，同时也对其他物体施加力的作用．
1．下列说法中正确的是(　　)
A．甲用力把乙推倒，说明甲对乙有力的作用，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会受力，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．只有施力物体或受力物体的力是存在的
【解析】　甲推乙的同时，乙也在推甲，力的作用是相互的，A错；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，B错；由于自然界中的物体都是相互联系的，找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体，所以每一个物体都受到别的物体作用，是受力物体，同时也对其他物体施力，又是施力物体，C正确；力是物体间的相互作用，有力就一定涉及两个物体，只有施力物体或受力物体的力是不存在的，D错．
【答案】　C【问题导思】
1．力的三要素中，哪一个要素在力的示意图中不能准确反映？
2．一个物体受多个力，在作多个力的图示时，选标度时应注意什么？力的图示和力的示意图 1．作力的图示时，标度的选取应根据力的大小合理设计，一般情况下，线段应取2～5段整数段标度的长度．
2．画同一物体受到几个力时，要用同一标度．
3．表示力的线段的始端一般为物体的重心位置． 如图4－1－2所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图．
【审题指导】　解答该题可按以下顺序进行．
选标度→画线段→判方向、加箭头．图4－1－2 【解析】　画力的图示，要严格按照以下步骤进行．
(1)选定标度：此题选单位长度的线段表示2 N的力．
(2)从力的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成正比，线段上加刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示，从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度的线段．
(3)在线段上加箭头表示力的方向．
画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明N＝10 N即可，如图丙所示．
【答案】　见解析力的图示的应用
1．力的图示反映了力的三要素，用作图法解决力的问题时经常用到．
2．用力的图示把力表示出来，这是一种科学方法，通过这种方法，把力译成几何语言，能更直观和形象的描述力．2．图4－1－3甲、乙中A的重量均为10 N，画出它们所受重力的图示．
图4－1－3【解析】　①选定标度：此题用单位长度的线段表示2 N的力．
②从作用点(重心)沿力的方向画一线段，根据选定的标度，线段长短和力的大小成正比，线段上加刻度，如图所示，沿竖直向下的方向画一段五倍于标度的线段．
③在线段上加箭头表示力的方向．
【答案】　见解析
【问题导思】
1．重力的大小与哪些因素有关？
2．重力的大小是否随物体运动状态的变化而变化？
3．重力的方向是否指向地球的球心？
4．物体的重心一定在物体上吗？
对重力和重心的理解 1．与重力的大小有关的因素及重力的方向
(1)在同一地点，重力的大小与质量成正比．
(2)在不同地点，某一物体的重力的大小与物体所处的纬度位置有关，在纬度越高的位置，所受重力越大；其重力的大小还与物体的海拔高度有关，在同一地点，位置越高，重力越小．
(3)重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关．
(4)重力的方向总是竖直向下，竖直向下不是垂直于支撑面向下，也不是指向地心．2．重心的意义和重心的位置
(1)重心是重力的等效作用点，并非物体的全部重力都作用于重心．
(2)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如一个圆形平板的重心在板上，而一个铜环的重心就不在环上．
(3)重心在物体上的位置与物体所处的位置、放置状态及运动状态无关，但一个物体的质量分布或形状发生变化时，其重心在物体上的位置也发生变化．
(4)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上；对形状不规则的薄物体，可用支撑法或悬挂法来确定其重心．1．重力的大小可用测力计测出，测量时物体应处于静止或匀速直线运动状态．
2．天平测出的是物体的质量，而不是物体的重力． (2012·泉州五中高一期末)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
【审题指导】　解答本题时应把握以下三点：
(1)重力是由地球吸引而产生的，与运动状态无关．
(2)明确物体的重力和对地面的压力的施力物体和受力物体．
(3)把握物体的重力与物体的质量的关系．
【解析】　物体是否受重力与运动状态无关，A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不同，故不是一个力，B错误；杆秤的原理是杠杆原理，只测质量不测重力，C错误；在同一地点g为常数，由G＝mg可知，重力与质量成正比，D正确．
【答案】　D
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，与物体所处的运动状态无关，即不论物体处于静止状态还是运动状态，也不论物体怎样运动，物体均受到重力，在分析物体受力时首先应将重力画出．
3．关于物体的重心，下列说法中正确的是(　　)
A．物体升高或降低(形状不变)时，重心在物体上的位置也相应升高或降低
B．物体改变形状时，重心位置一定发生变化
C．物体的重心可能位于物体之外
D．重心是物体内最重的一点
【解析】　对于一个确定的物体，其重心位置相对物体是固定不变的，不随物体上、下运动而变化，A错．一条粗细均匀的绳子围成正方形时其重心为几何中心，围成圆形时其重心仍为几何中心，位置可能不变，B错．上面例子中环形绳的重心就不在绳子上，C对．重心是物体所受重力的等效作用点，但并非物体的全部重力都集中于那一点，也不是物体上最重的点，D错．
【答案】　C 下列说法中正确的是(　　)
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综合解题方略——分析一个力是否存在
【规范解答】　本题考查对力的概念的理解，关键是明确力的作用是相互的．甲对乙施力的同时，乙对甲也施力，只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、胸部，更能承受打击罢了，所以乙感到痛而甲未感到痛，A错；“风吹草动”的施力物体是空气，B错；力不可以离开物体而存在，磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场产生的，磁场离不开磁铁，故C错；网球飞出后受重力和阻力，施力物体依次是地球和空气，故D正确．
【答案】　D分析一个力是否存在常用方法
1．力是不能离开物体而独立存在的，即没有物体，就谈不上力的作用．
2．只有一个物体谈不上力的作用．有力的作用就必须有施力物体和受力物体，不存在只有施力物体而没有受力物体的力，也不存在只有受力物体而没有施力物体的力．而且受力物体所受力的施力物体不可能是它自身．
3．力是直接产生于施力物体和受力物体之间的，不需要第三个物体传递．
4．力的作用是相互的．施力物体对受力物体有力的作用的同时，也受到受力物体对它的反作用力，因此力总是成对出现的，且施力物体也必定同时是受力物体．
【备课资源】(教师用书独具)
如图教4－1－1所示，一空心均匀金属球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，当水由小孔慢慢流出过程中，空心球壳和水的共同重心将会(　　)
A．一直下降
B．一直上升
C．先升高后降低
D．先降低后升高图教4－1－1 【解析】　当注满水时，球壳和水球的重心均在球心，故它们共同的重心在球心．随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳中的水较多，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心也下降，后一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的减少，球壳和水共同的重心升高；剩余的水越少，共同重心越靠近球心，最后，水流完时，重心又回到球心，故球壳和水的共同重心将先降低后升高，D选项正确．
【答案】　D 1．下列关于力的作用效果的叙述正确的是(　　)
A．物体的运动状态发生改变必定是物体受到力的作用
B．物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用
C．力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关
D．力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变
【解析】　因为力是改变物体运动状态的原因．所以A正确；力的作用效果是使物体运动状态改变或者使物体发生形变，所以B正确，D不正确．力的三要素大小、方向、作用点都影响力的作用效果，故C正确．
【答案】　ABC
2．(2012·宁德高一期末)关于地球上的物体，下列说法中正确的是(　　)
A．物体静止时不受重力作用
B．物体只有落向地面时才受到重力作用
C．物体落向地面时比物体上抛时所受的重力小
D．物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物体是否运动及怎样运动无关
【解析】　重力是由地球的吸引而产生的，不管物体静止还是运动，也不管物体上升还是下落，地面附近同一物体的重力大小、方向都不会发生改变，重力的大小可由公式G＝mg求出．可见，重力大小仅与物体的质量m有关，与运动状态无关．所以正确的答案是D.
【答案】　D
3．以下关于物体受力的几种说法中正确的是(　　)
A．一物体竖直向上抛出，物体离开手后向上运动，是由于物体仍受到一个向上的力的作用
B．甲打乙一拳，乙感觉疼痛，而甲未感觉疼痛，说明甲对乙施加了力的作用，而乙对甲未施加力的作用
C．“风吹草低见牛羊”，草受到了力而弯曲，但未见到施力物体，说明没有施力物体力也是存在的
D．磁铁吸引铁钉时磁铁不需要与铁钉接触，说明不接触的物体之间也可以产生力的作用
【解析】　力总是成对出现的，产生力的物体也总是成对出现的，这一对物体一定分别是施力物体和受力物体，故选项A、B、C错；产生力的两个物体不一定接触，D项对．
【答案】　D
4．(2012·莆田高一期末)一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化(　　)
A．把它从赤道拿到南极　 B．把它送到月球上去
C．把它放到水里 D．改变它的运动状态
【解析】　根据重力的计算公式G＝mg知：它的大小不但与物体的质量有关，而且也与重力加速度的大小有关，而重力加速度的大小与地球上的位置、离地面的高度有关，不同的天体上重力加速度也不同．所以正确的答案是A、B.
【答案】　AB
5．用图示法画出力，并指出施力物体和受力物体．
(1)在水平桌面上重50 N的书的重力；
(2)空气对气球的20 N的浮力；
(3)小孩以向东偏北30°的方向用200 N的力拉小车．
【解析】　(1)在水平桌面上重50 N的书的重力，施力物体是地球，受力物体是书．力的图示如图甲所示．
(2)空气对气球的20 N浮力，施力物体是空气，受力物体是气球．力的图示如图乙所示．
(3)小孩以向东偏北30°的方向用200 N的力拉小车，施力物体是小孩，受力物体是小车．力的图示如图丙所示．【答案】　见解析