(新教材)高中物理鲁教版必修第一册 第3章 第1节 重力与重心(课件:37张PPT+学案)

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名称 (新教材)高中物理鲁教版必修第一册 第3章 第1节 重力与重心(课件:37张PPT+学案)
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文件大小 5.6MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2019-12-03 05:59:03

文档简介

第1节 重力与重心
核心素养
物理观念
科学态度与责任
1.知道重力产生的原因及重力的三要素。
2.知道重心的概念,物体重心位置与什么有关。
3.能用重力的概念与规律说明生产生活中的相关现象。
利用重力、重心等物理知识应用于生产生活中。
知识点一 力的描述
1.力的概念
(1)定义:力是物体和物体之间的相互作用,能使物体的形状、运动状态发生
改变。
(2)力的单位是牛顿,简称牛,用N表示。
2.力的图示
在物理学中,可用一条带箭头的线段来表示力:线段的长短表示力的大小,箭头指向表示力的方向,箭尾(或箭头)所在位置表示力的作用点,线段所在的直线表示力的作用线。
3.力的示意图:只画出带箭头的线段来表示物体在这个方向上受到的力,对线段的长度没有严格要求。
[思考判断]
(1)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。(√)
(2)力作用在物体上,必定同时出现形变和运动状态的改变。(×)
(3)有的力可能只有施力物体而没有受力物体。(×)
竹子被熊猫拉弯
知识点二 重力及其测量、物体的重心
[观图助学]
    
产生
由于地球的吸引而使物体受到的力
大小
(1)大小:G=mg,式中G、m、g的单位分别为N、kg、N/kg(或m/s2)
(2)测量:用弹簧测力计测出。测量时竖直悬挂被测物体,当处于静止状态时,测力计的示数就等于物体重力的大小
方向
总是竖直向下
重心
(1)定义:一个物体的各个组成部分都受重力的作用,从效果上看,可认为重力集中作用在一个点上,把这个点视为重力的等效作用点,称为物体的重心
(2)决定重心位置的因素:①物体的形状;②物体内质量的分布
[思考判断]
(1)地球上所有物体的重力的施力物体都是地球。(√)
(2)重力的方向也可以表述为指向地心。(×)
(3)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。(×)
重力是非接触力,重力的施力物体是地球,物体所受重力与所处的运动状态及是否受其他力无关。
重垂线就是利用重力的方向总是竖直向下的原理制成的。
核心要点  力的性质和作用效果
[观察思考]
如图所示是足球撞击球网的瞬间。讨论回答下列问题:
足球撞击球网时对球网产生了巨大的冲击力,球网对足球有没有作用力?若有,该力对足球产生了什么样的作用效果?
答案 有 改变足球的运动状态。
[要点归纳]
1.力的三个性质
性质
理解
物质性
力是物体对物体的作用,脱离物体而独立存在的力是不存在的,一个力一定同时具有受力物体和施力物体
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的作用,另一个物体也一定会对这个物体施加力的作用
矢量性
力是矢量,不仅有大小,而且有方向
2.力的作用效果
(1)力的作用效果
(2)影响作用效果的要素:力的大小、方向和作用点。如下图所示。
[试题案例]
[例1] 下列说法中正确的是(  )
A.射出枪口的子弹,能打到很远的地方,是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用
B.不接触的物体之间不可能有力的作用
C.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到力,不会施力
D.任何一个物体,一定既是受力物体,又是施力物体
解析 子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力,使子弹离开枪口时具有很大的速度,但子弹离开枪口以后,只受重力和空气阻力作用,并没有一个所谓的推力,因为不可能找到这个“推力”的施力物体,故不存在,所以选项A错误;不接触的物体之间也可能有力的作用,如两个磁铁,故选项B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,都会对别的物体施加力,如马拉车时,车也拉马;书向下压桌子,桌子也向上推书,故选项C错误;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,所以每一个物体既是受力物体,又是施力物体,故选项D正确。
答案 D
误区警示 
(1)相互作用的物体,可以直接接触,也可以不接触,但作用力必然是成对出现的。
(2)并非有生命的物体才是施力物体,也并非先有施力物体后有受力物体。
(3)任何一个力都独立地产生作用效果,使物体发生形变或使物体运动状态发生变化。
(4)力的物质性表明力离不开施力物体或受力物体,力的相互性表明力总是成对出现的,一个物体对其他物体施加力的同时,也一定受到其他物体的作用力。
[针对训练1] 下列说法正确的是(  )
A.“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
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,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
解析 力是物体对物体的作用,任何力的产生都有施力物体和受力物体,风吹草的施力物体是空气,A错误;足球在空中飞行时不会受到向前的推力,因为这个力找不到施力物体,B错误;力的作用是相互的,甲对乙施力的同时,乙对甲也一定有力的作用,C错误;相互作用的两个物体,可以不接触,D正确。
答案 D
核心要点  力的表示方法
[观察思考]
如图甲、乙描述的是“三毛”拉车的情景。讨论以下问题:
(1)哪幅图画出的是拉力的图示?为什么?
(2)哪幅图是拉力的示意图?为什么?
答案 甲图是拉力的图示,因为有标度,乙图是拉力的示意图,它没有标度。
[要点归纳]
1.力的图示:用一条带箭头的线段来表示力的三要素。
力的示意图:用一条带箭头的线段来表示力的方向和作用点。
2.力的图示与力的示意图的区别
(1)力的图示能表示力的三要素,精确表示力时经常用到。
(2)力的示意图只能表示力的作用点和方向,在对物体的受力情况进行分析时经常用到。
3.力的图示与力的示意图的画法
作图步骤
力的图示
力的示意图
选标度
选定标度画同一物体受力图示时要选同一标度
(用某一长度的线段表示一定大小的力)
画线段
从作用点开始沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度
从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段
标方向
在线段的末端标出箭头,表示方向
在线段的末端标出箭头,表示方向
[试题案例]
[例2] 如图所示,静止的木块对桌面的压力为6 N,试画出压力的图示,说明施力物体和受力物体;并画出木块所受重力和支持力的示意图。
思维导图
解析 (1)画力的图示时,要按照以下步骤进行:
①选定标度→选适当长度的线段表示2 N的力。
②确定线段→从作用点起沿力的方向画一线段,线段长短按标度和力的大小画,线段标上刻度。如图甲所示,从O点竖直向下画一条三倍于标度的线段。
③标注方向→在线段上加箭头表示力的方向。
为了简便,也可以依照图乙来画。压力的施力物体是木块,受力物体是桌面。
(2)画力的示意图时,只需画出力的作用点和方向,对线段的长短没有严格要求。图丙为木块所受重力和支持力的示意图,也可以依照图丁那样用一个点表示木块,画出重力和支持力的示意图。
答案 见解析
方法凝炼
(1)画力的图示时,标度的选取应根据力的大小合理设计,使表示力的有向线段的长度等于2~5段标度的长度。
(2)对于几何形状规则的物体,在画力的图示或示意图时,有向线段的起点可画在几何中心。
[针对训练2] 某人通过细绳用大小为50 N的力F斜向上与水平方向成30°角拉物块A,试画出拉力F的图示,并指出受力物体与施力物体。
解析 画力的图示时,先选好标度:以5 mm长的线段表示10 N的力,则表示拉力F线段长25 mm,用A点代表物块A,即力的作用点,最后标上箭头指明拉力的方向,即得力F的图示。为了准确无误地表示拉力的方向,图中的虚线是必要的辅助线。
答案 细绳拉物块A,受力物体是物块A,施力物体是细绳。
核心要点  对重力和重心的理解
[要点归纳]
1.对重力的理解
(1)产生:重力是由于地球的吸引而产生的,但由于其自转的影响,重力一般不等于地球对物体的吸引力。
(2)大小:同一地点,不同物体重力的大小与其质量成正比。
(3)方向:重力的方向总是竖直向下。
关键提醒
2.对重心的理解
(1)重心的特点:重心是重力的等效作用点,并非物体的其他部分不受重力
作用。 等效思想
(2)重心的位置及决定因素
①位置:重心的位置可以在物体上,也可以在物体外。
②决定因素
a.物体质量分布情况。
b.物体的形状。
[试题案例]
[例3] 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,当用不同的弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的,当用同一弹簧测力计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等效作用点
D.形状规则的物体(如正方体),其重心一定在其几何中心处
解析 重力的方向为竖直向下而不是垂直地面向下,选项A错误;同一物体在地球上不同位置所受重力不同,与测力计无关,选项B错误;重心为物体各部分所受重力的等效作用点,选项C正确;重心的位置与物体的形状与质量分布是否均匀有关,如果质量不均匀分布,仅有规则几何外形,其重心也不一定在几何中心上,选项D错误。
答案 C
温馨提示 (1)重心不是重力的真实作用点,重力作用于整个物体,重心是重力的等效作用点。
(2)重心不是物体上最重的一点,也不一定在物体的几何中心上。
(3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关。重心的位置可以不在物体上。
[针对训练3] 关于重力与重心,下列说法正确的是 (  )
A.物体在空中下落时受到的重力比静止时受到的重力大
B.规则物体的重心一定在其几何中心
C.放在桌面上的物体对桌面的压力,其实就是该物体的重力
D.重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点
解析 空中下落时物体重力与静止时物体重力相同,故选项A错误;规则物体的重心不一定在它的几何中心上,还与物体的质量分布有关,当物体的质量分布均匀时,规则物体的重心,一定在它的几何中心上,故选项B错误;压力是由于相互挤压而产生的,与重力的性质不同,二者不是同一种力,故选项C错误;重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点,故选项D正确。
答案 D
科学态度与责任——重心位置与物体平衡关系的应用
  物体的平衡问题是物理学中的常见问题,物体在重力和支持力作用下的平衡又可分为稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡三个类型。物体稍微偏离平衡位置,如果重心升高,就是稳定平衡;如果重心降低,就是不稳定平衡;如果重心的位置不变,就是随遇平衡。
从物理学的角度来看,重心的位置和物体的平衡之间有着密切联系,主要体现在两个方面:物体的重心在竖直方向的投影只有落在物体的支撑面内或支撑点上,物体才可能保持平衡;物体的重心位置越低,物体的稳定程度便越高。
[针对训练] 如图是位于水平桌面上的玩具“不倒翁”摆动过程的示意图,O点是“不倒翁”的重心。将“不倒翁”扳到位置1后释放,“不倒翁”向右摆动,经过竖直位置2到达另一侧最大摆角的位置3,关于这一现象,下列说法中正确的是(  )
A.“不倒翁”在位置3时,重力和支持力是一对平衡力
B.只有在位置2,“不倒翁”受到的重力方向才竖直向下
C.“不倒翁”之所以不倒是因为重心很低
D.“不倒翁”从位置2到位置3是受到水平向右的力的作用
解析 重力的方向竖直向下,由于不倒翁在水平面上,因此支持力的方向竖直向上,从图1和3中可以看出,重力和支持力不在一条直线上,因此重力和支持力不是一对平衡力,故A项错误;重力的方向总是竖直向下的,故B项错误;物体的重心越低,稳定性越好,因此“不倒翁”之所以不倒是因为重心很低,故C项正确;“不倒翁”从位置2到位置3,仍只受重力和桌面的支持力,并没受水平方向的力,因为在位置2,不倒翁有水平向右的速度,所以不会停在位置2,故D项错误。
答案 C
1.(对力的理解)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.地球对苹果有引力作用,苹果对地球没有引力作用,所以苹果才落到地面上
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
解析 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,故A错误;地球对苹果有引力作用,使苹果落到地面,苹果对地球也有引力作用,由于地球质量较大,地球还要受到其他物体的引力,所以地球不动,故B错误;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错误;网球飞出后受重力和阻力,施力物体是地球和空气,而不再是人,故D正确。
答案 D
2.(对重力的理解)(多选)下列关于重力的说法正确的是(  )
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.同一物体在地球上不论怎么运动都受到重力的作用
D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的
解析 重力是由于物体受到地球的吸引而产生的,但并不等于地球对物体的吸引力,故A错误,D正确;无论是静止的,还是运动的物体都受到重力作用,重力与物体的运动状态无关,故B错误,C正确。
答案 CD
3.(对重心的理解)如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家集高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝,飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为(  )
A.马跑得快
B.马蹄大
C.马的重心在飞燕上
D.马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
解析 马的重心在马身上而不在飞燕上,但只有马的重心位置和飞燕在一条竖直线上,才能保持平衡,故选项A、B、C错误,D正确。
答案 D
4.(力的图示和示意图)如图甲中木箱P点,用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱;在图乙中木块的Q点,用与竖直方向成60°角斜向左上方的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。
答案 如图所示

基础过关
1.下列关于力的说法正确的是(  )
A.力是物体对物体的作用
B.力有时可以离开物体而单独存在
C.只有直接相互接触的物体间才能产生作用力
D.有受力物体不一定就有施力物体
解析 力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而单独存在,这是力的物质性。只要有力的作用,就一定同时存在施力物体和受力物体,故力不能脱离物体而单独存在。直接接触的物体间可能产生力的相互作用,不接触的物体间也可能产生力的相互作用,如磁铁与磁铁之间、物体与地球之间、电荷与电荷之间都存在力的相互作用。故选项A正确。
答案 A
2.下列关于力的作用效果的叙述中,正确的是 (  )
A.物体运动状态发生改变,一定受外力作用
B.物体的运动状态不发生变化,一定不受外力作用
C.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
D.力的作用效果完全由力的大小决定
解析 力的作用效果之一就是使物体运动状态发生改变,选项A正确;物体运动状态不变并不一定没有受到力的作用,力的作用效果是使物体运动状态发生改变或者使物体发生形变,选项B、C错误;力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果,选项D错误。
答案 A
3.甲、乙两拳击运动员竞技,甲一拳击中乙肩部,观众可认为甲运动员(的拳头)是施力物体,乙运动员(的肩部)是受力物体,但在甲一拳打空的情况下(如图),下列说法中正确的是(  )
A.这是一种只有施力物体,没有受力物体的特殊情况
B.此时拳头因与空气相互作用而停止
C.甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体
D.以上说法都不正确
解析 力的作用是相互的,只要有力产生必然存在着施力物体与受力物体,甲运动员击空了,但在其击拳过程中,在其拳头、胳膊与躯干的相互作用系统内由于相互作用而产生力,身体内部的力也是拳头停止的原因,选项C正确。
答案 C
4.足球运动员已将足球踢向空中,如图所示,下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中,正确的是(G为重力,F为脚对球的作用力、f阻为阻力)(  )
解析 被踢出的足球在向斜上方飞行的过程中,只受重力和空气阻力的作用。重力的方向竖直向下,阻力f阻与球的飞行速度方向相反,B正确。
答案 B
5.下列关于重力和重心的说法正确的是(  )
A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力
B.物体静止时,对水平支持物的压力就是物体的重力
C.用细线将物体悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上
D.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上
解析 重力是由于地球吸引产生的,不是地球对物体的吸引力,A错误;压力和重力是两种性质不同的力,B错误;由平衡条件知,细线拉力和重力平衡,重心在重力作用线上,C正确;重心跟物体的形状、质量分布有关,是重力的等效作用点,但不一定在物体上,如折弯成直角的均匀直杆,重心就不在物体上,D错误。
答案 C
6.(多选)在绳下吊一个小球保持静止状态,下列说法中正确的是(  )
A.小球对绳的拉力就是小球的重力
B.小球对绳的拉力大小等于小球的重力,但拉力不是重力
C.由于小球吊在空中,所以小球的重力没有施力物体
D.小球重力的施力物体是地球
解析 由小球保持静止状态可知,小球对绳的拉力大小等于小球的重力,但拉力与小球的重力是两种不同性质的力,选项A错误,B正确;地球附近的物体都受重力的作用,施力物体是地球,选项C错误,D正确。
答案 BD
7.一饮料杯装满水,如图所示,杯的底部有一小孔,在水从小孔不断流出的过程中,杯连同杯中水的共同重心将(  )
A.一直下降 B.一直上升
C.先升后降 D.先降后升
解析 首先,水面的下降将导致水和容器这个共同体的质量分布发生变化,即开始一段时间内,水面下降,重心下降,但又由于容器自身质量的影响,水面下降到一定程度后,重心又开始上升了,直至水流完,重心又回到空容器的重心位置,选项D正确。
答案 D
8.如图所示,已知各物体的质量都相等且都处于静止状态,试在图上分别画出它们所受重力的示意图。
解析 重力的方向竖直向下,重力的作用点位于物体的重心上,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上。重力的示意图如图所示。
答案 见解析图
9.找出下列力的施力物体和受力物体,并作出物体所受力的图示。
(1)在水平桌面上重力为50 N的书的重力;
(2)空气对气球的20 N的浮力;
(3)小孩以东偏北30°的方向拉小车的200 N的拉力。
解析 (1)在水平桌面上重为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的浮力,施力物体是空气,受力物体是气球。力的图示如图乙所示。
(3)小孩以东偏北30°的方向拉小车的200 N的拉力,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
能力提升
10.(多选)如图所示,两辆车以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是(  )
A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B.重力的方向总是垂直向下的
C.物体重心的位置与物体形状和质量分布有关
D.物体只有重心受重力作用,其他部分不受重力作用
解析 重力作用在物体的各部分,重心是物体的等效作用点,A正确,D错误;重力的方向总是竖直向下的,B错误;物体的形状和质量分布影响物体的重心位置,C正确。
答案 AC
11.如图所示,质量分布均匀的正方形薄板ABCD,边长为a,当薄板绕过C点垂直于纸面的水平轴转动时,其重心最多可升高多少?
解析 初状态重心高度h0=a。
翻转后,板的重心在板的几何中心,如图所示,重心高度h=a。重心位置升高Δh=h-h0=a。
答案 a
12.一个质量为60 kg的人,在地球上的重力为588 N,在月球上的重力为98 N。该人在地球上的弹跳高度为0.5 m。假设人在地球和月球上起跳的初速度相等,那么,他在月球上的弹跳高度为多少?
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
设人在地球上的弹跳高度为s,在月球上的弹跳高度为s′,人跳起时的初速度为v0
由v-v=2as和vt=0得=,
解得s′=s=×0.5 m≈3.0 m。
答案 3.0 m
课件37张PPT。第1节 重力与重心知识点一 力的描述1.力的概念
(1)定义:力是物体和物体之间的________,能使物体的____、________发生改变。
(2)力的单位是_____,简称牛,用___表示。
2.力的图示
在物理学中,可用一条________的线段来表示力:线段的______表示力的大小,箭头______表示力的方向,箭尾(或箭头)所在位置表示力的________,线段所在的直线表示力的作用线。
3.力的示意图:只画出带________的线段来表示物体在这个方向上受到的力,对线段的长度没有严格要求。相互作用形状运动状态牛顿N带箭头长短指向作用点箭头[思考判断](1)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。( )
(2)力作用在物体上,必定同时出现形变和运动状态的改变。( )
(3)有的力可能只有施力物体而没有受力物体。( )√××知识点二 重力及其测量、物体的重心[观图助学]吸引Nkg竖直竖直向下各个组成部分一个点形状质量的分布[思考判断](1)地球上所有物体的重力的施力物体都是地球。( )
(2)重力的方向也可以表述为指向地心。( )
(3)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。( )√××力的性质和作用效果足球撞击球网时对球网产生了巨大的冲击力,球网对足球有没有作用力?若有,该力对足球产生了什么样的作用效果?
答案 有 改变足球的运动状态。[观察思考]
如图所示是足球撞击球网的瞬间。讨论回答下列问题:核心要点[要点归纳]
1.力的三个性质2.力的作用效果(1)力的作用效果(2)影响作用效果的要素:力的大小、方向和作用点。如下图所示。[试题案例]
[例1] 下列说法中正确的是(  )
A.射出枪口的子弹,能打到很远的地方,是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用
B.不接触的物体之间不可能有力的作用
C.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到力,不会施力
D.任何一个物体,一定既是受力物体,又是施力物体解析 子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力,使子弹离开枪口时具有很大的速度,但子弹离开枪口以后,只受重力和空气阻力作用,并没有一个所谓的推力,因为不可能找到这个“推力”的施力物体,故不存在,所以选项A错误;不接触的物体之间也可能有力的作用,如两个磁铁,故选项B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,都会对别的物体施加力,如马拉车时,车也拉马;书向下压桌子,桌子也向上推书,故选项C错误;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,所以每一个物体既是受力物体,又是施力物体,故选项D正确。
答案 D误区警示 
(1)相互作用的物体,可以直接接触,也可以不接触,但作用力必然是成对出现的。
(2)并非有生命的物体才是施力物体,也并非先有施力物体后有受力物体。
(3)任何一个力都独立地产生作用效果,使物体发生形变或使物体运动状态发生变化。
(4)力的物质性表明力离不开施力物体或受力物体,力的相互性表明力总是成对出现的,一个物体对其他物体施加力的同时,也一定受到其他物体的作用力。[针对训练1] 下列说法正确的是(  )
A.“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
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,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解析 力是物体对物体的作用,任何力的产生都有施力物体和受力物体,风吹草的施力物体是空气,A错误;足球在空中飞行时不会受到向前的推力,因为这个力找不到施力物体,B错误;力的作用是相互的,甲对乙施力的同时,乙对甲也一定有力的作用,C错误;相互作用的两个物体,可以不接触,D正确。
答案 D力的表示方法(1)哪幅图画出的是拉力的图示?为什么?
(2)哪幅图是拉力的示意图?为什么?
答案 甲图是拉力的图示,因为有标度,乙图是拉力的示意图,它没有标度。[观察思考]
如图甲、乙描述的是“三毛”拉车的情景。讨论以下问题:核心要点[要点归纳]
1.力的图示:用一条带箭头的线段来表示力的三要素。
力的示意图:用一条带箭头的线段来表示力的方向和作用点。
2.力的图示与力的示意图的区别
(1)力的图示能表示力的三要素,精确表示力时经常用到。
(2)力的示意图只能表示力的作用点和方向,在对物体的受力情况进行分析时经常用到。3.力的图示与力的示意图的画法选定标度画同一物体受力图示时要选同
一标度[试题案例]
[例2] 如图所示,静止的木块对桌面的压力为6 N,试画出压力的图示,说明施力物体和受力物体;并画出木块所受重力和支持力的示意图。思维导图解析 (1)画力的图示时,要按照以下步骤进行:
①选定标度→选适当长度的线段表示2 N的力。
②确定线段→从作用点起沿力的方向画一线段,线段长短按标度和力的大小画,线段标上刻度。如图甲所示,从O点竖直向下画一条三倍于标度的线段。
③标注方向→在线段上加箭头表示力的方向。
为了简便,也可以依照图乙来画。压力的施力物体是木块,受力物体是桌面。(2)画力的示意图时,只需画出力的作用点和方向,对线段的长短没有严格要求。图丙为木块所受重力和支持力的示意图,也可以依照图丁那样用一个点表示木块,画出重力和支持力的示意图。
答案 见解析方法凝炼
(1)画力的图示时,标度的选取应根据力的大小合理设计,使表示力的有向线段的长度等于2~5段标度的长度。
(2)对于几何形状规则的物体,在画力的图示或示意图时,有向线段的起点可画在几何中心。[针对训练2] 某人通过细绳用大小为50 N的力F斜向上与水平方向成30°角拉物块A,试画出拉力F的图示,并指出受力物体与施力物体。
解析 画力的图示时,先选好标度:以5 mm长的线段表示10 N的力,则表示拉力F线段长25 mm,用A点代表物块A,即力的作用点,最后标上箭头指明拉力的方向,即得力F的图示。为了准确无误地表示拉力的方向,图中的虚线是必要的辅助线。
答案 细绳拉物块A,受力物体是物块A,施力物体是细绳。[要点归纳]
1.对重力的理解(1)产生:重力是由于地球的吸引而产生的,但由于其自转的影响,重力一般不等于地球对物体的吸引力。
(2)大小:同一地点,不同物体重力的大小与其质量成正比。
(3)方向:重力的方向总是竖直向下。对重力和重心的理解核心要点关键提醒2.对重心的理解(1)重心的特点:重心是重力的 ,并非物体的其他部分不受重力作用。
    等效思想
(2)重心的位置及决定因素
①位置:重心的位置可以在物体上,也可以在物体外。
②决定因素
a.物体质量分布情况。等效作用点b.物体的形状。[试题案例]
[例3] 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,当用不同的弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的,当用同一弹簧测力计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等效作用点
D.形状规则的物体(如正方体),其重心一定在其几何中心处解析 重力的方向为竖直向下而不是垂直地面向下,选项A错误;同一物体在地球上不同位置所受重力不同,与测力计无关,选项B错误;重心为物体各部分所受重力的等效作用点,选项C正确;重心的位置与物体的形状与质量分布是否均匀有关,如果质量不均匀分布,仅有规则几何外形,其重心也不一定在几何中心上,选项D错误。
答案 C温馨提示 (1)重心不是重力的真实作用点,重力作用于整个物体,重心是重力的等效作用点。
(2)重心不是物体上最重的一点,也不一定在物体的几何中心上。
(3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关。重心的位置可以不在物体上。[针对训练3] 关于重力与重心,下列说法正确的是 (  )
A.物体在空中下落时受到的重力比静止时受到的重力大
B.规则物体的重心一定在其几何中心
C.放在桌面上的物体对桌面的压力,其实就是该物体的重力
D.重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点
解析 空中下落时物体重力与静止时物体重力相同,故选项A错误;规则物体的重心不一定在它的几何中心上,还与物体的质量分布有关,当物体的质量分布均匀时,规则物体的重心,一定在它的几何中心上,故选项B错误;压力是由于相互挤压而产生的,与重力的性质不同,二者不是同一种力,故选项C错误;重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点,故选项D正确。
答案 D科学态度与责任——重心位置与物体平衡关系的应用物体的平衡问题是物理学中的常见问题,物体在重力和支持力作用下的平衡又可分为稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡三个类型。物体稍微偏离平衡位置,如果重心升高,就是稳定平衡;如果重心降低,就是不稳定平衡;如果重心的位置不变,就是随遇平衡。
从物理学的角度来看,重心的位置和物体的平衡之间有着密切联系,主要体现在两个方面:物体的重心在竖直方向的投影只有落在物体的支撑面内或支撑点上,物体才可能保持平衡;物体的重心位置越低,物体的稳定程度便越高。[针对训练] 如图是位于水平桌面上的玩具“不倒翁”摆动过程的示意图,O点是“不倒翁”的重心。将“不倒翁”扳到位置1后释放,“不倒翁”向右摆动,经过竖直位置2到达另一侧最大摆角的位置3,关于这一现象,下列说法中正确的是(  )A.“不倒翁”在位置3时,重力和支持力是一对平衡力
B.只有在位置2,“不倒翁”受到的重力方向才竖直向下
C.“不倒翁”之所以不倒是因为重心很低
D.“不倒翁”从位置2到位置3是受到水平向右的力的作用解析 重力的方向竖直向下,由于不倒翁在水平面上,因此支持力的方向竖直向上,从图1和3中可以看出,重力和支持力不在一条直线上,因此重力和支持力不是一对平衡力,故A项错误;重力的方向总是竖直向下的,故B项错误;物体的重心越低,稳定性越好,因此“不倒翁”之所以不倒是因为重心很低,故C项正确;“不倒翁”从位置2到位置3,仍只受重力和桌面的支持力,并没受水平方向的力,因为在位置2,不倒翁有水平向右的速度,所以不会停在位置2,故D项错误。
答案 C